فیرائٹ کور ٹرانسفارمر کا حساب کتاب کیسے کریں

فیریٹ ٹرانسفارمر کا حساب لگانا ایک ایسا عمل ہے جس میں انجینئر بنیادی ماد asہ کے طور پر فیراٹ کا استعمال کرتے ہوئے مختلف سمت خصوصیات ، اور ٹرانسفارمر کے بنیادی طول و عرض کا جائزہ لیتے ہیں۔ اس سے انہیں دیئے گئے ایپلی کیشن کے ل perfectly بہترین آپٹائزڈ ٹرانسفارمر بنانے میں مدد ملتی ہے۔

پوسٹ میں کسٹمائزڈ فیراٹ کور ٹرانسفارمرز کا حساب کتاب اور ڈیزائن کرنے کے بارے میں تفصیلی وضاحت پیش کی گئی ہے۔ اس مواد کو سمجھنا آسان ہے ، اور فیلڈ میں مصروف انجینئرز کے ل for یہ بہت آسان ہوسکتا ہے بجلی کے الیکٹرانکس ، اور ایس ایم پی ایس انورٹرز تیار کرتے ہیں۔

اعلی تعدد کنورٹرز میں کیوں فیرائٹ کور استعمال کیا جاتا ہے

آپ نے اکثر جدید سوئچ موڈ بجلی کی فراہمی یا ایس ایم پی ایس کنورٹرس میں فیراٹ کور استعمال کرنے کے پیچھے اس کی وجہ سے اکثر حیرت کا اظہار کیا ہوگا۔ ٹھیک ہے ، یہ لوہے کی بجلی کی فراہمی کے مقابلے میں اعلی کارکردگی اور کومپیکٹپن کو حاصل کرنا ہے ، لیکن یہ جاننا دلچسپ ہوگا کہ فیریٹ کور ہمیں اس اعلی درجے کی کارکردگی اور کومپاکٹی حاصل کرنے کی اجازت کیسے دیتا ہے؟

اس کی وجہ یہ ہے کہ آئرن کور ٹرانسفارمر ، لوہے کے مواد میں فیراٹیٹ مواد سے کہیں زیادہ کمتر مقناطیسی پارگمیتا موجود ہے۔ اس کے برعکس ، فیرائٹ کور میں مقناطیسی پارگمیتا بہت زیادہ ہے۔

مطلب ، جب مقناطیسی فیلڈ کا نشانہ بنایا جاتا ہے تو ، فیرائٹ میگنیٹائزیشن کی ایک بہت ہی اعلی ڈگری حاصل کرنے کے قابل ہوتا ہے ، جو مقناطیسی مواد کی دیگر تمام شکلوں سے بہتر ہے۔

اعلی مقناطیسی پارگمیتا کا مطلب ہے ، ایڈی موجودہ اور کم سوئچنگ نقصانات کی کم مقدار۔ مقناطیسی ماد .ہ میں عموما a بڑھتی ہوئی مقناطیسی تعدد کے جواب میں ایڈی کرنٹ تیار کرنے کا رجحان ہوتا ہے۔

چونکہ تعدد میں اضافہ ہوتا ہے ، ایڈی کرنٹ بھی بڑھتا ہے جس سے ماد .ہ کو گرم کیا جاتا ہے اور کنڈلی کی رکاوٹ میں اضافہ ہوتا ہے ، جس سے نقصانات میں مزید سوئچ ہوتا ہے۔

فیریٹ کور ، ان کی اعلی مقناطیسی پارگمیتا کی وجہ سے ، کم فریڈی دھاروں اور سوئچنگ کے کم نقصانات کی وجہ سے اعلی تعدد کے ساتھ زیادہ موثر انداز میں کام کرنے کے قابل ہیں۔

اب آپ سوچ سکتے ہیں ، کیوں نہ کم تعدد کا استعمال کریں کیوں کہ اس کے برعکس ایڈی دھاروں کو کم کرنے میں مدد ملے گی؟ یہ درست معلوم ہوتا ہے ، تاہم ، کم تعدد کا مطلب بھی اسی ٹرانسفارمر کے موڑوں کی تعداد میں اضافہ ہوگا۔

چونکہ اعلی تعدد متعدد موڑ کی کم تعداد کی اجازت دیتا ہے ، لہذا ٹرانسفارمر چھوٹے ، ہلکے اور سستا ہونے کے نتیجے میں ہوتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ ایس ایم پی ایس اعلی تعدد کا استعمال کرتا ہے۔

انورٹر ٹوپولاجی

سوئچ موڈ انورٹرز میں ، عام طور پر دو قسم کی ٹوپولوجی باہر نکلتی ہے: پش پل ، اور پُل پُل . پُش پل پرائمری سمیٹ کے ل center ایک سنٹر نل کا کام کرتا ہے ، جبکہ مکمل پل پرائمری اور سیکنڈری دونوں کے لئے ایک ہی سمی windت پر مشتمل ہوتا ہے۔

دراصل ، دونوں ٹوپولوجی فطرت میں دھکے کھا رہے ہیں۔ دونوں ہی شکلوں میں موزف کا استعمال مستقل سوئچنگ ریورس-فارورڈ باری باری موجودہ MOSFETs کے ذریعہ کیا جاتا ہے ، جس میں ایک اعلی دباؤ عمل کی تقلید کرتے ہوئے مخصوص اعلی تعدد پر چلنا پڑتا ہے۔

دونوں کے درمیان واحد بنیادی فرق یہ ہے کہ ، مرکز کے نل ٹرانسفارمر کے بنیادی پہلو میں مکمل پل ٹرانسفارمر سے 2 گنا زیادہ موڑ ہوتے ہیں۔

فیراٹ کور انورٹر ٹرانسفارمر کا حساب کتاب کیسے کریں

اگر آپ کے پاس تمام مخصوص پیرامیٹرز ہاتھ میں ہیں تو فیریٹ کور ٹرانسفارمر کا حساب لگانا دراصل کافی آسان ہے۔

سادگی کے ل we ، ہم فارمولہ حل کرنے کی کوشش کریں گے مثال کے ذریعہ ترتیب دیئے ، آئیے 250 واٹ کے ٹرانسفارمر کے لئے کہتے ہیں۔

پاور سورس 12 وی بیٹری کی ہوگی۔ ٹرانسفارمر سوئچ کرنے کی فریکوئنسی 50 کلو ہرٹز ہوگی جو زیادہ تر ایس ایم پی ایس انورٹرز میں ایک عام شخصیت ہے۔ ہم پیداوار 310 V بنائیں گے ، جو عام طور پر 220V RMS کی اعلی قیمت ہے۔

یہاں ، 310 V تیزی سے بحالی کے ذریعے اصلاح کے بعد ہوگا پل rectifier ، اور LC فلٹرز۔ ہم بنیادی کو ETD39 کے بطور منتخب کریں۔

جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں ، جب ایک 12 V بیٹری استعمال کیا جاتا ہے ، یہ وولٹیج کبھی مستقل نہیں ہوتا ہے۔ مکمل معاوضے پر اس کی قیمت 13 V کے آس پاس ہوتی ہے ، جو انورٹر لوڈ سے بجلی کی کھپت کے ساتھ ہی گرتی رہتی ہے ، جب تک کہ آخر میں بیٹری اپنی نچلی حد تک خارج نہیں ہوتی ، جو عام طور پر 10.5 V ہے۔ لہذا ہمارے حساب کتاب کے ل we ہم 10.5 V کو سپلائی ویلیو کے طور پر غور کریں گے وی _{(منٹ) میں}.

بنیادی موڑ

موڑوں کی بنیادی تعداد کا حساب لگانے کا معیاری فارمولا ذیل میں دیا گیا ہے۔

این _(پہلا)= وی _{میں (اسم)}x 10⁸/ 4 ایکس f ایکس بی _{زیادہ سے زیادہ}ایکس TO _c

یہاں این _(پہلا)بنیادی موڑ کی تعداد سے مراد ہے۔ چونکہ ہم نے اپنی مثال کے طور پر ایک سنٹر نل پش پل ٹوپوالوجی کا انتخاب کیا ہے ، لہذا حاصل شدہ نتائج مطلوبہ موڑ کی کل تعداد کا نصف ہوگا۔

• شراب _{(آخری نام)}= اوسط ان پٹ وولٹیج۔ چونکہ ہماری اوسط بیٹری وولٹیج 12V ہے ، آئیے ، لے لو شراب _{(آخری نام)}= 12۔
• f = 50 KHz ، یا 50،000 ہرٹج۔ یہ ترجیحی سوئچنگ فریکوینسی ہے ، جیسا کہ ہمارے ذریعہ منتخب کیا گیا ہے۔
• بی _{زیادہ سے زیادہ}= گاؤس میں زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی کثافت۔ اس مثال میں ، ہم فرض کریں گے بی _{زیادہ سے زیادہ}1300G سے 2000G کی حد میں ہونا۔ یہ معیاری قدر ہے جو سب سے زیادہ فیراٹ پر مبنی ٹرانسفارمر کور ہے۔ اس مثال میں ، آئیے 1500G پر طے کریں۔ تو ہمارے پاس ہے بی _{زیادہ سے زیادہ}= 1500. اعلی قدر بی _{زیادہ سے زیادہ}تجویز نہیں کی جاتی ہے کیوں کہ اس کے نتیجے میں ٹرانسفارمر تکمیل ہونے والے مقام تک پہنچ سکتا ہے۔ اس کے برعکس ، کی کم اقدار بی _{زیادہ سے زیادہ}بنیادی کو کم استعمال کیا جاسکتا ہے۔
• TO_c= موثر کراس سیکشنل ایریا سینٹی میٹر میں^دو. یہ معلومات اکٹھی کی جاسکتی ہیں فیراٹ کور کے ڈیٹاشیٹس سے . آپ کو A بھی مل سکتا ہے_cA کے طور پر پیش کیا جارہا ہے_ہے. منتخب کردہ بنیادی نمبر ETD39 کے لئے ، ڈیٹا شیٹ میں پیش کردہ موثر کراس سیکشنل ایریا 125 ملی میٹر ہے^دو. یہ 1.25CM کے برابر ہے^دو. لہذا ہمارے پاس ، A_c= 1.25 برائے ETD39۔

مذکورہ بالا اعدادوشمار ہمارے ایس ایم پی ایس انورٹر ٹرانسفارمر کے بنیادی موڑ کا حساب لگانے کے لئے درکار تمام پیرامیٹرز کی قدر دیتے ہیں۔ لہذا ، مندرجہ بالا فارمولے میں متعلقہ اقدار کو متبادل بناتے ہوئے ، ہمیں ملتا ہے:

این _(پہلا)= وی _{میں (اسم)}x 10⁸/ 4 ایکس f ایکس بی _{زیادہ سے زیادہ}ایکس TO _c

این _(پہلا)= 12 x 10⁸/ 4 x 50000 x 1500 x 1.2

این _(پہلا)= 3.2

چونکہ 3.2 ایک کم قیمت ہے اور عملی طور پر اس پر عمل درآمد کرنا مشکل ہوسکتا ہے ، لہذا ہم اس کو 3 موڑ تک لے جائیں گے۔ تاہم ، اس قدر کو حتمی شکل دینے سے پہلے ، ہمیں اس بات کی تحقیق کرنی ہوگی کہ اس کی قیمت ہے یا نہیں بی _{زیادہ سے زیادہ}ابھی بھی مطابقت پذیر ہے اور اس نئی راؤنڈ آف ویلیو 3 کیلئے قابل قبول حد میں ہے۔

کیونکہ ، موڑ کی تعداد کم ہونے سے اس میں متناسب اضافہ ہوگا بی _{زیادہ سے زیادہ}لہذا ، یہ چیک کرنا ضروری ہے کہ آیا اس میں اضافہ ہوا ہے بی _{زیادہ سے زیادہ}ہمارے 3 بنیادی موڑ کے ل still اب بھی قابل قبول حد میں ہے۔

کاؤنٹر چیکنگ بی _{زیادہ سے زیادہ}ہمیں ملنے والی موجودہ اقدار کو تبدیل کرکے:
شراب _{(آخری نام)}= 12 ، f = 50000 ، این _پر= 3 ، TO _c= 1.25

بی _{زیادہ سے زیادہ}= وی _{میں (اسم)}x 10⁸/ 4 ایکس f ایکس این _(پہلا)ایکس TO _c

بی _{زیادہ سے زیادہ}= 12 x 10⁸/ 4 ایکس 50000 ایکس 3 ایکس 1.25

بی _{زیادہ سے زیادہ}= 1600

جیسا کہ نیا دیکھا جاسکتا ہے بی _{زیادہ سے زیادہ}کے لئے قیمت این _(پر)= 3 موڑ ٹھیک لگتے ہیں اور قابل قبول حد میں بھی ہیں۔ اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ ، اگر کبھی بھی آپ کو تعداد میں ہیرا پھیری کرنے کا احساس ہوتا ہے این _(پہلا)موڑ ، آپ کو یقینی بنانا ہوگا کہ اس سے متعلقہ نئے کی تعمیل ہوتی ہے بی _{زیادہ سے زیادہ}قدر.

اس کے برعکس ، ممکن ہے کہ پہلے طے کریں بی _{زیادہ سے زیادہ}مطلوبہ تعداد میں بنیادی موڑ کے ل and اور پھر فارمولے میں دیگر متغیرات میں مناسب ترمیم کرکے اس قدر سے موڑ کی تعداد کو ایڈجسٹ کریں۔

ثانوی موڑ

اب ہم جانتے ہیں کہ کس طرح فیریٹ ایس ایم پی ایس انورٹر ٹرانسفارمر کے بنیادی پہلو کا حساب لگانا ہے ، اب دوسری طرف دیکھنے کا وقت آگیا ہے ، یہ ٹرانسفارمر کا ثانوی ہے۔

چونکہ ثانوی کے لئے چوٹی کی قیمت 310 V ہونا ضروری ہے ، لہذا ہم چاہتے ہیں کہ 13V سے 10.5 V تک شروع ہونے والی پوری بیٹری وولٹیج کی حد کے ل sustain قیمت برقرار رہے۔

کوئی شک نہیں کہ ہمیں ملازمت کرنا پڑے گی a آراء کا نظام مستقل آؤٹ پٹ وولٹیج کی سطح کو برقرار رکھنے کے ل low ، کم بیٹری وولٹیج کا مقابلہ کرنے یا بڑھتے ہوئے بوجھ میں موجودہ تغیرات۔

لیکن اس کے ل this اس خودکار کنٹرول کی سہولت کے ل. کچھ اوپری مارجن یا ہیڈ روم ہونا پڑے گا۔ A +20 V مارجن کافی اچھا لگتا ہے ، لہذا ہم زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ چوٹی ولٹیج کا انتخاب 310 + 20 = 330 V کے طور پر کرتے ہیں۔

اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ ٹرانسفارمر کو کم از کم 10.5 بیٹری وولٹیج میں 310 V آؤٹ پٹ کے ل designed ڈیزائن کیا جانا چاہئے۔

تاثرات کنٹرول کے ل we ہم عام طور پر پی ڈبلیو ایم سرکٹ میں خود کو ایڈجسٹ کرتے ہیں ، جو کم بیٹری یا زیادہ بوجھ کے دوران نبض کی چوڑائی کو وسیع کرتا ہے ، اور بوجھ یا زیادہ سے زیادہ بیٹری کے حالات کے تناسب سے اس کو تنگ کرتا ہے۔

اس کا مطلب ہے ، پر کم بیٹری کے حالات PWM لازمی طور پر مقرر کردہ 310 V پیداوار کو برقرار رکھنے کے لئے زیادہ سے زیادہ ڈیوٹی سائیکل میں خودکار ایڈجسٹ کرے۔ یہ زیادہ سے زیادہ پی ڈبلیو ایم فرض کی جاسکتی ہے کہ وہ کل ڈیوٹی سائیکل کا 98٪ ہے۔

مقررہ وقت کے لئے 2٪ کا فرق باقی ہے۔ ڈیڈ ٹائم ہر آدھے سائیکل فریکوئنسی کے درمیان صفر وولٹیج کا فرق ہوتا ہے ، اس دوران MOSFETs یا مخصوص پاور ڈیوائس مکمل طور پر بند رہتی ہیں۔ اس سے ضمانت کی حفاظت یقینی بنتی ہے اور دھکا پل چکروں کے منتقلی ادوار کے دوران MOSFETs میں فائرنگ کو روکتا ہے۔

لہذا ، ان پٹ سپلائی کم سے کم ہوگی جب بیٹری کا وولٹیج اپنی کم سے کم سطح پر آجائے گا ، تب ہے وی _میں= وی _{(منٹ) میں}= 10.5 V. یہ ڈیوٹی سائیکل کو اپنی زیادہ سے زیادہ 98٪ ہونے کا اشارہ کرے گا۔

مذکورہ اعداد و شمار کو اوسط وولٹیج (DC RMS) کا حساب لگانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جب سیکنڈری میں 310 V پیدا کرنے کے لئے ٹرانسفارمر کے بنیادی پہلو کی ضرورت ہوتی ہے ، جب بیٹری کم سے کم 10.5 V پر ہوتی ہے۔ اس کے لئے ہم 10.5 کے ساتھ 98٪ ضرب کرتے ہیں ، نیچے دکھایا گیا:

0.98 x 10.5 V = 10.29 V ، ہمارے ٹرانسفارمر پرائمری میں ولٹیج کی درجہ بندی کرنا ہے۔

اب ، ہم زیادہ سے زیادہ ثانوی وولٹیج کو جانتے ہیں جو 330 V ہے ، اور ہم بنیادی وولٹیج بھی جانتے ہیں جو 10.29 V ہے۔ اس سے ہمیں دونوں اطراف کا تناسب حاصل ہوسکتا ہے: 330: 10.29 = 32.1۔

چونکہ وولٹیج کی درجہ بندی کا تناسب 32.1 ہے ، اس لئے موڑ کا تناسب بھی اسی شکل میں ہونا چاہئے۔

معنی ، x: 3 = 32.1 ، جہاں x = ثانوی موڑ ، 3 = بنیادی موڑ۔

اس کو حل کرنے سے ہم ثانوی تعداد میں تیزی سے حاصل کرسکتے ہیں

لہذا ثانوی موڑ = 96.3 ہے۔

اعداد و شمار 96.3 اس ثانوی موڑ کی تعداد ہے جو ہمیں مجوزہ فیراٹ انورٹر ٹرانسفارمر کے لئے درکار ہے جو ہم ڈیزائن کررہے ہیں۔ جیسا کہ پہلے کہا گیا ہے کہ فکشنل ویلز کو عملی طور پر نافذ کرنا مشکل ہے ، لہذا ہم اسے 96 موڑ تک لے جاتے ہیں۔

اس سے ہمارے حساب کتاب ختم ہوجاتے ہیں اور مجھے امید ہے کہ یہاں کے سبھی قارئین کو یہ احساس ہوگیا ہوگا کہ کسی خاص ایس ایم پی ایس انورٹر سرکٹ کے لئے کس طرح فیرائٹ ٹرانسفارمر کا محاسبہ کرنا ہے۔

معاون سمیتا کا حساب لگانا

ایک معاون سمیٹ ایک اضافی سمیٹ ہے جو صارف کو کسی بیرونی عمل درآمد کے لئے درکار ہوسکتا ہے۔

چلیں ، سیکنڈری میں 330 V کے ساتھ ساتھ ، آپ کو ایل ای ڈی لیمپ کے ل 33 33 V حاصل کرنے کے لئے ایک اور سمیٹ کی ضرورت ہے۔ ہم پہلے گنتی کرتے ہیں ثانوی: معاون ثانوی سمی 3ت 310 وی درجہ بندی کے سلسلے میں تناسب کو تبدیل کریں۔ فارمولا یہ ہے:

این_TO= وی_سیکنڈ/ (وی_{کرنے کے لئے}+ وی_d)

این_TO= ثانوی: معاون تناسب ، وی_سیکنڈ= سیکنڈری ریگولیٹڈ ریکٹیفائڈ وولٹیج ، وی_{کرنے کے لئے}= معاون وولٹیج ، وی_d= درست کرنے والے ڈایڈڈ کے لئے ڈایڈڈ فارورڈ ڈراپ ویلیو چونکہ ہمیں یہاں تیز رفتار ڈایڈڈ کی ضرورت ہے ہم ایک وی کے ساتھ اسکاٹکی ریکٹیفیر استعمال کریں گے_d= 0.5V

اس کا حل ہمیں دیتا ہے:

این_TO= 310 / (33 + 0.5) = 9.25 ، آئیے اسے 9 پر چھوڑ دیں۔

اب آئیے معاون سمیٹنے کے ل required مطلوبہ موڑ کی تعداد نکالیں ، ہم اس فارمولے کو نافذ کرکے حاصل کرتے ہیں۔

این_{کرنے کے لئے}= این_سیکنڈ/ این_TO

جہاں این_{کرنے کے لئے}= معاون موڑ ، این_سیکنڈ= ثانوی موڑ ، این_TO= معاون تناسب۔

ہمارے پچھلے نتائج سے ہم ن_سیکنڈ= 96 ، اور این_TO= 9 ، مندرجہ بالا فارمولا میں ان کو تبدیل کریں:

این_{کرنے کے لئے}= 96/9 = 10.66 ، اسے ختم کرنے سے ہمیں 11 موڑ ملتے ہیں۔ لہذا 33 وی حاصل کرنے کے ل we ہمیں ثانوی رخ پر 11 موڑ درکار ہوں گے۔

لہذا اس طرح آپ اپنی پسند کی ترجیح کے مطابق معاون سمت کا رخ کرسکتے ہیں۔

ختم کرو

اس پوسٹ میں ہم نے درج ذیل مراحل کا استعمال کرتے ہوئے فیریٹ کور پر مبنی انورٹر ٹرانسفارمر کا حساب کتاب اور ڈیزائن کرنے کا طریقہ سیکھا۔

• بنیادی موڑ کا حساب لگائیں
• ثانوی موڑ کا حساب لگائیں
• طے کریں اور تصدیق کریں بی _{زیادہ سے زیادہ}
• PWM آراء کنٹرول کے لئے زیادہ سے زیادہ ثانوی وولٹیج کا تعین کریں
• بنیادی ثانوی موڑ کا تناسب تلاش کریں
• موڑ کی ثانوی تعداد کا حساب لگائیں
• معاون سمیڑ موڑ کا حساب لگائیں

مذکورہ فارمولوں اور حسابات کا استعمال کرتے ہوئے ایک دلچسپی رکھنے والا صارف آسانی سے ایس ایم پی ایس ایپلی کیشن کے لئے ایک تخصیص شدہ فیراٹ کور پر مبنی انورٹر ڈیزائن کرسکتا ہے۔

سوالات اور شکوک و شبہات کے لئے براہ کرم نیچے دیئے گئے کمنٹ باکس کو استعمال کریں ، میں جلد از جلد حل کرنے کی کوشش کروں گا