ट्रान्सफॉर्मरचे तोटे काय आहेत?

पॉवर ट्रान्सफॉर्मरमधील हानीमध्ये प्रामुख्याने कॉपर लॉस आणि आयर्न लॉसचा समावेश होतो. याचे कारण असे की, कोणतेही विद्युत उपकरण दीर्घकाळ कार्यरत असताना हानी निर्माण करते आणि पॉवर ट्रान्सफॉर्मरही याला अपवाद नाहीत.

लोखंडाचे नुकसान म्हणजे काय?

कॉपर लॉसच्या विपरीत, ट्रान्सफॉर्मरमधील आयर्न लॉस हा वाइंडिंग आणि करंटच्या प्रमाणासारख्या घटकांवर अवलंबून नसतो. नावाप्रमाणेच, आयर्न लॉसचा लोखंडाशी जवळचा संबंध आहे, तो आयर्न कोअरमुळे निर्माण होतो. ट्रान्सफॉर्मरच्या आयर्न लॉसला 'नो-लोड लॉस' असेही म्हटले जाते, कारण ट्रान्सफॉर्मरमध्ये आयर्न लॉस नेहमीच असतो, मग तो फुल लोड असो किंवा झिरो लोड, आणि तो ट्रान्सफॉर्मरचा एक स्थिर लॉस असतो. तथापि, लोड प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रिक फील्डची तीव्रता कमी झाल्यामुळे पॉवर लॉस कमी होतो.

ट्रान्सफॉर्मर लोह हानीचे वर्गीकरण

ट्रान्सफॉर्मरमधील लोह हानी ही हिस्टेरेसिस हानी आणि एडी करंट हानीमध्ये विभागली जाते.

हिस्टेरेसिस नुकसान

व्होल्टेजमधील वाढ आणि घट तसेच विद्युत प्रवाहातील बदल घडवून आणण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मरचे कार्यतत्त्व विद्युत चुंबकीय प्रवर्तनाच्या तत्त्वावर आधारित आहे. ट्रान्सफॉर्मरमधील चुंबकीय फ्लक्स लोखंडी गाभ्यावरून वाहतो. ज्याप्रमाणे एखाद्या वाहकाचा विद्युत प्रवाहासाठी रोध असतो, त्याचप्रमाणे लोखंडी गाभ्याचा चुंबकीय फ्लक्सला चुंबकीय रोध असतो. त्याचप्रमाणे, उष्णता देखील निर्माण होते आणि या हानीला "हिस्टेरेसिस हानी" म्हणतात.

एडी करंट लॉस

जेव्हा ट्रान्सफॉर्मरच्या प्रायमरी वाइंडिंगला विद्युत प्रवाह दिला जातो, तेव्हा कॉइलद्वारे निर्माण झालेला चुंबकीय फ्लक्स लोखंडी कोअरमधून वाहतो. कोअर स्वतः एक सुवाहक असल्यामुळे, चुंबकीय क्षेत्र रेषेला लंब असलेल्या प्रतलामध्ये विद्युत विभव प्रेरित होतो. हे विभव कोअरच्या आडव्या छेदात एक बंद लूप तयार करते, ज्यामुळे विद्युत प्रवाह निर्माण होतो. हा प्रवाह फिरणाऱ्या भोवऱ्यासारखा कार्य करतो, म्हणूनच याला "भोवरा" (vortex) असे नाव पडले आहे. एडी करंटमुळे होणाऱ्या हानीला "एडी करंट लॉस" म्हणतात. कोअर एडी करंट निर्माण करत असल्यामुळेच तो एका पातळ पत्र्याच्या स्वरूपात बनवला जातो. कोअर जितका पातळ असतो, तितका त्याचा रोध जास्त असतो आणि विद्युत प्रवाह कमी असतो.

ट्रान्सफॉर्मरमधील लोह हानीवर परिणाम करणारे घटक

• कार्यकारी व्होल्टेज आणि वारंवारता: लोह हानी ही ट्रान्सफॉर्मरच्या कार्यकारी व्होल्टेज आणि वारंवारतेशी संबंधित असते, कारण हे घटक कोअरमधील चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता आणि हिस्टेरेसिसवर परिणाम करतात.
• कोअर मटेरियल: कोअर मटेरियलचे हिस्टेरेसिस गुणधर्म आयर्न लॉसच्या प्रमाणावर परिणाम करतात. जर कोअर मटेरियलची निवड योग्य प्रकारे केली नाही, तर हिस्टेरेसिस लॉस वाढेल.
• उत्पादन प्रक्रिया: ट्रान्सफॉर्मरच्या उत्पादन प्रक्रियेचा देखील लोह हानीवर निश्चित परिणाम होतो. उदाहरणार्थ, कोअर लॅमिनेशन पद्धत, इन्सुलेशन उपचार इत्यादी गोष्टी लोह हानीच्या प्रमाणावर परिणाम करतात.

ट्रान्सफॉर्मर आयर्नमधील हानी कशी कमी करावी?

• उच्च-गुणवत्तेच्या लोह गाभ्याच्या सामग्रीची निवड करा: कमी हिस्टेरेसिस हानी असलेल्या लोह गाभ्याच्या सामग्रीची निवड केल्याने ट्रान्सफॉर्मरमधील लोह हानी कमी होऊ शकते.
• उत्पादन प्रक्रिया सुव्यवस्थित करा: कोअर लॅमिनेशन पद्धत, इन्सुलेशन उपचार आणि इतर उत्पादन प्रक्रिया सुधारून लोह हानी कमी करा.
• वाजवी रचना: ट्रान्सफॉर्मरच्या रचनेच्या टप्प्यात, संरचनात्मक रचना आणि पॅरामीटर निवडीचे इष्टतमीकरण करून लोह हानी कमी केली जाते.

तांब्याचे नुकसान

ट्रान्सफॉर्मरमध्ये तांब्याची महत्त्वाची भूमिका असते. ट्रान्सफॉर्मरच्या वेटिंगमध्ये सामान्यतः तांब्याच्या तारा वापरल्या जातात. ट्रान्सफॉर्मरमधील 'कॉपर लॉस' हा तांब्याच्या तारांमुळे होणारा लॉस असतो. ट्रान्सफॉर्मरच्या 'कॉपर लॉस'ला लोड लॉस असेही म्हणतात. हा तथाकथित लोड लॉस परिवर्तनीय असतो आणि तो बदलत राहतो.

विद्युत प्रवाहातील बदलामुळे त्यात बदल होतो, कॉपर लॉस (लोड लॉस) हा एक परिवर्तनीय लॉस आहे आणि ट्रान्सफॉर्मरच्या कार्यान्वयनातील हा मुख्य लॉस देखील आहे.

ट्रान्सफॉर्मर कॉपर लॉसवर परिणाम करणारे घटक

• वर्तमान प्रवाहाचे प्रमाण: वर नमूद केल्याप्रमाणे, कॉपर लॉस हा वर्तमान प्रवाहाच्या वर्गाच्या प्रमाणात असतो, म्हणून वर्तमान प्रवाहाचे प्रमाण हा कॉपर लॉसवर परिणाम करणारा मुख्य घटक आहे.
• वाइंडिंगचा रोध: वाइंडिंगच्या रोधाचा कॉपर लॉसवर थेट परिणाम होतो. रोध जेवढा जास्त, तेवढा कॉपर लॉस जास्त असतो.
• कॉइलच्या थरांची संख्या: कॉइलचे थर जितके जास्त असतील, तितका वाइंडिंगमधील विद्युत प्रवाहाचा मार्ग लांब होतो आणि त्यानुसार रोध वाढतो, परिणामी कॉपर लॉस वाढतो.
• स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी: ट्रान्सफॉर्मरमधील कॉपर लॉसवर स्विचिंग फ्रिक्वेन्सीचा होणारा परिणाम हा ट्रान्सफॉर्मरच्या वितरण पॅरामीटर्स आणि लोड वैशिष्ट्यांशी थेट संबंधित असतो. जेव्हा लोड वैशिष्ट्ये आणि वितरण पॅरामीटर्स इंडक्टिव्ह (प्रेरक) असतात, तेव्हा स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी वाढल्यास कॉपर लॉस कमी होतो; जेव्हा ते कपॅसिटिव्ह (धारित्र) असतात, तेव्हा स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी वाढल्यास कॉपर लॉस वाढतो.
• तापमानाचा प्रभाव: ट्रान्सफॉर्मरच्या तापमानाचा देखील लोड लॉसवर परिणाम होतो. त्याच वेळी, लोड करंटमुळे निर्माण होणारा लीकेज फ्लक्स, वाइंडिंगमध्ये एडी करंट लॉस आणि वाइंडिंगच्या बाहेरील धातूच्या भागांमध्ये स्ट्रे लॉस निर्माण करतो.

ट्रान्सफॉर्मरमधील तांब्याचे नुकसान कसे कमी करावे?

• ट्रान्सफॉर्मरच्या विंडिंगचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफळ वाढवा: वाहकाचा रोध कमी करा, त्यामुळे ट्रान्सफॉर्मरमधील कॉपर लॉस प्रभावीपणे कमी होतो.
• वाइंडिंगचा रोध कमी करण्यासाठी तांब्याच्या फॉइल किंवा ॲल्युमिनियम फॉइलसारख्या उच्च-गुणवत्तेच्या वाहक सामग्रीचा वापर करा.
• ट्रान्सफॉर्मरचा कमी भारावरील कार्यकाळ कमी करा: ट्रान्सफॉर्मरच्या कमी भारावरील कार्यकाळाचे प्रमाण मर्यादित केल्याने ट्रान्सफॉर्मरमधील तांब्याचे नुकसान कमी होण्यास मदत होईल.