ऑटोट्रांसफॉर्मर

एक ऑटोट्रांसफॉर्मर एक विद्युत ट्रांसफार्मर  होता है जिसमें केवल एक  विद्युत चुम्बकीय कुंडल  होता है। विक्ट:ऑटो- (स्वयं के लिए ग्रीक) उपसर्ग अकेले एकल कॉइल अभिनय को संदर्भित करता है, किसी भी प्रकार के  स्वचालन  के लिए नहीं। एक ऑटोट्रांसफॉर्मर में, एक ही वाइंडिंग के हिस्से ट्रांसफॉर्मर की  प्राथमिक वाइंडिंग  और  माध्यमिक वाइंडिंग  दोनों पक्षों के रूप में कार्य करते हैं। इसके विपरीत, एक साधारण ट्रांसफार्मर में अलग-अलग प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग होते हैं जिनके बीच कोई धातु का संचालन पथ नहीं होता है।

ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर वाइंडिंग में कम से कम तीन टैप (ट्रांसफ़ॉर्मर) होते हैं जहाँ विद्युत कनेक्शन बनाए जाते हैं। चूंकि वाइंडिंग का हिस्सा दोहरा कार्य करता है, इसलिए ऑटोट्रांसफॉर्मर्स के पास विशिष्ट दोहरे-घुमावदार ट्रांसफार्मर की तुलना में अक्सर छोटे, हल्के और सस्ते होने के फायदे होते हैं, लेकिन प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट के बीच गैल्वेनिक अलगाव प्रदान नहीं करने का नुकसान होता है। ऑटोट्रांसफॉर्मर्स के अन्य लाभों में निम्न रिसाव अधिष्ठापन  प्रतिक्रिया, कम नुकसान, कम उत्तेजना वर्तमान और दिए गए आकार और द्रव्यमान के लिए वीए रेटिंग में वृद्धि शामिल है। एक ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर के अनुप्रयोग का एक उदाहरण ट्रैवेलर्स वोल्टेज कनवर्टर की एक शैली है, जो 230-वोल्ट उपकरणों को 120-वोल्ट आपूर्ति सर्किट या रिवर्स पर उपयोग करने की अनुमति देता है। अधिक वोल्टेज ड्रॉप के लिए सही करने के लिए एक लंबे वितरण सर्किट के अंत में वोल्टेज को समायोजित करने के लिए कई टैप के साथ एक ऑटोट्रांसफॉर्मर लगाया जा सकता है; स्वचालित रूप से नियंत्रित होने पर, यह विद्युत् दाब नियामक  का एक उदाहरण है।

ऑपरेशन
एक ऑटोट्रांसफॉर्मर में दो एंड टर्मिनलों के साथ सिंगल वाइंडिंग होती है और इंटरमीडिएट टैप पॉइंट्स पर एक या अधिक टर्मिनल होते हैं। यह एक ट्रांसफार्मर है जिसमें प्राथमिक और द्वितीयक कॉइल में उनके घुमावों का हिस्सा आम है। प्राथमिक और द्वितीयक दोनों द्वारा साझा की गई वाइंडिंग का हिस्सा 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 एक 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। एक ऑटोट्रांसफॉर्मर में, आउटपुट करंट का हिस्सा सीधे इनपुट से आउटपुट (सीरीज सेक्शन के माध्यम से) में प्रवाहित होता है, और केवल भाग को इंडक्टिवली (कॉमन सेक्शन के माध्यम से) ट्रांसफर किया जाता है, जिससे छोटे, हल्के, सस्ते कोर का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। केवल एक वाइंडिंग की आवश्यकता के रूप में। हालाँकि, ऑटोट्रांसफ़ॉर्मरों के वोल्टेज और वर्तमान अनुपात को अन्य दो-घुमावदार ट्रांसफार्मर 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:


 * $$F_S = (N_1 - N_2)I_1 = \left(1-\frac{1}{a}\right)N_1I_1$$

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, FS= एफC:


 * $$\left(1-\frac{1}{a}\right)N_1 I_1 = \frac{N_1}{a}(I_2-I_1)$$

इसलिए:


 * $$\frac{I_1}{I_2} = \frac{1}{a} = \frac{N_2}{N_1}$$

वाइंडिंग का एक सिरा आमतौर पर 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 आम सिरे से मापा जाता है। एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर में स्रोत आमतौर पर पूरी वाइंडिंग से जुड़ा होता है जबकि लोड केवल वाइंडिंग के एक हिस्से में एक नल से जुड़ा होता है। एक स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर में, इसके विपरीत, भार पूरी वाइंडिंग से जुड़ा होता है जबकि स्रोत वाइंडिंग के एक हिस्से में एक नल से जुड़ा होता है। एक स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर के लिए, उपरोक्त समीकरणों में सबस्क्रिप्ट उलट दिए जाते हैं, जहां इस स्थिति में, $$N_2$$ और $$V_2$$ से अधिक हैं $$N_1$$ और $$V_1$$, क्रमश।

दो-घुमावदार ट्रांसफॉर्मर 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 ऑटोट्रांसफॉर्मर 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 वर्तमान) हिस्से में उपयोग किए जाने वाले वाइंडिंग के हिस्से को छोटे गेज के तार से लपेटा जा सकता है, हालांकि पूरी वाइंडिंग सीधे जुड़ी हुई है।

यदि जमीन के लिए केंद्र-नलों में से एक का उपयोग किया जाता है, तो एक संतुलित रेखा  (दो अंत नल से जुड़ी) को  असंतुलित रेखा  (जमीन के साथ की ओर) में बदलने के लिए ऑटोट्रांसफॉर्मर का उपयोग  balun  के रूप में किया जा सकता है।

एक ऑटोट्रांसफॉर्मर अपनी वाइंडिंग के बीच विद्युत अलगाव प्रदान नहीं करता है जैसा कि एक साधारण ट्रांसफार्मर करता है; अगर इनपुट का तटस्थ तार  साइड ग्राउंड वोल्टेज पर नहीं है, तो आउटपुट का न्यूट्रल साइड भी नहीं होगा। एक ऑटोट्रांसफॉर्मर की वाइंडिंग के अलगाव की विफलता के परिणामस्वरूप आउटपुट पर पूर्ण इनपुट वोल्टेज लागू हो सकता है। इसके अलावा, प्राथमिक और द्वितीयक दोनों के रूप में उपयोग किए जाने वाले वाइंडिंग के हिस्से में एक ब्रेक के परिणामस्वरूप ट्रांसफॉर्मर लोड के साथ श्रृंखला में एक 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 ऑटोट्रांसफॉर्मर का उपयोग करने का निर्णय लेते समय ये महत्वपूर्ण सुरक्षा विचार हैं। क्योंकि इसमें कम वाइंडिंग और एक छोटे कोर दोनों की आवश्यकता होती है, बिजली अनुप्रयोगों के लिए एक ऑटोट्रांसफॉर्मर आम तौर पर दो-घुमावदार ट्रांसफॉर्मर की तुलना में हल्का और कम खर्चीला होता है, लगभग 3: 1 के वोल्टेज अनुपात तक; उस सीमा से परे, एक दो-घुमावदार ट्रांसफार्मर आमतौर पर अधिक किफायती होता है।

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

व्यवहार में, नुकसान का मतलब है कि मानक ट्रांसफार्मर और ऑटोट्रांसफॉर्मर दोनों पूरी तरह से प्रतिवर्ती नहीं हैं; एक 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 आमतौर पर काफी मामूली होता है।

मल्टीपल-वाइंडिंग ट्रांसफॉर्मर की तरह, ऑटोट्रांसफॉर्मर पावर ट्रांसफर करने के लिए समय-भिन्न चुंबकीय क्षेत्र ों का उपयोग करते हैं। उन्हें ठीक से काम करने के लिए  प्रत्यावर्ती धारा  की आवश्यकता होती है और वे  एकदिश धारा  पर काम नहीं करेंगे। क्योंकि प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग विद्युत रूप से जुड़े हुए हैं, एक ऑटोट्रांसफॉर्मर करंट को वाइंडिंग के बीच प्रवाहित करने की अनुमति देगा और इसलिए एसी या डीसी अलगाव प्रदान नहीं करता है।

विद्युत पारेषण और वितरण
विभिन्न वोल्टेज वर्गों पर काम कर रहे सिस्टम को इंटरकनेक्ट करने के लिए विद्युत पारेषण अनुप्रयोगों में ऑटोट्रांसफॉर्मर का अक्सर उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए ट्रांसमिशन के लिए 132 केवी से 66 केवी। उद्योग में एक 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 अक्सर 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 आम तौर पर तीन चरण वाले ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर होते हैं जिनमें सामान्य न्यूट्रल सिरे पर टैप होते हैं।

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

ज़िगज़ैग ट्रांसफार्मर नामक ऑटो ट्रांसफ़ॉर्मर का एक 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। एक ज़िगज़ैग ट्रांसफ़ॉर्मर | ज़िग-ज़ैग ट्रांसफ़ॉर्मर करंट के लिए एक रास्ता प्रदान करता है जो तीनों चरणों (तथाकथित शून्य अनुक्रम करंट) के लिए सामान्य है।

ऑडियो सिस्टम
ऑडियो अनुप्रयोगों में, टैप किए गए ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर्स 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 एम्पलीफायर इनपुट के बीच।

रेलवे
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 एक 25 kV बिंदु ओवरहेड संपर्क तार से जुड़ा है। लगातार (लगभग 10 किमी) अंतराल पर, एक ऑटोट्रांसफ़ॉर्मर संपर्क तार को रेल और दूसरे (एंटीफ़ेज़) आपूर्ति कंडक्टर 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। एक संस्करण कभी-कभी देखा जाता है जहां आपूर्ति कंडक्टर सूट के लिए संशोधित ऑटोट्रांसफॉर्मर अनुपात के साथ संपर्क तार के लिए एक अलग वोल्टेज पर होता है।

ऑटोट्रांसफॉर्मर स्टार्टर
ऑटोट्रांसफॉर्मर्स को धीमा शुरुआत िंग  प्रेरण मोटर्स  की एक विधि के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। ऐसे स्टार्टर्स के प्रसिद्ध डिजाइनों में से एक कोर्नडॉर्फर स्टार्टर है।

इतिहास
ऑटोट्रांसफॉर्मर 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 इंडक्शन मोटर अपने त्वरण के दौरान पूर्ण रेटेड गति के दौरान बहुत अधिक प्रारंभिक धारा खींचती है, आमतौर पर पूर्ण लोड करंट का 6 से 10 गुना। कम प्रारंभिक चालू वांछनीय है जहां विद्युत ग्रिड पर्याप्त क्षमता का नहीं है, या जहां संचालित भार उच्च प्रारंभिक टोक़ का सामना नहीं कर सकता है। शुरुआती धारा को कम करने के लिए एक बुनियादी तरीका 50%, 65% और लागू लाइन वोल्टेज के 80% पर नल के साथ कम वोल्टेज ऑटोट्रांसफॉर्मर के साथ है; एक बार मोटर चालू हो जाने के बाद ऑटोट्रांसफॉर्मर सर्किट से बाहर हो जाता है।

चर ऑटोट्रांसफॉर्मर
वाइंडिंग कॉइल्स के हिस्से को उजागर करके और एक स्लाइडिंग ब्रश (बिजली)  के माध्यम से द्वितीयक कनेक्शन बनाकर, एक 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 एक 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। आमतौर पर प्राथमिक कनेक्शन वाइंडिंग के केवल एक हिस्से से जुड़ता है जिससे आउटपुट वोल्टेज शून्य से इनपुट वोल्टेज के ऊपर सुचारू रूप से भिन्न हो सकता है और इस प्रकार डिवाइस 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 एक चर एसी ट्रांसफॉर्मर के रूप में जाना जाता है (अक्सर ट्रेडमार्क नाम Variac द्वारा संदर्भित)। इनका उपयोग अक्सर मरम्मत की दुकानों में विभिन्न वोल्टेज के तहत उपकरणों के परीक्षण के लिए या असामान्य लाइन वोल्टेज का अनुकरण करने के लिए किया जाता है।

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

वैरिएक ट्रेडमार्क
1934 से 2002 तक, वैरिएक एक वैरिएबल ऑटोट्रांसफॉर्मर के लिए सामान्य रेडियो  का यू.एस. ट्रेडमार्क था, जिसका उद्देश्य एक स्थिर एसी इनपुट वोल्टेज के लिए आउटपुट वोल्टेज को आसानी से बदलना था। 2004 में, इंस्ट्रूमेंट सर्विस इक्विपमेंट ने उसी प्रकार के उत्पाद के लिए वैरिएक ट्रेडमार्क के लिए आवेदन किया और प्राप्त किया। वैरिएक शब्द एक सामान्यीकृत ट्रेडमार्क  बन गया है, जिसका उपयोग एक चर ऑटोट्रांसफॉर्मर 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 करनेवाला
 * चुंबकीय क्षेत्र

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Transformator