சக்தி மின்மாற்றி என்றால் என்ன, அது எவ்வாறு இயங்குகிறது?

எங்கள் முந்தைய சில கட்டுரைகளில், மின்மாற்றியின் அடிப்படைகள் மற்றும் அதன் வெவ்வேறு வகைகளைப் பற்றி விவாதித்தோம். முக்கியமான மற்றும் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் மின்மாற்றி ஒன்று பவர் மின்மாற்றி. இது முறையே மின் சக்தி உற்பத்தி நிலையம் மற்றும் விநியோக நிலையத்தில் (அல்லது துணை மின்நிலையத்தில்) மின்னழுத்தத்தை உயர்த்துவதற்கும் கீழே இறங்குவதற்கும் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, மேலே காட்டப்பட்டுள்ள தொகுதி வரைபடத்தைக் கவனியுங்கள். உற்பத்தி நிலையத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள ஒரு நுகர்வோருக்கு மின்சார சக்தியை வழங்கும்போது இங்கு மின்மாற்றி இரண்டு முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

• காற்றாலை ஜெனரேட்டரால் உருவாக்கப்படும் மின்னழுத்தத்தை முடுக்கிவிட முதல் முறையாக மின் உற்பத்தி நிலையத்தில் உள்ளது.
• இரண்டாவது பரிமாற்றக் கோட்டின் முடிவில் பெறப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை படிப்படியாக விநியோக நிலையத்தில் (அல்லது துணை மின்நிலையத்தில்) உள்ளது.

டிரான்ஸ்மிஷன் கோடுகளில் சக்தி இழப்பு

மின் சக்தி அமைப்புகளில் சக்தி மின்மாற்றி பயன்படுத்த பல காரணங்கள் உள்ளன. ஆனால் மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்துவதற்கான மிக முக்கியமான மற்றும் எளிமையான காரணம் மின்சக்தி பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் மின் இழப்புகளைக் குறைப்பதாகும்.

ஒரு மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மின்சாரம் எவ்வாறு குறைகிறது என்பதைக் கணிசமாகக் குறைப்போம் என்று இப்போது பார்ப்போம்:

முதலில், சக்தி இழப்பு P = I * I * R இன் சமன்பாடு.

இங்கே நான் = நடத்துனர் வழியாக மின்னோட்டம் மற்றும் கடத்தியின் ஆர் = எதிர்ப்பு.

எனவே, மின் இழப்பு கடத்தி அல்லது பரிமாற்றக் கோடு வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் சதுரத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். எனவே கடத்தி வழியாக செல்லும் மின்னோட்டத்தின் அளவைக் குறைத்து மின் இழப்புகள் குறையும்.

இந்த கோட்பாட்டை நாம் எவ்வாறு பயன்படுத்திக் கொள்வோம் என்பது கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளது:

• ஆரம்ப மின்னழுத்தம் = 100 வி என்று சொல்லுங்கள் மற்றும் சுமை ஈர்க்கிறது = 5A & சக்தி வழங்கப்படுகிறது = 500 வாட். பின்னர் இங்குள்ள டிரான்ஸ்மிஷன் கோடுகள் மூலத்திலிருந்து சுமைக்கு 5A அளவிலான மின்னோட்டத்தை கொண்டு செல்ல வேண்டும். ஆரம்ப கட்டத்தில் 1000V க்கு மின்னழுத்தத்தை நாம் படிப்படியாக உயர்த்தினால், 500Watt இன் அதே சக்தியை வழங்க டிரான்ஸ்மிஷன் கோடுகள் 0.5A ஐ மட்டுமே கொண்டு செல்ல வேண்டும்.
• எனவே, ஒரு மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்தி டிரான்ஸ்மிஷன் கோட்டின் தொடக்கத்தில் மின்னழுத்தத்தை ஸ்டெப்-அப் செய்வோம் மற்றும் டிரான்ஸ்மிஷன் கோட்டின் முடிவில் மின்னழுத்தத்தை ஸ்டெப்-டவுன் செய்ய மற்றொரு பவர் டிரான்ஸ்பார்மரைப் பயன்படுத்துவோம்.
• இந்த அமைப்பின் மூலம், 100 + கிலோமீட்டர் டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் வழியாக தற்போதைய ஓட்டத்தின் அளவு கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, இதனால் பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் மின் இழப்பைக் குறைக்கிறது.

பவர் டிரான்ஸ்ஃபார்மர் மற்றும் விநியோக டிரான்ஸ்ஃபார்மர் இடையே வேறுபாடு

• பவர் டிரான்ஸ்பார்மர் பொதுவாக முழு சுமையில் இயக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது 100% சுமையில் அதிக செயல்திறனைக் கொண்டதாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மறுபுறம், சுமை 50% முதல் 70% வரை இருக்கும்போது விநியோக மின்மாற்றி அதிக செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, விநியோக மின்மாற்றிகள் தொடர்ந்து 100% சுமைக்கு இயக்க ஏற்றதல்ல.
• பவர் டிரான்ஸ்ஃபார்மர் ஸ்டெப்-அப் மற்றும் ஸ்டெப்-டவுனின் போது அதிக மின்னழுத்தங்களுக்கு வழிவகுக்கும் என்பதால், விநியோக மின்மாற்றிகள் மற்றும் கருவி மின்மாற்றிகளுடன் ஒப்பிடும்போது முறுக்குகள் அதிக காப்பு கொண்டிருக்கின்றன.
• அவர்கள் உயர்-நிலை காப்பு பயன்படுத்துவதால், அவை மிகவும் பருமனானவை, மேலும் அவை மிகவும் கனமானவை.
• மின்மாற்றிகள் வழக்கமாக வீடுகளுடன் நேரடியாக இணைக்கப்படாததால், அவை குறைந்த சுமை ஏற்ற இறக்கங்களை அனுபவிக்கின்றன, மறுபுறம் விநியோக மின்மாற்றிகள் அதிக சுமை ஏற்ற இறக்கங்களை அனுபவிக்கின்றன.
• இவை ஒரு நாளைக்கு 24 மணிநேரமும் முழுமையாக ஏற்றப்படுகின்றன, எனவே தாமிரம் மற்றும் இரும்பு இழப்புகள் நாள் முழுவதும் நடைபெறுகின்றன, மேலும் அவை முழு நேரமும் அப்படியே இருக்கும்.
• பவர் டிரான்ஸ்ஃபார்மரில் உள்ள ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்தி விநியோக மின்மாற்றியை விட அதிகமாக உள்ளது.

பவர் டிரான்ஸ்ஃபார்மர் செயல்படும் கொள்கை

பவர் டிரான்ஸ்பார்மர் 'ஃபாரடேயின் மின்காந்த தூண்டல் விதி' என்ற கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது. இது மின்காந்தத்தின் அடிப்படை விதி, இது தூண்டிகள், மோட்டார்கள், ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் மின் மின்மாற்றிகள் ஆகியவற்றின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையை விளக்குகிறது.

சட்டம் கூறுகிறது ' ஒரு மூடிய-வளையம் அல்லது குறுகிய கடத்தி மாறுபட்ட காந்தப்புலத்திற்கு அருகில் கொண்டு வரப்பட்டால், அந்த மூடிய-சுழற்சியில் தற்போதைய ஓட்டம் உருவாக்கப்படுகிறது' .

சட்டத்தை நன்கு புரிந்துகொள்ள, அதைப் பற்றி விரிவாக விவாதிப்போம். முதலில், கீழே ஒரு காட்சியைக் கருத்தில் கொள்வோம்.

ஒரு நிரந்தர காந்தத்தைக் கவனியுங்கள், முதலில் ஒரு நடத்துனர் ஒருவருக்கொருவர் அருகில் கொண்டு வரப்படுவார்.

• படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு கம்பியைப் பயன்படுத்தி நடத்துனர் இரு முனைகளிலும் குறுகிய சுற்றுடன் இருக்கிறார்.
• இந்த வழக்கில், கடத்தி அல்லது சுழற்சியில் தற்போதைய ஓட்டம் இருக்காது, ஏனெனில் சுழற்சியை வெட்டும் காந்தப்புலம் நிலையானது மற்றும் சட்டத்தில் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, மாறுபடும் அல்லது மாறும் காந்தப்புலம் மட்டுமே சுழற்சியில் மின்னோட்டத்தை கட்டாயப்படுத்த முடியும்.
• எனவே நிலையான காந்தப்புலத்தின் முதல் வழக்கில், கடத்தி சுழற்சியில் பூஜ்ஜிய ஓட்டம் இருக்கும்.

சுழற்சியை வெட்டும் காந்தப்புலம் மாறிக்கொண்டே இருக்கும். இந்த வழக்கில் மாறுபட்ட காந்தப்புலம் இருப்பதால், ஃபாரடேயின் சட்டங்கள் விளையாட வரும், இதன் மூலம் நடத்துனர் சுழற்சியில் தற்போதைய ஓட்டத்தைக் காணலாம்.

படத்தில் நீங்கள் காணக்கூடியது போல, காந்தம் முன்னும் பின்னுமாக நகர்ந்த பிறகு நடத்துனர் மற்றும் மூடிய-வளையத்தின் வழியாக பாயும் தற்போதைய 'நான்' ஐக் காணலாம்.

கீழே உள்ள பிற மாறுபட்ட காந்தப்புல ஆதாரங்களுடன் அதை மாற்ற.

• இப்போது ஒரு மாறுபட்ட மின்னழுத்த மூலமும் ஒரு கடத்தியும் மாறுபட்ட காந்தப்புலத்தை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• கடத்தி வளையத்தை காந்தப்புல வரம்பிற்கு அருகில் கொண்டு வந்த பிறகு, கடத்தி முழுவதும் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு ஈ.எம்.எஃப். இந்த தூண்டப்பட்ட ஈ.எம்.எஃப் காரணமாக, தற்போதைய ஓட்டம் 'நான்' இருக்கும்.
• தூண்டப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் அளவு இரண்டாவது சுழற்சியால் அனுபவிக்கப்பட்ட புல வலிமைக்கு விகிதாசாரமாகும், எனவே காந்தப்புல வலிமை அதிகமாக இருப்பதால், மூடிய-சுழற்சியில் தற்போதைய ஓட்டம் அதிகமாகும்.

ஃபாரடேயின் சட்டத்தைப் புரிந்துகொள்ள அமைக்கப்பட்ட ஒற்றை நடத்துனரைப் பயன்படுத்துவது சாத்தியம் என்றாலும். ஆனால் இருபுறமும் ஒரு சுருளைப் பயன்படுத்தி சிறந்த நடைமுறை செயல்திறனுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்படுகிறது.

இங்கே, ஒரு மாற்று மின்னோட்டம் முதன்மை சுருள் 1 வழியாக பாய்கிறது, இது கடத்தி சுருள்களைச் சுற்றியுள்ள மாறுபட்ட காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. சுருள் 1 ஆல் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புலத்தின் வரம்பில் சுருள் 2 நுழையும் போது, ஃபாரடேயின் மின்காந்த தூண்டல் விதியின் காரணமாக சுருள் 2 முழுவதும் ஒரு ஈ.எம்.எஃப் மின்னழுத்தம் உருவாக்கப்படுகிறது. சுருள் 2 இல் உள்ள மின்னழுத்தத்தின் காரணமாக தற்போதைய 'நான்' இரண்டாம் நிலை மூடிய சுற்று வழியாக பாய்கிறது.

இரண்டு சுருள்களும் காற்றில் இடைநிறுத்தப்பட்டுள்ளன என்பதை இப்போது நீங்கள் நினைவில் கொள்ள வேண்டும், எனவே காந்தப்புலத்தால் பயன்படுத்தப்படும் கடத்தும் ஊடகம் காற்று. காந்தப்புல கடத்துதலுடன் உலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது காற்று அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, எனவே மின்காந்த புலத்திற்கான ஒரு ஊடகமாக செயல்பட ஒரு உலோகம் அல்லது ஃபெரைட் மையத்தைப் பயன்படுத்தினால், மின்காந்த தூண்டலை இன்னும் முழுமையாக அனுபவிக்க முடியும்.

எனவே இப்போது மேலும் புரிந்துகொள்ள காற்று ஊடகத்தை இரும்பு ஊடகத்துடன் மாற்றுவோம்.

படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு சுருளிலிருந்து மற்றொரு சுருளுக்கு மின் பரிமாற்றத்தின் போது காந்தப் பாய்வு இழப்பைக் குறைக்க இரும்பு அல்லது ஃபெரைட் கோரைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த நேரத்தில் வளிமண்டலத்தில் கசிந்த காந்தப் பாய்வு நாம் காற்று ஊடகத்தை ஒரு மையமாகப் பயன்படுத்திய நேரத்தை விடக் குறைவாக இருக்கும், இது காந்தப்புலத்தின் மிகச் சிறந்த கடத்தி ஆகும்.

சுருள் 1 ஆல் புலம் உருவாக்கப்பட்டவுடன் அது சுருள் 2 ஐ அடையும் இரும்பு கோர் வழியாக பாயும், மேலும் ஃபாரடேஸ் சட்ட சுருள் 2 ஒரு ஈ.எம்.எஃப் ஐ உருவாக்குகிறது, இது சுருள் 2 முழுவதும் இணைக்கப்பட்ட கால்வனோமீட்டரால் படிக்கப்படும்.

இப்போது நீங்கள் கவனமாகக் கவனித்தால், இந்த அமைப்பை ஒற்றை-கட்ட மின்மாற்றிக்கு ஒத்ததாகக் காணலாம். ஆம், இன்று இருக்கும் ஒவ்வொரு மின்மாற்றியும் ஒரே கொள்கையில் செயல்படுகின்றன.

இப்போது மூன்று கட்ட மின்மாற்றியின் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட கட்டுமானத்தைப் பார்ப்போம்.

மூன்று கட்ட மின்மாற்றி

• மின்மாற்றியின் எலும்புக்கூடு காந்தப் பாய்ச்சலைச் சுமக்கப் பயன்படும் லேமினேட் உலோகத் தாள்களைக் கொண்டு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. வரைபடத்தில், எலும்புக்கூடு சாம்பல் வண்ணம் பூசப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம். எலும்புக்கூட்டில் மூன்று நெடுவரிசைகள் உள்ளன, அதில் மூன்று கட்டங்களின் முறுக்குகள் காயமடைகின்றன.
• குறைந்த மின்னழுத்த முறுக்கு முதலில் காயமடைந்து, மையத்திற்கு நெருக்கமாக காயமடைகிறது, அதே நேரத்தில் குறைந்த மின்னழுத்த முறுக்குக்கு மேல் அதிக மின்னழுத்த முறுக்கு காயமடைகிறது. நினைவில் கொள்ளுங்கள், இரண்டு முறுக்குகளும் ஒரு காப்பு அடுக்கு மூலம் பிரிக்கப்படுகின்றன.
• இங்கே ஒவ்வொரு நெடுவரிசையும் ஒரு கட்டத்தைக் குறிக்கிறது, எனவே மூன்று நெடுவரிசைகளுக்கு, எங்களுக்கு மூன்று கட்ட முறுக்கு உள்ளது.
• எலும்புக்கூடு மற்றும் முறுக்கு இந்த முழு அமைப்பும் சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் தனிமைப்படுத்த தொழில்துறை எண்ணெய் நிரப்பப்பட்ட ஒரு சீல் தொட்டியில் மூழ்கியுள்ளது.
• முறுக்குக்குப் பிறகு, ஆறு சுருள்களின் இறுதி முனையங்களும் ஒரு எச்.வி இன்சுலேட்டர் மூலம் சீல் செய்யப்பட்ட தொட்டியில் இருந்து வெளியே கொண்டு வரப்பட்டன.
• தீப்பொறி தாவல்களைத் தவிர்ப்பதற்காக டெர்மினல்கள் ஒருவருக்கொருவர் நியாயமான தூரத்தில் சரி செய்யப்படுகின்றன.

பவர் டிரான்ஸ்பார்மரின் அம்சங்கள்

மதிப்பிடப்பட்ட சக்தியை	200 எம்.வி.ஏ வரை 3 எம்.வி.ஏ.
முதன்மை மின்னழுத்தங்கள் பொதுவாக	11, 22, 33, 66, 90, 132, 220 கே.வி.
இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தங்கள் பொதுவாக	3.3, 6.6, 11, 33, 66, 132 கே.வி அல்லது தனிப்பயன் விவரக்குறிப்பு
கட்டங்கள்	ஒற்றை அல்லது மூன்று கட்ட மின்மாற்றிகள்
மதிப்பிடப்பட்ட அதிர்வெண்	50 அல்லது 60 ஹெர்ட்ஸ்
தட்டுவதன்	ஆன்-லோட் அல்லது ஆஃப்-லோட் தட்டு மாற்றிகள்
வெப்பநிலை உயர்வு	60/65 சி அல்லது தனிப்பயன் விவரக்குறிப்பு
குளிரூட்டும் வகை	ONAN (எண்ணெய் இயற்கை காற்று இயற்கை) அல்லது வேண்டுகோளின் பேரில் KNAN (அதிகபட்சம் 33kV) போன்ற குளிரூட்டும் வகைகள்
ரேடியேட்டர்கள்	தொட்டி பொருத்தப்பட்ட குளிரூட்டும் ரேடியேட்டர் பேனல்கள்
திசையன் குழுக்கள்	IEC 60076 இன் படி Dyn11 அல்லது வேறு எந்த திசையன் குழு
மின்னழுத்த கட்டுப்பாடு	ஆன்-லோட் டேப் சேஞ்சர் வழியாக (ஏ.வி.ஆர் ரிலே தரத்துடன்)
எச்.வி & எல்வி டெர்மினல்கள்	ஏர் கேபிள் பெட்டி வகை (33 கி.வி அதிகபட்சம்) அல்லது திறந்த புஷிங்
நிறுவல்கள்	உட்புற அல்லது வெளிப்புற
ஒலி நிலை	ENATS 35 அல்லது NEMA TR1 படி

மின் பரிமாற்றத்தின் பயன்பாடுகள்

• மின்மாற்றி முக்கியமாக மின்சார மின் உற்பத்தி மற்றும் விநியோக நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• இது தனிமைப்படுத்தும் மின்மாற்றிகள், எர்திங் மின்மாற்றிகள், ஆறு துடிப்பு மற்றும் பன்னிரண்டு துடிப்பு திருத்தி மின்மாற்றிகள், சூரிய பி.வி பண்ணை மின்மாற்றிகள், காற்றாலை பண்ணை மின்மாற்றிகள் மற்றும் கோர்ன்டார்ஃபர் ஆட்டோட்ரான்ஸ்ஃபார்மர் ஸ்டார்ட்டர் ஆகியவற்றிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• இது மின்சக்தி பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் மின் இழப்புகளைக் குறைக்கப் பயன்படுகிறது.
• இது உயர் மின்னழுத்த படிநிலை மற்றும் உயர் மின்னழுத்த படி-கீழே பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• நீண்ட தூர நுகர்வோர் நிகழ்வுகளின் போது இது விரும்பப்படுகிறது.
• முழு திறன் 24x7 இல் சுமை இயங்கும் சந்தர்ப்பங்களில் விரும்பப்படுகிறது.