ट्रान्सफॉर्मर म्हणजे काय? त्याचे प्रकार किती आहेत? सिंगल फेज आणि थ्री फेज मध्ये काय फरक असतो?
आज आपण या लेखामद्धे ‘थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मर’ याविषयी माहिती घेणार आहोत. थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मर कशाला म्हणतात? त्याचा वापर कुठे केला जातो? ट्रांसफार्मर चे प्रकार किती आहेत? त्याची कार्यप्रणाली कोणती आहे? सिंगल फेज व थ्री फेज ट्रांसफार्मर मध्ये काय फरक आहे? त्याबरोबर विज आपल्यापर्यंत येऊन पोहोचताना कोणत्या टप्प्यांमधून येत असते? याविषयी आपण जाणून घेणार आहोत. चला तर सुरुवात करुया.
3 Phase Transformer : आपण जी वीज वापरतो ती इलेक्ट्रिक पॉवर, इलेक्ट्रिकल एनर्जी, विद्युत ऊर्जा किंवा एकविसाव्या शतकातील ग्रीन एनर्जी म्हणून ओळखली जाते. ती कोणत्यातरी एका जनरेटरमध्ये तयार करतात. निसर्गातील विविध ऊर्जा स्रोतांचा वापर करून वीजनिर्मिती केली जाते. विद्युत निर्मिती केंद्र मध्ये जनरेटर वीज निर्मिती केली जाते. ती वीज आपल्या घरापर्यंत येण्यापूर्वी विविध टप्प्यातून प्रवास करून, विविध यंत्रणा पार करत करत क्षणार्धात आपल्या सेवेसाठी हजर राहते.
या प्रवासामध्ये अनेक घटक काम करतात. परंतु सर्वात महत्त्वाचा घटक असतो तो म्हणजेच थ्री फेज ट्रांसफार्मर. थ्री फेज ट्रांसफार्मर हा एका सर्किटमधील वीज दुसऱ्या सर्किटमध्ये स्थानांतरित करत असतो. त्याला इंग्रजीमध्ये ट्रान्सफॉर्मेशन असे म्हणतात. ट्रान्सफॉर्मर हा इलेक्ट्रिकल एनर्जी ट्रान्सफर करतो म्हणून त्याचे नाव ट्रान्सफॉर्मर असे ठेवण्यात आले असेल.
आता इलेक्ट्रिक पॉवर आपल्या घरापर्यंत कशी पोहोचते ते पाहूया. जनरेटर अथवा अल्टरनेटर मध्ये तयार होणारी वीज पॉवर स्टेशन मध्ये असणाऱ्या सब स्टेशन मधील ट्रान्सफॉर्मरच्या सर्किट मध्ये प्रवेश करत ट्रान्सफॉर्मरच्या दुसऱ्या सर्किट मधून बाहेर पडते. या टप्प्यावर तिचा वोल्टेज लेव्हल वाढवतात. ती वीज एक्स्ट्रा हायटेन्शन मध्ये प्रवेश करून हजारो किलोमीटर प्रवास करत, आपल्या गावाजवळील अथवा मोठ्या शहराजवळील रिसिविंग स्टेशन पर्यंत पोचते. इथे ट्रान्सफॉर्मर बसवलेले असतात. त्यातील सर्किट मध्ये प्रवेश करून ती बाहेर पडते. तेव्हा ती तिच्या मूळ रूपात प्रकट होते. परंतु सर्वसाधारणपणे ती वीज वापरली जाऊ शकत नाही. म्हणून त्याचा पुढचा प्रवास सुरू होऊन पॉवर पोल्सच्या माध्यमातून आपल्या घराजवळील ट्रान्सफॉर्मर ड्रम पर्यंत पोचते. इथे पुन्हा एकदा तिची व्होल्टेज लेव्हल कमी करून आता सर्वसाधारण वापरण्याला येईल अशी वीजच आपल्या घरापर्यंत पोहचते. विजेच्या एकूण प्रवासामध्ये मुख्य तीन टप्पे असतात.
▪️ जनरेशन ( वीज निर्मिती ) : इथे विज 11000 होल्ट किंवा 11 केवी जनरेट केली जाते. ट्रांसफार्मरचा वापर करून तिची व्होल्टेज लेवल 4 लाख केव्ही पर्यंत करतात.
▪️ ट्रान्समिशन अथवा ट्रांसपोर्टेशन : येथे 400 केव्ही नॅशनल पॉवर ग्रीड मधून ती वीज उपकेंद्र पर्यंत, सबस्टेशन पर्यंत पोहोचते.
▪️ डिस्ट्रीब्यूशन : वीज वितरण इथे 400 केव्ही चे रूपांतर पुन्हा 33 केवी मध्ये करतात. होल्टेज लेव्हल कमी केल्यानंतर विविध रीडरच्या माध्यमातून ती वीज आपल्या घराजवळील ट्रान्सफॉर्मर पर्यंत पोचते. तिथे पुन्हा एकदा वोल्टेज लेव्हल कमी करतात. आणि मग घरोघरी विद्युत पुरवठा करतात. यातील पॉवर फ्लो चार्टचा अभ्यास केल्यानंतर तुमच्या लक्षात येईल की जनरेटर मधून तयार होणारी वीज आणि आपण जी वीज वापरतो ती एसी सिंगल फेज 230V आणि थ्री फेज 415V असते.
तर आता प्रश्न पडतो की, मग जनरेटर 11 केवीचे का असतात? ट्रांसफार्मरचा वापर करून वोल्टेज लेवल 400 पर्यंत वाढवण्याचा कारण काय, यामुळे कोणता फायदा होतो? व्होल्टेज वाढवल्यानंतर नेमकं काय घडतं? याचीही आपण माहिती पाहणार आहोत. तसेच डीसी पेक्षा एसी लोकप्रिय होण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मर कोणती भूमिका निभावतात हे सुद्धा बघणार आहोत. ट्रांसफार्मर नसते तर आपण दूरवरून वीज वाहून आणू शकलो असतो का? आणि आणली तर ते आपल्याला परवडली असती का? हे जाणून घेणं तितकाच महत्वाच आहे.
ट्रान्सफॉर्मर निष्क्रिय अथवा अक्रियाशील घटक असतो. तो विद्युत उर्जेला एका विद्युत सर्किट पासून दुसऱ्या विद्युत सर्किटमध्ये किंवा एकापेक्षा अधिक विद्युत सर्किट मध्ये स्थानांतरित करतो.
▪️ ट्रान्सफॉर्मर कोणत्या तत्त्वानुसार कार्य करते?? : तर म्युच्युअल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन नुसार थ्री फेज ट्रांसफार्मर काम करतात. फॅरेडेच्याच्या म्युच्युअल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन नुसार हे ट्रांसफार्मर काम करतात. यामध्ये म्युच्युअल म्हणजे दोन, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक म्हणजे विद्युत चुंबक, आणि इंडक्शन म्हणजे कोणताही इलेक्ट्रिक अथवा डायरेक्ट कॉन्टॅक्ट नसताना एका सर्किट मधील वीज दुसऱ्या सर्किटमध्ये प्रवर्तन करणे.
प्रवर्तन म्हणजे इंडक्शन, त्यासाठी चुंबकीय गुणधर्माचा वापर करणे असा आहे. याविरुद्ध कंडक्शन म्हणजे एका सर्किट मधील वीज अथवा इलेक्ट्रॉन्स दुसऱ्या सर्किटमध्ये प्रवाहित करणे असा आहे. प्रवाहित करणे म्हणजेच कंडक्शन आणि प्रवर्तन करणे म्हणजेच इंडक्शन. डीसी मोटर्सना आपण कंडक्शन मोटर्स म्हणतो. तर एसी मोटर्सना आपण इंडक्शन मोटर म्हणतो. तर म्युच्युअल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन करिता किमान दोन कॉईलची आवश्यकता असते. एका कॉइल मध्ये विद्युत प्रवाह वाहू दिले असता त्या ठिकाणी हजारो, लाखो, करोडो, चुंबकीय रेषा तयार होतात. त्या कॉईल भोवती चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होतं. चुंबकीय रेषा तयार करण्यासाठी एखाद्या लोखंडी कोरचा वापर करतात.
आता चुंबकीय रेषा जर दुसऱ्या कॉइलच्या संपर्कात आल्या, म्हणजे चुंबकीय रेषा कॉईलच्या माध्यमातून छेदल्या गेल्यास दुसऱ्या कॉइल मध्ये चुंबकत्व निर्माण होते. या चुंबकीय रेषांना मॅग्नेटिक फ्लक्स असे देखील म्हणतात. आता दोन चुंबक एकमेकांशेजारी आल्यानंतर दोन फ्लक्सची आमनेसामणी होते. या चुंबकीय रेषा कधीही दुसऱ्या चुंबकीय रेषांना छेदत नाहीत. किंवा क्रॉस करत नाही. परंतु चुकून दुसऱ्या रेषांचा सामना करायला लागल्यास त्यांच्यामध्ये एक आंतरप्रक्रिया (इंटरॅक्शन) होऊन फॅरडेच्या सिद्धांतानुसार दुसऱ्या कॉइल मध्ये मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स म्हणजे (MMF) तयार होऊन त्या कॉइल मध्ये इलेक्ट्रिसिटी तयार होते. आणि ते इंडक्शन मुळे होते म्हणून याला, फेरेडेज ल ऑफ म्युच्युअल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन असे म्हणतात. आणि त्या सिद्धांतानुसार हे ट्रान्सफॉर्मर काम करतात.
मायकल फॅरेडे या शास्त्रज्ञाने एक साधा प्रयोग केला होता. त्या प्रयोग मध्येच त्याने एक लोखंडी गोलाकार कोर घेऊन त्याभोवती दोन कॉइल गुंडाळले. एका कॉइलला प्रायमरी कॉइल असे नाव दिले. दुसऱ्या कॉइलला सेकंडरी कॉइल असे नाव दिले. प्रायमरी कॉईलला त्याने सेलच्या माध्यमातून विद्युत पुरवठा केला. सेकंडरी कॉइलला ग्यालवानो मीटर जोडला. जेव्हा सेलच्या साह्याने पहिल्या कॉइलला विद्युत पुरवठा करण्यात आला तेव्हा ग्यालवानो मीटरच्या पॉइंटर मध्ये डिफ्लेशन होताना त्याच्या लक्षात आलं. आणि यावरून त्यांनी एक सिद्धांत मांडला. आपण एकाच लोखंडी कोरवर दोन कॉइल गुंडाळले. आणि एका कॉइलला विद्युत पुरवठा केला. तर दुसऱ्या कॉइलमध्ये विद्युत निर्मिती करू शकतो. याला त्यांनी नाव दिलं, म्युच्युअल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शन. या सिद्धांतानुसारच आजचे सर्व ट्रांसफार्मर आणि सर्व मोटर्स कार्य करत असतात. म्हणून हा मायकल फॅरेडे इलेक्ट्रिकल च्या इतिहासामध्ये अजरामर झालेला आहे.
▪️ सिंगल फेज आणि थ्री फेज ट्रांसफार्मर मध्ये फरक काय आहे?? : सिंगल फेज ट्रांसफार्मर मध्ये प्रायमरी वाइंडिंगचे दोन टोके असतात आणि सेकंडरि वाइंडिंगचे दोन टोके असतात. चार टर्मिनल असणाऱ्या ट्रांसफार्मरला सिंगल फेज ट्रांसफार्मर म्हणतात. अर्थात सर्वसाधारण 230 वोल्ट वर किंवा त्यापेक्षा कमी वॉल्टवर चालणारे ट्रान्सफॉर्मर हे सिंगल फेज ट्रान्सफॉर्मर म्हणून ओळखले जातात. आणि ज्या ट्रान्सफॉर्मर मध्ये प्रायमरीचे तीन वाइंडिंग आणि सेकंडरीचे तीन वाइंडिंग असे सहा टर्मिनल असतात. त्याला थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मर म्हणतात. भारतामध्ये सर्वसाधारण 415 व्होल्ट किंवा त्यापेक्षा अधिक व्होल्ट वर चालणारे सर्व ट्रान्सफॉर्मर थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मर म्हणून ओळखले जातात.
▪️ सिंगल फेज ट्रान्सफॉर्मरचे कोर चौकोनी आकाराचे असतात तर थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मरचे कोर हे आयताकृती असतात. सिंगल फेज ट्रान्सफॉर्मर मध्ये मॅग्नेटिक फ्लक्स वाहून नेण्याकरिता फक्त एकच मार्ग उपलब्ध असतो. तर थ्री फेज मध्ये मात्र मॅग्नेटिक फ्लक्स वाहून नेण्याकरिता तीन मार्ग उपलब्ध असतात. टर्मिनल नुसार आणि कोर नुसार आपण थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मर आणि सिंगल फेज ट्रान्सफॉर्मर यामध्ये तुलना करू शकतो.
▪️ थ्री फेज ट्रान्सफॉर्मर चे प्रकार किती?? : डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मर आणि पॉवर ट्रान्सफॉर्मर असे मुख्य दोन प्रकार आहेत. वीज वितरण करण्यासाठी व पॉवर डिस्ट्रीब्यूटर करण्यासाठी ज्या ट्रान्सफॉर्मरचा वापर केला जातो. त्या ट्रान्सफॉर्मरला डिस्ट्रीब्यूटर ट्रान्सफॉर्मर म्हणतात. तर वीज एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी नेण्यासाठी आणि वीज नेत असताना व्होल्टेजची लेव्हल कमी जास्त करण्यासाठी ज्या ट्रान्सफॉर्मरचा वापर केला जातो त्यांना पॉवर ट्रान्सफॉर्मर म्हणतात. पॉवर ट्रान्सफॉर्मर हे स्टेप अप किंवा स्टेप डाउन असतात. तर डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मर हे नेहमी स्टेप डाउन असतात.
पॉवर ट्रान्सफॉर्मर हे शक्यतो 415 व्होल्ट किंवा त्यापेक्षा जास्त व्होल्टेजचे असतात. तर डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मर 415 व्होल्ट किंवा त्याखाली होल्टेजचे लेव्हल साठी डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मरचा वापर केला जातो. डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मर हे आकाराने छोटे असतात. तर पॉवर ट्रान्सफॉर्मर हे आकाराने मोठे असतात. डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मर मध्ये सिंगल फेज घेण्याची सोय असते. तर पॉवर ट्रान्सफॉर्मर मध्ये सिंगल फेज घेण्याची सोय नसते. डिस्ट्रीब्यूशन ट्रान्सफॉर्मर स्टेप डाउन असतात तर पॉवर ट्रान्सफॉर्मर हे स्टेप अप किंवा स्टेप डाऊन असतात.
सूचना: वरील माहिती उपलब्ध माहितीचा अभ्यास करून तसेच वेगवेगळ्या इंटरनेट स्रोतांचा अभ्यास करून प्रदर्शित करण्यात आलेली आहे. सदर माहिती हि सामान्य जनतेमध्ये जागरूकता निर्माण करण्यासाठी प्रदर्शित करण्यात आली आहे. या माहितीमध्ये काही त्रुटी आढळ्यास त्यास मानवी चूक मानले जावे. अधिक माहितीसाठी विषयानुरूप त्या क्षेत्रातील जाणकार व्यक्तींचा सल्ला घ्यावा. केवळ या लेखाचा आधार घेऊन केलेल्या कोणत्याही प्रकारच्या कायदेशीर अथवा इतर कार्यवाहीच्या संभाव्य नुकसानीस या लेखाचे लेखक अथवा वेबसाईटशी संबंधित कोणतीही व्यक्ती अथवा कंपनी जबाबदार राहणार नाही याची दखल घ्यावी.
सदर लेख अथवा लेखातील कुठल्याही भागाचे छापील, इलेक्ट्रॉनिक माध्यमात परवानगीशिवाय पुनर्मुद्रण किंवा कुठल्याही सोशल मीडियात कॉपी-पेस्ट करून पुनर्लेखन करण्यास सक्त मनाई आहे. याचे उल्लंघन केल्याचे आढळल्यास कायदेशीर कारवाई करण्यात येईल. लेख आपल्या मित्र, मैत्रिणींना पाठवण्यासाठी उपलब्ध पर्यायांचा वापर करून जरूर शेअर करा.
