रिसाव प्रेरकत्व

रिसाव अधिष्ठापन एक अपूर्ण रूप से युग्मित ट्रांसफॉर्मर की विद्युत संपत्ति से प्राप्त होता है जिससे प्रत्येक विद्युत चुम्बकीय तार घुमावदार के संबंधित विद्युत प्रतिरोध और प्रवाहकत्त्व स्थिरांक के साथ श्रृंखला और समांतर सर्किट में आत्म-अधिष्ठापन के रूप में व्यवहार करता है। ये चार घुमावदार स्थिरांक ट्रांसफार्मर के पारस्परिक अधिष्ठापन के साथ भी संपर्क करते हैं। वाइंडिंग लीकेज इंडक्शन लीकेज फ्लक्स के कारण होता है जो प्रत्येक अपूर्ण रूप से युग्मित वाइंडिंग के सभी घुमावों से नहीं जुड़ता है।

लीकेज रिएक्शन आमतौर पर ऊर्जा घटक, वोल्टेज घटाव, प्रतिक्रियाशील बिजली की खपत और दोष (पावर इंजीनियरिंग) के कारण पावर सिस्टम ट्रांसफॉर्मर का सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। रिसाव अधिष्ठापन कोर और वाइंडिंग्स की ज्यामिति पर निर्भर करता है। विभिन्न ट्रांसफॉर्मर लोड के साथ आगमनात्मक प्रतिक्रिया परिणाम में वोल्टेज ड्रॉप अक्सर अवांछनीय आपूर्ति विनियमन में होता है। लेकिन यह कुछ भारों के हार्मोनिक्स (विद्युत शक्ति) अलगाव (उच्च आवृत्तियों को क्षीण करने) के लिए भी उपयोगी हो सकता है। रिसाव अधिष्ठापन विद्युत मोटर्स सहित किसी भी अपूर्ण-युग्मित चुंबकीय सर्किट डिवाइस पर लागू होता है।

लीकेज इंडक्शन और इंडक्टिव कपलिंग फैक्टर
चुंबकीय सर्किट का प्रवाह जो दोनों वाइंडिंग्स को इंटरलिंक नहीं करता है, प्राथमिक रिसाव अधिष्ठापन एल के अनुरूप रिसाव प्रवाह हैPσ और सेकेंडरी लीकेज इंडक्शन एलS σ. अंजीर। 1 का जिक्र करते हुए, इन लीकेज इंडक्शन को ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग ओपन-सर्किट टेस्ट | ओपन-सर्किट इंडक्शन और संबद्ध कपलिंग गुणांक (इंडक्टर्स) या कपलिंग फैक्टर के संदर्भ में परिभाषित किया गया है। $$k$$. प्राथमिक ओपन-सर्किट सेल्फ-इंडक्शन किसके द्वारा दिया जाता है


 * $$L_{oc}^{pri}=L_P=L_M+L_P^\sigma$$ -- (समीकरण 1.1क)

कहाँ पे


 * $$L_P^\sigma=L_P\cdot{(1-k)}$$ -- (समीकरण 1.1बी)
 * $$L_M=L_P\cdot{k}$$ -- (समीकरण 1.1ग)

और


 * $$L_{oc}^{pri}=L_P$$ प्राथमिक स्व-अधिष्ठापन है
 * $$L_P^\sigma$$ प्राथमिक रिसाव अधिष्ठापन है
 * $$L_M$$ चुंबकीय प्रेरण है
 * $$k$$ आगमनात्मक युग्मन गुणांक है

 बुनियादी ट्रांसफार्मर अधिष्ठापन और युग्मन कारक को मापना

ट्रांसफार्मर स्व-प्रेरकत्व $$L_P$$ & $$L_S$$ और पारस्परिक प्रेरण $$M$$ द्वारा दिए गए दो वाइंडिंग के योगात्मक और घटाव श्रृंखला कनेक्शन में हैं,
 * योगात्मक संबंध में,
 * $$L_{ser}^{+}=L_P+L_S+2M$$, और,


 * घटाव संबंध में,
 * $$L_{ser}^{-}=L_P+L_S-2M$$
 * जैसे कि इन ट्रांसफॉर्मर इंडक्शन को निम्नलिखित तीन समीकरणों से निर्धारित किया जा सकता है:
 * $$L_{ser}^{+}-L_{ser}^{-}=4M$$
 * $$L_{ser}^{+}+L_{ser}^{-}=2 \cdot (L_{P}+L_{S})$$ ::::$$L_P=a^2.L_S$$.

कपलिंग फैक्टर एक वाइंडिंग में मापे गए इंडक्शन वैल्यू से लिया गया है, जो निम्न के अनुसार दूसरे वाइंडिंग शॉर्ट-सर्किट के साथ है:
 * प्रति समीकरण। 2.7,
 * $$L_{sc}^{pri}=L_S\cdot{(1-k^2)}$$ और $$L_{sc}^{sec}=L_P\cdot{(1-k^2)}$$ :::ऐसा है कि
 * $$k=\sqrt{1-\frac{L_{sc}^{pri}}{L_S}}=\sqrt{1-\frac{L_{sc}^{sec}}{L_P}}$$

कैंपबेल ब्रिज सर्किट का उपयोग ट्रांसफॉर्मर स्व-अधिष्ठापन और पारस्परिक अधिष्ठापन को निर्धारित करने के लिए भी किया जा सकता है, जो पुल पक्षों में से एक के लिए एक चर मानक पारस्परिक प्रारंभ करनेवाला जोड़ी का उपयोग करता है।

इसलिए यह ओपन-सर्किट सेल्फ-इंडक्शन और इंडक्टिव कपलिंग फैक्टर का अनुसरण करता है $$k$$ द्वारा दिए गए हैं
 * $$L_{oc}^{sec}=L_S=L_{M2}+L_S^\sigma$$ -- (समीकरण 1.2), और,
 * $$k=\frac {\left | M\right|}{\sqrt{L_PL_S}}$$, 0 <के साथ $$k$$ <1 -- (समीकरण 1.3)

कहाँ पे
 * $$L_S^\sigma=L_S\cdot{(1-k)}$$
 * $$L_{M2}=L_S\cdot {k}$$

और


 * $$M$$ पारस्परिक प्रेरण है
 * $$L_{oc}^{sec}=L_S$$ द्वितीयक स्व-अधिष्ठापन है
 * $$L_S^\sigma$$ द्वितीयक रिसाव अधिष्ठापन है
 * $$L_{M2}= L_M/a^2$$ द्वितीयक को संदर्भित चुंबकत्व अधिष्ठापन है
 * $$k$$ आगमनात्मक युग्मन गुणांक है
 * $$a \equiv \sqrt {\frac {L_p} {L_s}} \approx N_P/N_S$$ अनुमानित मोड़ अनुपात है

अंजीर में ट्रांसफॉर्मर आरेख की विद्युत वैधता। 1 विचार किए गए संबंधित वाइंडिंग इंडक्शन के लिए ओपन-सर्किट स्थितियों पर सख्ती से निर्भर करता है। अधिक सामान्यीकृत सर्किट स्थितियां अगले दो खंडों में विकसित की गई हैं।

आगमनात्मक रिसाव कारक और अधिष्ठापन
एक ट्रांसफॉर्मर # गैर-आदर्श ट्रांसफॉर्मर | गैर-आदर्श रैखिक दो-घुमावदार ट्रांसफॉर्मर को ट्रांसफॉर्मर के पांच प्रतिबाधा (विद्युत) स्थिरांक को जोड़ने वाले दो पारस्परिक अधिष्ठापन-युग्मित सर्किट लूप द्वारा दर्शाया जा सकता है जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। कहाँ पे


 * * एम पारस्परिक प्रेरण है
 * $$R_P$$ & $$R_S$$ प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग प्रतिरोध हैं
 * * स्थिरांक $$M$$, $$L_P$$, $$L_S$$, $$R_P$$ & $$R_S$$ ट्रांसफार्मर के टर्मिनलों पर मापने योग्य हैं
 * * युग्मन कारक $$k$$ परिभाषित किया जाता है
 * $$k=\left | M\right |/\sqrt{L_PL_S}$$, जहां 0 < $$k$$ <1 -- (समीकरण 2.1)

घुमावदार अनुपात बदल जाता है $$a$$ व्यवहार में दिया जाता है
 * $$a=\sqrt{L_P/L_S}=N_P/N_S\approx v_P/v_S \approx i_S/i_P=$$ -- (समीकरण 2.2)।

कहाँ पे


 * एनP & एनS प्राथमिक और द्वितीयक घुमाव हैं
 * विP & मेंS और मैंP & मैंS प्राथमिक और द्वितीयक घुमावदार वोल्टेज और धाराएं हैं।

गैर-आदर्श ट्रांसफार्मर के जाल समीकरणों को निम्नलिखित वोल्टेज और फ्लक्स लिंकेज समीकरणों द्वारा व्यक्त किया जा सकता है,
 * $$v_P=R_P \cdot i_P+\frac{d\Psi{_P}}{dt}$$ -- (समीकरण 2.3)
 * $$v_S=-R_S \cdot i_S-\frac{d\Psi{_S}}{dt}$$ -- (समीकरण 2.4)
 * $$\Psi_P=L_P \cdot i_P-M \cdot i_S$$ -- (समीकरण 2.5)
 * $$\Psi_S=L_S \cdot i_S-M \cdot i_P$$ -- (समीकरण 2.6),


 * कहाँ पे


 * $$\Psi$$ फ्लक्स लिंकेज है
 * $$\frac {d \Psi}{d t}$$ समय के संबंध में फ्लक्स लिंकेज का व्युत्पन्न है।

इन समीकरणों को यह दिखाने के लिए विकसित किया जा सकता है कि संबंधित वाइंडिंग प्रतिरोधों की उपेक्षा करते हुए, एक वाइंडिंग सर्किट के अधिष्ठापन और अन्य वाइंडिंग शॉर्ट-सर्किट परीक्षण के साथ धाराओं का अनुपात | शॉर्ट-सर्किट और ओपन-सर्किट परीक्षण इस प्रकार है,
 * $$\sigma=1-\frac{M^2}{L_PL_S}=1-k^2\approx\frac{L_{sc}}{L_{oc}}\approx \frac{L_{sc}^{sec}}{L_P}\approx\frac{L_{sc}^{pri}}{L_S}\approx\frac{i_{oc}}{i_{sc}}$$ -- (समीकरण 2.7),


 * कहाँ पे,


 * मैंoc & मैंsc ओपन-सर्किट और शॉर्ट-सर्किट धाराएँ हैं
 * लoc और एलsc ओपन-सर्किट और शॉर्ट-सर्किट इंडक्शन हैं।
 * $$\sigma$$ आगमनात्मक रिसाव कारक या हेलैंड कारक है
 * $$L_{sc}^{pri}$$ & $$L_{sc}^{sec}$$ प्राथमिक और द्वितीयक शॉर्ट-सर्किट लीकेज इंडक्शन हैं।

ट्रांसफॉर्मर अधिष्ठापन को तीन अधिष्ठापन स्थिरांक के रूप में वर्णित किया जा सकता है,
 * $$L_M=a{M}$$ -- (समीकरण 2.8)
 * $$L_P^\sigma=L_P-a{M}$$ -- (समीकरण 2.9)
 * $$L_S^\sigma=L_S-{M}/a$$ -- (समीकरण 2.10) ,

कहाँ, :*लM मैग्नेटाइजिंग इंडक्शन है, जो मैग्नेटाइजिंग रिएक्शन एक्स के अनुरूप हैM
 * लPएस और एलSσ प्राइमरी और सेकेंडरी लीकेज इंडक्शन हैं, जो प्राइमरी और सेकेंडरी लीकेज रिएक्शन X के अनुरूप हैंPएस और एक्सS σ.

ट्रांसफॉर्मर को चित्र 3 में समतुल्य सर्किट के रूप में अधिक आसानी से व्यक्त किया जा सकता है, जिसमें द्वितीयक स्थिरांक (अर्थात, प्राइम सुपरस्क्रिप्ट नोटेशन के साथ) प्राथमिक को संदर्भित किया जाता है, :$$L_S^{\sigma\prime}=a^2L_S-aM$$
 * $$R_S^\prime=a^2R_S$$
 * $$V_S^\prime=aV_S$$
 * $$I_S^\prime=I_S/a$$.

तब से
 * $$k=M/\sqrt{L_PL_S}$$ -- (समीकरण 2.11)

और


 * $$a=\sqrt{L_P/L_S}$$ -- (समीकरण 2.12),

अपने पास
 * $$aM=\sqrt{L_P/L_S} \cdot k \cdot \sqrt{L_PL_S}=kL_P$$ -- (समीकरण 2.13),

जो वाइंडिंग लीकेज और मैग्नेटाइजिंग इंडक्शन स्थिरांक के संदर्भ में चित्र 4 में समतुल्य सर्किट की अभिव्यक्ति की अनुमति देता है, जैसा कि निम्नानुसार है, :$$L_P^\sigma=L_S^{\sigma\prime}=L_P \cdot (1-k)$$ -- (समीकरण 2.14 $$\equiv$$ सम। 1.1बी)
 * $$L_M=kL_P$$ -- (समीकरण 2.15 $$\equiv$$ सम। 1.1 सी)।

चित्र 4 में गैर-आदर्श ट्रांसफार्मर को चित्र 5 में सरलीकृत समतुल्य परिपथ के रूप में दिखाया जा सकता है, जिसमें द्वितीयक स्थिरांक को प्राथमिक और आदर्श ट्रांसफार्मर अलगाव के बिना संदर्भित किया जाता है, जहां,
 * $$i_M = i_P - i_S^'$$ -- (समीकरण 2.16)
 * $$i_M$$ फ्लक्स Φ द्वारा उत्तेजित धारा को चुम्बकित कर रहा हैM जो प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग दोनों को जोड़ता है
 * $$i_P$$ प्राथमिक धारा है
 * $$i_S'$$ ट्रांसफार्मर के प्राथमिक पक्ष को संदर्भित द्वितीयक धारा है।

परिष्कृत आगमनात्मक रिसाव कारक
 परिष्कृत आगमनात्मक रिसाव कारक व्युत्पत्ति

एक। प्रति समीकरण। 2.1 और IEC IEV 131-12-41 आगमनात्मक युग्मन कारक $$k$$ द्वारा दिया गया है
 * $$k=\left | M\right | /\sqrt{L_PL_S}$$ - (समीकरण 2.1):

बी। प्रति समीकरण। 2.7 और IEC IEV 131-12-42 आगमनात्मक रिसाव कारक $$\sigma$$ द्वारा दिया गया है
 * $$\sigma=1-k^2=1-\frac{M^2}{L_PL_S}$$ -- (समीकरण 2.7) और (समीकरण 3.7क)

सी। $$\frac{M^2}{L_PL_S}$$ से गुणा $$\frac{a^2}{a^2}$$ देता है
 * $$\sigma=1-\frac{a^2M^2}{L_Pa^2L_S}$$ - (समीकरण 3.7बी)

डी। प्रति समीकरण। 2-8 और यह जानकर $$a^2L_S=L_S^\prime$$
 * $$\sigma=1-\frac{L_M^2}{L_PL_S^\prime}$$ - (समीकरण 3.7ग)

इ। $$\frac{L_M^2}{L_PL_S^\prime}$$ से गुणा $$\frac{L_M.L_M}{L_M^2}$$ देता है
 * $$\sigma=1-\frac{1}{\frac{L_P}{L_M}.\frac{L_S^\prime}{L_M}}$$ -- (समीकरण 3.7d)

एफ। प्रति समीकरण। 3.5 $$ \approx$$ सम। 1.1बी और समीकरण। 2.14 और समीकरण। 3.6 $$ \approx$$ सम। 1.1बी और समीकरण। 2.14:
 * $$\sigma=1-\frac{1}{(1+\sigma_P)(1+\sigma_S)}$$ --- (समीकरण 3.7e)

इस लेख में सभी समीकरण स्थिर-अवस्था स्थिर-आवृत्ति तरंग स्थितियों को मानते हैं $$k$$ & $$\sigma$$ जिनके मान आयाम रहित, निश्चित, परिमित और सकारात्मक हैं लेकिन 1 से कम हैं।

चित्र 6 में फ्लक्स आरेख का संदर्भ देते हुए, निम्नलिखित समीकरण धारण करते हैं:
 * एसP = एफP स/एफ़M = एलP σ/एलM -- (समीकरण 3.1 $$\approx$$ सम। 2.7)

उसी तरह से,


 * σS = एफSσ/एफM = एलSσ/एलM -- (समीकरण 3.2 $$\approx$$ सम। 2.7)

और इसीलिए,


 * ΦP = एफM + एफPσ = ΦM + पीPΦM = (1 + पृP) पीएचआईM -- (समीकरण 3.3)


 * पीएचआईS' = एफM + एफSσ' = ΦM + पीSΦM = (1 + पृS) पीएचआईM -- (समीकरण 3.4)


 * एलP = एलM + एलPσ = एलM + पीPLM = (1 + पृP) एलM -- (समीकरण 3.5 $$ \approx$$ सम। 1.1बी और समीकरण। 2.14)


 * एलS'=एलM + एलSσ' = एलM + पीSLM = (1 + पृS) एलM -- (समीकरण 3.6 $$\approx$$ सम। 1.1बी और समीकरण। 2.14),

कहाँ पे


 * σP & पीS क्रमशः, प्राथमिक रिसाव कारक और द्वितीयक रिसाव कारक हैं


 * ΦM और एलM क्रमशः, पारस्परिक प्रवाह और चुंबकत्व अधिष्ठापन हैं
 * ΦPएस और एलPσ क्रमशः, प्राथमिक रिसाव प्रवाह और प्राथमिक रिसाव अधिष्ठापन हैं


 * ΦSσ' और एलSσ' क्रमशः द्वितीयक रिसाव प्रवाह और द्वितीयक रिसाव अधिष्ठापन दोनों प्राथमिक को संदर्भित हैं।

रिसाव अनुपात σ इस प्रकार उपरोक्त वाइंडिंग-विशिष्ट अधिष्ठापन और आगमनात्मक रिसाव कारक समीकरणों के अंतर्संबंध के संदर्भ में निम्नानुसार परिष्कृत किया जा सकता है:
 * $$\sigma=1-\frac{M^2}{L_PL_S}=1-\frac{a^2M^2}{L_Pa^2L_S}=1-\frac{L_M^2}{L_PL_S{^'}}=1-\frac{1}{\frac{L_P}{L_M}.\frac{L_S^'}{L_M}} =1-\frac{1}{(1+\sigma_P)(1+\sigma_S)}$$ -- (समीकरण 3.7क से 3.7e).

अनुप्रयोग
रिसाव अधिष्ठापन एक अवांछनीय गुण हो सकता है, क्योंकि यह लोडिंग के साथ वोल्टेज को बदलने का कारण बनता है। कई मामलों में यह उपयोगी होता है। रिसाव अधिष्ठापन में एक ट्रांसफॉर्मर (और लोड) में मौजूदा प्रवाह को सीमित करने का उपयोगी प्रभाव होता है, बिना स्वयं को नष्ट करने वाली शक्ति (सामान्य गैर-आदर्श ट्रांसफॉर्मर नुकसान को छोड़कर)। ट्रांसफॉर्मर आम तौर पर रिसाव अधिष्ठापन के एक विशिष्ट मूल्य के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं जैसे कि इस अधिष्ठापन द्वारा बनाई गई रिसाव प्रतिक्रिया ऑपरेशन की वांछित आवृत्ति पर एक विशिष्ट मूल्य है। इस मामले में, वास्तव में काम करने वाला उपयोगी पैरामीटर लीकेज इंडक्शन वैल्यू नहीं है, बल्कि शॉर्ट-सर्किट इंडक्शन वैल्यू है।

2,500 केवीए तक रेट किए गए वाणिज्यिक और वितरण ट्रांसफॉर्मर आमतौर पर लगभग 3% और 6% के बीच के शॉर्ट-सर्किट प्रतिबाधा के साथ और संबंधित के साथ डिज़ाइन किए जाते हैं $$X/R$$ लगभग 3 और 6 के बीच अनुपात (वाइंडिंग रिएक्शन/वाइंडिंग प्रतिरोध अनुपात), जो नो-लोड और पूर्ण लोड के बीच प्रतिशत माध्यमिक वोल्टेज भिन्नता को परिभाषित करता है। इस प्रकार विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक भार के लिए, ऐसे ट्रांसफॉर्मर का पूर्ण-टू-नो-लोड वोल्टेज विनियमन लगभग 1% और 2% के बीच होगा।

कुछ नकारात्मक प्रतिरोध अनुप्रयोगों के लिए उच्च रिसाव रिएक्शन ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया जाता है, जैसे कि नियॉन संकेत, जहां वोल्टेज प्रवर्धन (ट्रांसफार्मर क्रिया) के साथ-साथ वर्तमान सीमित करने की आवश्यकता होती है। इस मामले में रिसाव प्रतिघात आमतौर पर पूर्ण लोड प्रतिबाधा का 100% होता है, इसलिए भले ही ट्रांसफॉर्मर को छोटा कर दिया जाए, यह क्षतिग्रस्त नहीं होगा। रिसाव अधिष्ठापन के बिना, इन गैस निर्वहन लैंपों की नकारात्मक प्रतिरोध विशेषता उन्हें अत्यधिक वर्तमान का संचालन करने और नष्ट करने का कारण बनती है।

चाप वेल्डिंग सेट में करंट को नियंत्रित करने के लिए वेरिएबल लीकेज इंडक्शन वाले ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया जाता है। इन मामलों में, रिसाव अधिष्ठापन विद्युत प्रवाह प्रवाह को वांछित परिमाण तक सीमित करता है। पावर सिस्टम में अधिकतम स्वीकार्य मूल्य के भीतर सर्किट फॉल्ट करंट को सीमित करने में ट्रांसफार्मर लीकेज रिएक्शन की बड़ी भूमिका होती है।

इसके अलावा, एक एचएफ-ट्रांसफार्मर का रिसाव अधिष्ठापन एक गुंजयमान कनवर्टर में एक श्रृंखला प्रारंभ करनेवाला को बदल सकता है। इसके विपरीत, एक पारंपरिक ट्रांसफार्मर और एक प्रारंभ करनेवाला को श्रृंखला में जोड़ने से एक रिसाव ट्रांसफार्मर के समान विद्युत व्यवहार होता है, लेकिन यह आवारा क्षेत्र के कारण ट्रांसफार्मर वाइंडिंग में एड़ी की धारा को कम करने के लिए फायदेमंद हो सकता है।

यह भी देखें

 * अवरुद्ध रोटर परीक्षण
 * सर्किल आरेख
 * अधिष्ठापन#म्यूचुअल अधिष्ठापन
 * इंडक्शन मोटर # स्टेनमेट्ज़ समतुल्य सर्किट
 * शॉर्ट-सर्किट इंडक्शन
 * शॉर्ट-सर्किट परीक्षण
 * वोल्टेज अधिनियम

बाहरी कड़ियाँ
IEC Electropedia links:


 * Linked flux
 * Ideal voltage source
 * Inductance
 * Ideal current source
 * Coupling
 * Inductive coupling
 * Inductive coupling factor
 * Inductive leakage factor
 * Ideal transformer
 * Magnetic leakage factor
 * Self-inductance
 * Mutual inductance

ग्रन्थसूची


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