ট্রান্সফরমার ডিজাইন করার সময় বিভিন্ন প্যারামিটার ক্যালকুলেশন করা প্রয়োজন। সতর্কতার সহিত ক্যালকুলেশন না করলে ট্রান্সফরমারটি বেশিদিন স্থায়ী হবেনা। শর্ট সার্কিট, আর্থ টু গ্রাউন্ড কিংবা লাইন টু লাইন বিভিন্ন ফল্টের সম্মুখীন হতে পারে। তাই আজ এই আর্টিকেলে আমি কিভাবে ট্রান্সফরমারের বিভিন্ন প্যারামিটার হিসেব করতে হবে তা সুন্দরভাবে ফর্মূলা সহকারে হিসেব করার চেষ্টা করব। চলুন শুরু করা যাক।
প্যারামিটার ডিজাইন
ট্রান্সফরমার ডিজাইনের সময় নিম্নলিখিত প্যারামিটারগুলোর দিকে বিশেষভাবে লক্ষ্য রাখা জরুরি। যথাঃ
- পাওয়ার রেটিং
- সাপ্লাই এবং লোড সাইডের ভোল্টেজ লেবেল
- প্রাইমারি এবং সেকেন্ডারি সাইডে কারেন্ট লেবেল
- প্রাইমারি এবং সেকেন্ডারি কয়েলের ডায়ামিটার/সাইজ
- আয়রন কোর এরিয়া
- সাপ্লাই এবং লোড সাইডের কয়েলের টার্ন সংখ্যা
আমি এখানে একটি ছোট সাইজের সিম্পল ট্রান্সফরমারের হিসেব দেখাব। আমি 50 VA, 230 V to 12 V step down transformer প্যারামিটার ডিজাইনের হিসেব দেখাব। যেহেতু আমরা ছোট ট্রান্সফরমার ডিজাইন করতে যাচ্ছি (ছোট পাওয়ার রেটিংয়ের) তাই আমরা কোর এবং কপার লসকে উপেক্ষা করছি। কারণ ছোট ট্রান্সফরমারগুলোতে এই লসগুলোর উপর গুরুত্ব দেয়া হয় না এবং বড় পাওয়ার ট্রান্সফরমার (উচ্চ পাওয়ার রেটিং) ডিজাইনে গুরুত্ব সহকারে বিবেচিত হয়।
ট্রান্সফরমার প্যারামিটার ক্যালকুলেশন
কোর ক্যালকুলেশন
প্রথমে নিম্নলিখিত ফর্মূলা ব্যবহার করে কোর এরিয়া বের করে নিতে হবে।
Ai = 1 / 4.44 * f * Te* Bm
এখানে, Ai = কোর এরিয়া, f = ফ্রিকুয়েন্সি, Te = প্রতি ভোল্টে দরকারি টার্ন , Bm = চৌম্বক ফ্লাস্ক ডেন্সিটি
এখন, আমরা পাওয়ার সিস্টেমের ফ্রিকুয়েন্সি জানি যেটি 50 Hz। আমাদের চৌম্বকীয় ফ্লাক্স এবং প্রতি ভোল্টে দরকারি টার্ন সংখ্যা দরকার। একটি ছোট ট্রান্সফরমার ডিজাইনর জন্য চৌম্বকীয় ফ্লাক্স ঘনত্ব সাধারণত 1 থেকে 1.2 হিসাবে নেওয়া হয়। এখন প্রতি ভোল্টে দরকারি টার্ন সংখ্যা চার ধরলে,
Ai = 1.45 square inch
যেহেতু আমরা একটি ব্যবহারিক ট্রান্সফরমার ডিজাইন করতে যাচ্ছি সেহেতু আমাদের বাজারে বিদ্যমান আছে এমন কোরটি বিবেচনা করতে হবে। কার্যত বাজারে পাওয়া স্ট্যান্ডার্ড কোরগুলো হল 1 “x1”, 1.25 “x1.5”, 1.5 “x1.5” এবং আরও অনেক কিছু। আমরা আমাদের গণনার জন্য নিকটতম কোর এরিয়া নিয়েছি। আমরা ২.২৫ ইঞ্চি (1.5 “x1.5”) এর কোর হিসেবে আনব।
এখন, f = 50 Hz, Bm = 1.2 wb/m2, Ai = 0.00145161 square meter হলে,
Te = প্রতি ভোল্টে দরকারি টার্ন = 2.4 turns per volt
Primary Winding ক্যালকুলেশন
প্রাইমারি কারেন্ট ক্যালকুলেশন
প্রাইমারি সাইডের ভোল্টেজ Vp = 230 volt
এই সাইডের কারেন্ট হবে Ip = VA/Vp = 50/230 = 0.218 amps
ধরুন, আমাদের টান্সফরমারের ইফিসিয়ান্সি 95%। তাহলে কারেন্টের মান দাঁড়ায়,
Ip = VA/ηVp = 50/0.95×230 = 0.23 amp
এখন, Primary side এর কয়েল টার্ন গণনা করা যেতে পারে। টার্নের মোট সংখ্যা (N1) = প্রতি ভোল্ট x প্রাইমারি সাইড ভোল্টেজ N1 = 2.6 x 230 = 600 টার্ন।
প্রাইমারি সাইডের কন্ডাক্টর সাইজ
যেহেতু কারেন্ট ঘনত্ব প্রতি ইউনিট ক্ষেত্রের দ্বারা দেওয়া হয় তাই ঘনত্ব = I/A
Copper তারের কারেন্ট ডেন্সিটি 2.3 A/mm2 । তাহলে আমাদের প্রাইমারি সাইডের তারের সাইজ হবে,
Area/Size of Copper wire of Supply side A = I/current density = 0.23/2.3 = 0.1 mm2
সুতরাং, স্ট্যান্ডার্ড AWG টেবিল থেকে আমরা এই আকারটি খুঁজে পেতে পারি যা 27 AWG এর সমান।
Secondary Winding ক্যালকুলেশন
সেকেন্ডারি কারেন্ট ক্যালকুলেশন
সেকেন্ডারি সাইডের ভোল্টেজ Vs = 12 volt
এই সাইডের কারেন্ট হবে Is = VA/Vs = 50/12 = 4.2 amps
এখন, Secondary side এর কয়েল টার্ন গণনা করা যেতে পারে। টার্নের মোট সংখ্যা (N2) = প্রতি ভোল্ট x প্রাইমারি সাইড ভোল্টেজ N2 = 2.6 x 12 = 32 টার্ন।
সেকেন্ডারি সাইডের কন্ডাক্টর সাইজ
যেহেতু কারেন্ট ঘনত্ব প্রতি ইউনিট ক্ষেত্রের দ্বারা দেওয়া হয় তাই ঘনত্ব = I/A
Copper তারের কারেন্ট ডেন্সিটি 2.3 A/mm2 । তাহলে আমাদের লোড সাইডের তারের সাইজ হবে,
Area/Size of Copper wire of Supply side A = I/current density = 4.2/2.3 = 1.83 mm2
সুতরাং, স্ট্যান্ডার্ড AWG টেবিল থেকে আমরা এই আকারটি খুঁজে পেতে পারি যা 15 AWG এর সমান।
ট্রান্সফরমার উইন্ডিং এর ওজন নিরুপণ
ওজন নির্ধারণের জন্য নিম্নলিখিত বিষইয়গুলোর উপর প্রাধান্য দেইয়া জরুরিঃ
- কপার ডেন্সিটি = 8960kg/m3
- কপার তারের ক্রস সেকশনাল এরিয়া
- ভর = কপার ডেন্সিটি x আয়তন
- আয়তন = দৈর্ঘ্য x প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল
এভাবে সুন্দর উপায়ে সহজভাবে একটি ট্রান্সফরমার ডিজাইন করা সম্ভব। আগামীদিন ট্রান্সফরমার সম্পর্কিত আরো অনেক মজার আর্টিকেল শেয়ার করা হবে ইনশাল্লাহ।
আরো কিছু আর্টিকেল
কানেকশনবিহীন বা খোলা অবস্থায় ট্রান্সফরমারের HT এবং LT সাইড চেনার উপায়
কিভাবে ট্রান্সফরমার পোলারিটি টেস্ট করতে হয়?
নেইমপ্লেট দেখা ছাড়াই মোটরের কিলোওয়াট নির্ণয়
