ऑटोट्रांसफॉर्मर

40%-115% इनपुट के आउटपुट वोल्टेज रेंज के साथ सिंगल-फेज टैप्ड स्वचालित परिवर्तक

स्वचालित परिवर्तक ऐसा विद्युत परिवर्तक होता है जिसमें केवल विद्युत चुम्बकीय कुंडल होता है। विक्ट:ऑटो- (स्वयं के लिए ग्रीक) उपसर्ग अकेले एकल कुंडली का कार्य को संदर्भित करता है, किसी भी प्रकार के स्वचालन के लिए नहीं उपयोग किया जाता हैं। स्वचालित परिवर्तक में वाइंडिंग के एक भाग के परिवर्तक की प्राथमिक वाइंडिंग और माध्यमिक वाइंडिंग दोनों पक्षों के रूप में कार्य करते हैं। इसके विपरीत, साधारण परिवर्तक में अलग-अलग प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग होते हैं जिनके बीच कोई धातु का संचालन पथ नहीं होता है।

स्वचालित परिवर्तक वाइंडिंग में कम से कम तीन टैप (परिवर्तक) होते हैं जहाँ विद्युत संयोजन बनाए जाते हैं। चूंकि वाइंडिंग का भाग दोहरा कार्य करता है, इसलिए स्वचालित परिवर्तक के पास विशिष्ट दोहरे-घुमावदार परिवर्तक की तुलना में अधिकांशतः छोटे, हल्के और सस्ते होने के लाभप्रद होते हैं, लेकिन प्राथमिक और माध्यमिक परिपथ के बीच गैल्वेनिक विवाद को प्रदान नहीं करने पर हानि होती है। स्वचालित परिवर्तक के अन्य लाभों में निम्न रिसाव अधिष्ठापन प्रतिक्रिया, कम हानि, कम उत्तेजना धारा और दिए गए आकार और द्रव्यमान के लिए वीए रेटिंग में वृद्धि सम्मलित है।

एक स्वचालित परिवर्तक के अनुप्रयोग का उदाहरण ट्रैवेलर्स वोल्टेज परिवर्तक की शैली है, जो 230-वोल्ट उपकरणों को 120-वोल्ट आपूर्ति परिपथ या व्युत्क्रम पर उपयोग करने की अनुमति देता है। अधिक वोल्टेज ड्रॉप के लिए सही करने के लिए लंबे वितरण परिपथ के अंत में वोल्टेज को समायोजित करने के लिए कई टैप के साथ स्वचालित परिवर्तक लगाया जा सकता है; स्वचालित रूप से नियंत्रित होने पर, यह विद्युत् दाब नियामक का उदाहरण है।

ऑपरेशन

एक स्वचालित परिवर्तक में दो एंड टर्मिनलों के साथ सिंगल वाइंडिंग होती है और इंटरमीडिएट टैप पॉइंट्स पर या अधिक टर्मिनल होते हैं। यह परिवर्तक है जिसमें प्राथमिक और द्वितीयक कुंडली में उनके घुमावों का भाग आम है। प्राथमिक और द्वितीयक दोनों द्वारा साझा की गई वाइंडिंग का भाग सामान्य खंड है। वाइंडिंग का वह भाग जो प्राथमिक और द्वितीयक दोनों द्वारा साझा नहीं किया जाता है, श्रृंखला खंड है। प्राथमिक वोल्टेज को दो टर्मिनलों पर लागू किया जाता है। द्वितीयक वोल्टेज दो टर्मिनलों से लिया जाता है, जिनमें से टर्मिनल प्राथमिक वोल्टेज टर्मिनल के साथ सामान्य रूप से होता है।

चूंकि वोल्ट-प्रति-मोड़ दोनों वाइंडिंग्स में समान है, प्रत्येक घुमावों की संख्या के अनुपात में वोल्टेज विकसित करता है। स्वचालित परिवर्तक में, आउटपुट धारा का भाग सीधे इनपुट से आउटपुट (सीरीज सेक्शन के माध्यम से) में प्रवाहित होता है, और केवल भाग को उपपादन (कॉमन सेक्शन के माध्यम से) ट्रांसफर किया जाता है, जिससे छोटे, हल्के, सस्ते कोर का भी उपयोग किया जा सकता है। केवल वाइंडिंग की आवश्यकता के रूप में। चूंकि, स्वचालित प्रर्वतक के वोल्टेज और धारा अनुपात को अन्य दो-घुमावदार परिवर्तक के समान ही तैयार किया जा सकता है:

${\frac {V_{1}}{V_{2}}}={\frac {N_{1}}{N_{2}}}=a$    $(0<V_{2}<V_{1})$

वाइंडिंग के श्रृंखला खंड द्वारा प्रदान किए गए एम्पीयर-टर्न:

$F_{S}=(N_{1}-N_{2})I_{1}=\left(1-{\frac {1}{a}}\right)N_{1}I_{1}$

वाइंडिंग के सामान्य खंड द्वारा प्रदान किए गए एम्पीयर-टर्न:

$F_{C}=N_{2}(I_{2}-I_{1})={\frac {N_{1}}{a}}(I_{2}-I_{1})$

एम्पीयर-टर्न बैलेंस के लिए, F_S= F_C:

$\left(1-{\frac {1}{a}}\right)N_{1}I_{1}={\frac {N_{1}}{a}}(I_{2}-I_{1})$

इसलिए:

${\frac {I_{1}}{I_{2}}}={\frac {1}{a}}={\frac {N_{2}}{N_{1}}}$

वाइंडिंग का सिरा सामान्यतः वोल्टेज स्रोत और बाहरी विद्युत भार दोनों से जुड़ा होता है। स्रोत और भार का दूसरा सिरा वाइंडिंग के साथ नल से जुड़ा होता है। वाइंडिंग पर अलग-अलग नल अलग-अलग वोल्टेज के अनुरूप होते हैं, जिन्हें मुख्यतः सिरे से मापा जाता है। स्टेप-डाउन परिवर्तक में स्रोत सामान्यतः पूरी वाइंडिंग से जुड़ा होता है जबकि लोड केवल वाइंडिंग के भाग में नल से जुड़ा होता है। स्टेप-अप परिवर्तक में, इसके विपरीत, भार पूरी वाइंडिंग से जुड़ा होता है जबकि स्रोत वाइंडिंग के भाग में नल से जुड़ा होता है। स्टेप-अप परिवर्तक के लिए, उपरोक्त समीकरणों में सबस्क्रिप्ट उलट दिए जाते हैं, जहां इस स्थिति में क्रमशः $N_{2}$ और $V_{2}$ से $N_{1}$ और $V_{1}$ अधिक होता हैं ।

दो-घुमावदार परिवर्तक के रूप में, द्वितीयक से प्राथमिक वोल्टेज का अनुपात उस घुमाव के घुमावों की संख्या के अनुपात के बराबर होता है जिससे वे जुड़ते हैं। उदाहरण के लिए, वाइंडिंग के मध्य और स्वचालित परिवर्तक की वाइंडिंग के सामान्य टर्मिनल सिरे के बीच लोड को जोड़ने से आउटपुट लोड वोल्टेज प्राथमिक वोल्टेज का 50% होगा। अनुप्रयोग के आधार पर, पूरी तरह से उच्च-वोल्टेज (निचले धारा) भाग में उपयोग किए जाने वाले वाइंडिंग के भाग को छोटे गेज के तार से लपेटा जा सकता है, चूंकि पूरी वाइंडिंग सीधे जुड़ी हुई है।

यदि जमीन के लिए केंद्र-नलों में से का उपयोग किया जाता है, तो संतुलित रेखा (दो अंत नल से जुड़ी) को असंतुलित रेखा (जमीन के साथ की ओर) में परिवर्तित करने के लिए स्वचालित परिवर्तक का उपयोग बालुन के रूप में किया जा सकता है।

एक स्वचालित परिवर्तक अपनी वाइंडिंग के बीच विद्युत अलगाव प्रदान नहीं करता है जैसा कि साधारण परिवर्तक करता है; यदि इनपुट का तटस्थ तार साइड ग्राउंड वोल्टेज पर नहीं है, तो आउटपुट का न्यूट्रल साइड भी नहीं होगा। स्वचालित परिवर्तक की वाइंडिंग के अलगाव की विफलता के परिणामस्वरूप आउटपुट पर पूर्ण इनपुट वोल्टेज लागू हो सकता है। इसके अतिरिक्त, प्राथमिक और द्वितीयक दोनों के रूप में उपयोग किए जाने वाले वाइंडिंग के भाग में ब्रेक के परिणामस्वरूप परिवर्तक लोड के साथ श्रृंखला में प्रारंभ करनेवाला के रूप में कार्य करेगा (जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश भार की स्थिति में लगभग पूर्ण इनपुट वोल्टेज आउटपुट पर लागू हो सकता है। ). किसी दिए गए एप्लिकेशन में स्वचालित परिवर्तक का उपयोग करने का निर्णय लेते समय ये महत्वपूर्ण सुरक्षा विचार हैं।

क्योंकि इसमें कम वाइंडिंग और छोटे कोर दोनों की आवश्यकता होती है, बिजली अनुप्रयोगों के लिए स्वचालित परिवर्तक सामान्यतः दो-घुमावदार परिवर्तक की तुलना में हल्का और कम खर्चीला होता है, लगभग 3: 1 के वोल्टेज अनुपात तक; उस सीमा से परे, दो-घुमावदार परिवर्तक सामान्यतः अधिक मंहगा होता है।

तीन चरण बिजली संचरण अनुप्रयोगों में, स्वचालित परिवर्तक में हार्मोनिक्स (विद्युत शक्ति) धाराओं को दबाने और अवशिष्ट-धारा उपकरण धाराओं के दूसरे स्रोत के रूप में कार्य करने की सीमाएं होती हैं। कुछ हार्मोनिक धाराओं को अवशोषित करने के लिए बड़े तीन-चरण स्वचालित परिवर्तक में दफन डेल्टा वाइंडिंग हो सकती है, जो टैंक के बाहर से जुड़ा नहीं है।

व्यवहारिक रूप से होने वाली हानि का अर्थ है कि मानक परिवर्तक और स्वचालित परिवर्तक दोनों पूरी तरह से प्रतिवर्ती नहीं हैं; वोल्टेज को नीचे ले जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है यदि इसे ऊपर उठाने के लिए उपयोग किया जाता है तो आवश्यकता से थोड़ा कम वोल्टेज प्रदान करेगा। जहां वास्तविक वोल्टेज स्तर महत्वपूर्ण नहीं है, वहां रिवर्सल की अनुमति देने के लिए अंतर सामान्यतः अधिक मामूली होता है।

मल्टीपल-वाइंडिंग परिवर्तक की तरह, स्वचालित परिवर्तक शक्ति प्रर्वतक करने के लिए समय-भिन्न चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करते हैं। उन्हें ठीक से कार्य करने के लिए प्रत्यावर्ती धारा की आवश्यकता होती है और वे एकदिश धारा पर कार्य नहीं करेंगे। क्योंकि प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग विद्युत रूप से जुड़े हुए हैं, स्वचालित परिवर्तक धारा को वाइंडिंग के बीच प्रवाहित करने की अनुमति देगा और इसलिए एसी या डीसी अलगाव प्रदान नहीं करता है।

अनुप्रयोग

विद्युत पारेषण और वितरण

विभिन्न वोल्टेज वर्गों पर कार्य कर रहे सिस्टम को इंटरकनेक्ट करने के लिए विद्युत पारेषण अनुप्रयोगों में स्वचालित परिवर्तक का अधिकांशतः उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए स्थानांतरण के लिए 132 केवी से 66 केवी इत्यादि। उद्योग में अन्य अनुप्रयोग 480 V आपूर्ति के लिए निर्मित (उदाहरण के लिए) मशीनरी को 600 V आपूर्ति पर संचालित करने के लिए अनुकूलित करना है। उनका उपयोग अधिकांशतः दुनिया में दो सामान्य घरेलू मुख्य वोल्टेज बैंड (100 V–130 V और 200 V–250 V) के बीच रूपांतरण प्रदान करने के लिए भी किया जाता है। यूके 400 kV और 275 kV सुपर ग्रिड नेटवर्क के बीच के लिंक सामान्यतः तीन चरण वाले स्वचालित परिवर्तक होते हैं जिनमें सामान्य न्यूट्रल सिरे पर टैप होते हैं।

लंबी ग्रामीण बिजली वितरण लाइनों पर, स्वचालित टैप-चेंजिंग उपकरण वाले विशेष स्वचालित परिवर्तक को वोल्टेज नियामकों के रूप में डाला जाता है, जिससे कि लाइन के दूर के ग्राहकों को वही औसत वोल्टेज प्राप्त हो जो स्रोत के समीप होता हैं। स्वचालित परिवर्तक का चर अनुपात लाइन के साथ वोल्टेज घटाव के लिए क्षतिपूर्ति करता है।

ज़िगज़ैग परिवर्तक नामक ऑटो परिवर्तक का विशेष रूप तीन-चरण सिस्टम पर अर्थिंग प्रणाली प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है जो अन्यथा जमीन से कोई संबंध नहीं रखता है। ज़िगज़ैग परिवर्तक या ज़िग-ज़ैग परिवर्तक धारा के लिए रास्ता प्रदान करता है जो तीनों चरणों (तथाकथित शून्य अनुक्रम धारा) के लिए सामान्य है।

ऑडियो प्रणाली

ऑडियो अनुप्रयोगों में, टैप किए गए स्वचालित प्रवर्तक का उपयोग वक्ताओं को निरंतर-वोल्टेज ऑडियो वितरण प्रणालियों में अनुकूलित करने के लिए किया जाता है, और प्रतिबाधा मिलान के लिए जैसे कम-प्रतिबाधा माइक्रोफ़ोन और उच्च-प्रतिबाधा प्रवर्धक इनपुट के बीच।

रेलवे

Main article: 25 केवी एसी रेलवे विद्युतीकरण

रेलवे अनुप्रयोगों में, ट्रेनों को 25 केवी एसी पर बिजली देना आम बात है। बिजली ग्रिड फीडर बिंदुओं के बीच की दूरी बढ़ाने के लिए, उन्हें ट्रेन के ओवरहेड कलेक्टर पेंटोग्राफ की पहुंच से बाहर तीसरे तार (विपरीत चरण) के साथ विभाजित चरण 25-0-25 केवी फ़ीड की आपूर्ति करने की व्यवस्था की जा सकती है। आपूर्ति का 0 V बिंदु रेल से जुड़ा है जबकि 25 kV बिंदु ओवरहेड संपर्क तार से जुड़ा है। लगातार (लगभग 10 किमी) अंतराल पर, स्वचालित परिवर्तक संपर्क तार को रेल और दूसरे (एंटीफ़ेज़) आपूर्ति सुचालक से जोड़ता है। यह प्रणाली प्रयोग करने योग्य संचरण दूरी को बढ़ाती है, बाहरी उपकरणों में प्रेरित हस्तक्षेप को कम करती है और लागत कम करती है। संस्करण कभी-कभी देखा जाता है जहां आपूर्ति सुचालक सूट के लिए संशोधित स्वचालित परिवर्तक अनुपात के साथ संपर्क तार के लिए अलग वोल्टेज पर होता है।

स्वचालित परिवर्तक स्टार्टर

स्वचालित परिवर्तक को धीमे प्रारंभिक प्रेरण मोटर्स की विधि के रूप में उपयोग किया जा सकता है। ऐसे स्टार्टर्स के प्रसिद्ध डिजाइनों में से कोर्नडॉर्फर स्टार्टर है।

इतिहास

स्वचालित परिवर्तक स्टार्टर का आविष्कार 1908 में बर्लिन के मैक्स कोर्नडॉर्फर ने किया था। उन्होंने मई 1908 में यू.एस. पेटेंट कार्यालय में आवेदन दायर किया और मई 1914 में उन्हें 1,096,922 अमेरिकी पेटेंट प्रदान किया गया। मैक्स कोर्नडॉर्फर ने अपना पेटेंट जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी को सौंप दिया।

एक प्रेरण मोटर अपने त्वरण के समय पूर्ण रेटेड गति के समय बहुत अधिक प्रारंभिक धारा खींचती है, सामान्यतः पूर्ण लोड धारा का 6 से 10 गुना। कम प्रारंभिक चालू वांछनीय है जहां विद्युत ग्रिड पर्याप्त क्षमता का नहीं है, या जहां संचालित भार उच्च प्रारंभिक टार्क का सामना नहीं कर सकता है। प्रारंभिक धारा को कम करने के लिए मौलिक तरीका 50%, 65% और लागू लाइन वोल्टेज के 80% पर नल के साथ कम वोल्टेज स्वचालित परिवर्तक के साथ है; बार मोटर चालू हो जाने के बाद स्वचालित परिवर्तक परिपथ से बाहर हो जाता है।

चर स्वचालित परिवर्तक

स्लाइडिंग-ब्रश सेकेंडरी संयोजन और टॉरॉयडल कोर के साथ वेरिएबल स्वचालित परिवर्तक। कॉपर वाइंडिंग और ब्रश दिखाने के लिए कवर हटा दिया गया है।

परिवर्तनीय परिवर्तक - टेक्ट्रोनिक्स 576 वक्र ट्रेसर का भाग

वाइंडिंग कॉइल्स के भाग को उजागर करके और स्लाइडिंग ब्रश (बिजली) के माध्यम से द्वितीयक संयोजन बनाकर, निरंतर परिवर्तनशील अनुपात प्राप्त किया जा सकता है, जिससे आउटपुट वोल्टेज के बहुत ही सहज नियंत्रण की अनुमति मिलती है। आउटपुट वोल्टेज घुमावों की वास्तविक संख्या द्वारा दर्शाए गए असतत वोल्टेज तक सीमित नहीं है। घुमावों के बीच वोल्टेज को सुचारू रूप से भिन्न किया जा सकता है क्योंकि ब्रश में अपेक्षाकृत उच्च प्रतिरोध (धातु संपर्क की तुलना में) होता है और वास्तविक आउटपुट वोल्टेज आसन्न वाइंडिंग के संपर्क में ब्रश के सापेक्ष क्षेत्र का कार्य है। ब्रश का अपेक्षाकृत उच्च प्रतिरोध भी इसे दो आसन्न घुमावों के संपर्क में आने पर शॉर्ट सर्कुलेटिंग टर्न के रूप में कार्य करने से रोकता है। सामान्यतः प्राथमिक संयोजन वाइंडिंग के केवल भाग से जुड़ता है जिससे आउटपुट वोल्टेज शून्य से इनपुट वोल्टेज के ऊपर सुचारू रूप से भिन्न हो सकता है और इस प्रकार उपकरण को इसकी निर्दिष्ट वोल्टेज सीमा की सीमा पर विद्युत उपकरणों के परीक्षण के लिए उपयोग करने की अनुमति मिलती है।

आउटपुट वोल्टेज समायोजन मैनुअल या स्वचालित हो सकता है। मैनुअल प्रकार केवल अपेक्षाकृत कम वोल्टेज के लिए लागू होता है और इसे चर एसी परिवर्तक के रूप में जाना जाता है (अधिकांशतः ट्रेडमार्क नाम वैरिआक द्वारा संदर्भित)। इनका उपयोग अधिकांशतः मरम्मत की दुकानों में विभिन्न वोल्टेज के अनुसार उपकरणों के परीक्षण के लिए या असामान्य लाइन वोल्टेज का अनुकरण करने के लिए किया जाता है।

लाइन और लोड स्थितियों की विस्तृत श्रृंखला के समय ग्राहकों की सेवा में स्थिर वोल्टेज बनाए रखने के लिए स्वचालित वोल्टेज समायोजन वाले प्रकार को स्वचालित वोल्टेज नियामक के रूप में उपयोग किया जा सकता है। अन्य अनुप्रयोग लाइटिंग मद्धम है जो अधिकांश थाइरेस्टार डिमर्स के विशिष्ट विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का उत्पादन नहीं करता है।

वैरिएक ट्रेडमार्क

1934 से 2002 तक, वैरिएक वैरिएबल स्वचालित परिवर्तक के लिए सामान्य रेडियो का यू.एस. ट्रेडमार्क था, जिसका उद्देश्य स्थिर एसी इनपुट वोल्टेज के लिए आउटपुट वोल्टेज को सरलता से बदलना था। 2004 में, इंस्ट्रूमेंट सर्विस उपकरण ने उसी प्रकार के उत्पाद के लिए वैरिएक ट्रेडमार्क के लिए आवेदन किया और प्राप्त किया। वैरिएक शब्द सामान्यीकृत ट्रेडमार्क बन गया है, जिसका उपयोग चर स्वचालित परिवर्तक को संदर्भित करने के लिए किया जा रहा है।

यह भी देखें

• वोल्टेज विभक्त
• बलून
• विद्युत चुंबकत्व
• फैराडे का प्रेरण का नियम
• इग्निशन का तार
• प्रारंभ करने वाला
• चुंबकीय क्षेत्र

आगे की पढाई

• Croft, Terrell; Summers, Wilford, eds. (1987). American Electricians' Handbook (Eleventh ed.). New York: McGraw Hill. ISBN 0-07-013932-6.