மின்சார மின்மாற்றி

மின்னியல் பொறியியல் துறையில், ஒரு மின்சார மின்மாற்றி யானது (CT ) மின்னியல் மின்சாரங்களின் அளவீட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மின்சார மின்மாற்றிகளும், அத்துடன் மின்னழுத்த மின்மாற்றி களும் (PT ), கருவிசார் மின்மாற்றிகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு மின்சுற்றில் இருக்கும் மின்சாரம் அளவீட்டு கருவிகளுக்கு நேரடியாக அளிப்பதற்கு மிக அதிகமாக இருக்கும் போது, ஒரு மின்சார மின்மாற்றியானது அந்த மின்சுற்றில் இருக்கும் மின்சாரத்திற்கு மிக துல்லியமான நேர்விகிதத்தில் குறைந்த மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது, இதை அளவீட்டு கருவிகள் மற்றும் பதிவு செய்யும் கருவிகளுடன் வசதியாக இணைக்க முடியும். ஒரு மின்சார மின்மாற்றி, அளவிடப்பட்ட மின்சுற்றில் இருக்கும் மிக உயரழுத்தத்தில் இருந்து அளவீட்டு கருவிகளைப் பிரித்து வைக்கிறது. மின்சார மின்மாற்றிகள் பொதுவாக மின்னியல் மின்னாலைகளில் அளவீட்டு மற்றும் பாதுகாப்பு சுற்றுக்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வடிவமைப்பு

பிற மின்மாற்றிகளைப் போலவே, ஒரு மின்சார மின்மாற்றியும் ஒரு முதன்மை சுருள்சுற்று, காந்த தேனிரும்புசலாகை, மற்றும் துணைச் சுருள்சுற்று ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும். முதன்மை சுருள் சுற்றுக்களில் ஓடும் மாற்று மின்சாரமானது (alternative current) தேனிரும்புசலாகைகளில் ஒரு மின்காந்த புலத்தை உருவாக்குகிறது, இது பின்னர் துணை சுருள் சுற்றுக்களின் மின்சுற்றில் மின்சார ஓட்டத்தை உருவாக்குகிறது. முதன்மை சுருள் சுற்றுக்களும், துணை சுருள் சுற்றுக்களும் துல்லியமாக இணைந்திருப்பதை உறுதிப்படுத்துவதே மின்சார மின்மாற்றி வடிவமைப்பின் முதன்மை நோக்கமாகும், அதன் மூலம் துணை சுருள்சுற்று மின்சாரமானது, முதன்மை சுருள்சுற்று மின்சாரத்துடனான துல்லியமான தொடர்பைத் தாங்கி கொள்கிறது.

மின்சார மின்மாற்றியின் மிகப் பொதுவான வடிவமைப்பு ஒரு நீளமான கம்பி ஒரு சிலிக்கான் எஃகு வளையத்தைச் சுற்றி பலமுறை சுற்றப்பட்டு, அளவீட்டிற்காக மின்சுற்றிடம் அனுப்பப்படும். ஆகவே மின்சார மின்மாற்றியின் முதன்மை சுற்று கடத்தியின் ஒரே சுற்றைக் கொண்டிருக்கும், அதேசமயம் துணைச்சுற்று பல நூற்றுக்கணக்கான சுற்றுக்களைக் கொண்டிருக்கும். முதன்மை சுருள்சுற்றானது மின்சார மின்மாற்றியின் ஒரு நிரந்தர பாகமாக இருக்கக்கூடும், இது இதனுடன் காந்த தேனிரும்புசலாகை வழியாக மின்சாரத்தைக் கொண்டு செல்லக்கூடிய ஒரு கனமான தாமிரத்தண்டையும் கொண்டிருக்கும். ஜன்னல்-வகை மின்சார மின்மாற்றிகளும் பொதுவாக காணப்படுகின்றன, இவற்றில், தொடர்ச்சியான முதன்மை சுருள்சுற்றுக்களை அளிக்க சலாகையின் மையத்திலிருக்கும் ஓட்டையில் மின்சுற்று கேபிள்கள் சுற்றப்பட்டிருக்கும். ஒரு வட்டமான (அல்லது முட்டைவடிவிலான) ஓட்டையில் மையப்படாத, ஒரு மின்சார மின்மாற்றி வழியாக கடத்திக்கள் செல்லும் போது, சிறியளவிலான துல்லியமின்மையும் ஏற்படக்கூடும்.

மூன்று-படிநிலை 400 ஆம்பியர் மின்சார வினியோகத்திற்கான அளவீட்டு கருவியில் பயன்படுத்தப்படும் மின்சார மின்மாற்றிகள்

கடைநிலை பயனர் அல்லது ஸ்விட்ச்கியர் உற்பத்தியாளரைச் சார்ந்து, வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகள் மாறுபடும். குறைந்த மின்னழுத்த ஒரே விகித அளவீட்டு மின்சார மின்மாற்றிகளின் குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டுகள், வட்ட வடிவிலே அல்லது பிளாஸ்டிக்கால் செய்யப்பட்டவையாகவோ இருக்கின்றன. உயரழுத்த மின்சார மின்மாற்றிகள், தரையில் தொடாமல் இருப்பதற்காக போர்சிலின் (porcelain) குழியுருளைகள் மீது அமர்த்தப்படுகின்றன. சில மின்சார மின்மாற்றிகளின் உள்ளமைவுகள் ஓர் உயரழுத்த மின்மாற்றி அல்லது மின்சுற்று பிரிகலனின் குழியுருளையைச் சுற்றி இருக்கும், இது தானாகவே மின்சார மின்மாற்றி ஜன்னலுக்குள் கடத்தியை மையப்படுத்துகிறது.

மின்சார மின்மாற்றியின் உட்புகுத்தலால் முதன்மை மின்சுற்று பெருமளவில் பாதிக்கப்படுவதில்லை. அளவிடப்பட்ட துணை மின்சாரமானது, பொதுவாக 1 அல்லது 5 ஆம்பியர்களில் தரமுறைப்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 4000:5 மின்சார மின்மாற்றி ஒன்றின் முதன்மை சுற்றுக்களில் 4000 ஆம்பியர்கள் செல்லும் போது, அது 5 ஆம்பியர்கள் வெளியீட்டு மின்சாரத்தை அளிக்கும். இரண்டாவது சுருள்சுற்றானது, ஒரு விகிதத்திலோ அல்லது பல விகிதத்திலோ இருக்கலாம், பல விகித மின்சார மின்மாற்றிகளில் ஐந்து சுற்றுமுறைகள் (tap) பொதுவாக இருக்கின்றன. மின்சார மின்மாற்றியின் சுமை, அல்லது பாரம், குறைந்த மின்தடையில் இருக்க வேண்டும். மின்னழுத்த நேர தொகுப்புப் பகுதி சலாகையின் வடிவமைப்பு விகித்தை விட அதிகமாக இருந்தால், ஒவ்வொரு சுழற்சியின் முடிவிலும் சலாகை தெவிட்டு நிலைக்குள் போய்விடும், இது அலைவடிவத்தை மாற்றுவதுடன், துல்லியத்தையும் பாதிக்கிறது.

பயன்பாடு

மின்சார மின்மாற்றிகள், மின்சார அளவீட்டிற்கும், மின்னாலைகளின் செயல்பாடுகளைக் கண்காணிப்பதிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. மின்னழுத்த முனைகளுடன், வருவாய்-வகை மின்சார மின்மாற்றிகள் மின்னியல் நுட்பத்தின் watt-hour அளவீட்டுமானியைச் செயல்படுத்துகிறது, இந்த அளவீட்டுமானி மெய்நிகரளவில் மூன்று-படிநிலை சேவையுடன் கூடிய கட்டிடங்களிலும், 200 ஆம்பியர் சேவைக்கு மேல் பயன்படுத்தப்படும் ஒவ்வொரு வசிப்பிடங்களிலும் இருக்கும்.

மின்சார மின்மாற்றி குறிப்பிட்டளவில், முதன்மை சுற்று மின்சாரத்திற்கும், துணைச்சுற்று மின்சாரத்திற்கு இடையிலான விகிதத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது. பெரும்பாலும், பல்வேறு உபயோகங்களுக்காக, பல மின்சார மின்மாற்றிகள் ஓர் "அடுக்காக" நிறுவப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, பாதுகாப்பு சாதனங்களும், மற்றும் வருவாய் அளவீட்டுமானிகளும் பிரத்யேக மின்சார மாற்றிகளைப் பயன்படுத்தக்கூடும்; உயர் மின்னழுத்த இடைமுகத்தைக் கவனத்தில் எடுக்கும் போது, அவை அடுக்கடுக்காக வைக்கப்படுவது அவற்றிற்கு கட்டுறுதியை வழங்குகிறது. அதேபோல, CVT போன்ற மின்னழுத்த மின்மாற்றிகள் மின்னழுத்தத்தை அளவிடவும், மின்னாலையின் செயல்பாடுகளைக் கண்காணிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பாதுகாப்பு முன்னெச்சரிக்கைகள்

முதன்மைச்சுற்றில் மின்சாரம் பாய்ந்து கொண்டிருக்கையில், மின்சார மின்மாற்றியின் துணைச்சுற்று அதன் சுமையில் இருந்து துண்டிக்கப்படக்கூடாது என்பது கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், இதுபோன்ற சமயங்களில் மின்மாற்றியின் துணைச்சுற்றானது உந்தும் மின்சாரத்தை வரையறுக்கமுடியா இம்பிடென்ஸ் முழுவதும் தொடர முயற்சிக்கும். இது திறந்திருக்கும் துணைச்சுற்று முழுவதிலும் ஓர் உயர் மின்னழுத்தத்தை (சிலநேரங்களில் பல கிலோவோல்ட் அளவிற்கு) உருவாக்கும், இதனால் தீப்பொறி உருவாகலாம். இவ்வாறு உருவான உயர் மின்னழுத்தம், உபகரண இயக்குனரை மற்றும் உபகரண பாதுகாப்பை மற்றும் மின்மாற்றியின் துல்லியத்தை நிரந்தரமாக பாதிப்படையச் செய்யலாம்.

துல்லியம்

ஒரு மின்சார மின்மாற்றியின் துல்லியம் என்பது நேரடியாக பல்வேறு காரணிகளோடு தொடர்புபட்டிருக்கிறது, அவற்றில் உள்ளடங்கி இருக்கும் சில:

பாரம்
பார வகை/தெவிட்டுநிலை வகை
விகிதாச்சார காரணி
சுமை
வெளிப்புற மின்காந்த புலங்கள்
வெப்பநிலை
பௌதீக உள்ளமைவுகள்.
பல்விகித மின்சார மின்மாற்றிகளுக்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சுற்றுமுறை

IEC தரமுறைக்காக, பல்வேறு அளவீட்டு வகைகளுக்கான துல்லியத்தின் வகுப்புகள், BSEN /IEC 60044-1, வகுப்பு 0.1, 0.2s, 0.2, 0.5, 0.5s, 1 & 3 ஆகியவற்றில் அமைக்கப்படுகின்றன. வகுப்புத்தரமானது துல்லியத்தின் ஒரு தோராயமான அளவீடாக பார்க்கப்படும், எடுத்துக்காட்டாக வகுப்பு 1 மின்சார மின்மாற்றிகளின் விகிதப்பிழைகள் 1 சதவீத த்திற்குள் குறிக்கப்பட்டிருக்கும், வகுப்பு 0.5 மின்மாற்றிகளின் விகிதப்பிழைகள் 0.5 சதவீதத்திற்குள்ளும், இதுபோல இதர பிறவும் இருக்கும். வாட்மீட்டர்கள், கிலோவாட்-ஹவர் அளவீட்டுமானிகள், V Ar அளவீட்டுமானிகள் மற்றும் பவர்ஃபேக்டர் (Power Factor) அளவீட்டுமானிகள் போன்றவைப் பயன்படுத்தப்படும் போது, மின் அளவீடுகளில் படிநிலை (phase) வித்தியாசங்கள் மிக முக்கியமாகும். ANSI/IEEE தரமுறையில், மின்சார மின்மாற்றயை மின்சார அளவீட்டிற்காக பயன்படுத்தப்படுமா, அல்லது, பாதுகாப்பு சுற்றுதலுக்காக பயன்படுத்தப்படுமா என்ற அடிப்படையில், துல்லியத்தின் (accuracy) தேவைகள் அமைகின்றன.

பாரம்

ஒரு மின்சார மின்மாற்றியின் அளவீட்டு மின்சுற்றில் இருக்கும் சுமை, அல்லது பாரம் என்பது அதன் துணைச்சுருள் சுற்றில் இருக்கும் impedence (பெரும்பளவில் மின்தடையாகவே இருக்கும்) ஆகும். ANSI/IEEE B-0.1, B-0.2, B-0.5, B-1.0, B-2.0 மற்றும் B-4.0 ஆகியவற்றுடன் 1.5VA, 3VA, 5VA, 10VA, 15VA, 20VA, 30VA, 45VA & 60VA ஆகியவையே IEC மின்சார மின்மாற்றிகளின் குறிப்பிடத்தக்க சுமை விகிதங்களாகும். B-0.2 என்றவொரு சுமை விகிதத்தைக் கொண்ட ஒரு மின்சார மின்மாற்றியானது, அதன் வெளியீட்டு மின்சாரம் முதன்மை மின்சாரத்தின் ஒரு நிலையான விகிதமாக இருக்க முடியாது என்பதற்கு முன்னால், அளவீட்டு மின்சுற்றில் இது 0.2Ω இம்பிடென்ஸ் வரை அளவுவேறுபாட்டை தாங்கும். ஸ்விட்ச்பிளாக்குகள், அளவீட்டுமானிகள் மற்றும் மத்தியதர கடத்திகள் ஆகியவையே ஒரு மின்சார அளவீட்டு மின்சுற்று சுமையில் முக்கிய பங்குவகிக்கின்றன. ஒரு மின்சார அளவீட்டு மின்சுற்றில், அளவீட்டுமானிக்கும் மின்சார மின்மாற்றிக்கும் இடையிலான கடத்தியே அதீத சுமைக்கான மிக பொதுவான ஆதாரமாக இருக்கிறது. பொதுவாக, துணைமின்நிலை அளவீட்டுமானிகள், அளவீட்டுமானி பெட்டிகளில் இருந்து கணிசமான தூரத்தில் வைக்கப்படுகிறது, மேலும் சிறிய கேஜ் கடத்தியின் நீளம் அதிகரிக்கும் போது, அதிக மின்தடை உருவாகிறது. மின்சார மின்மாற்றயை 1 ஆம்பியர் துணைச்சுற்றுகளுடன் பயன்படுத்தும் போது இந்த பிரச்சினை தீர்க்கப்படுகிறது, இது மின்சார மின்மாற்றிக்கும், அதன் அளவீட்டுமானி சாதனங்களுக்கும் (தொலைதூர அளவீட்டிற்காக பயன்படுத்தப்பட்டது) இடையில் குறைந்த மின்னழுத்த தேக்கத்தை உருவாக்கும்.

சுமை வகுப்பு IEEE/ANSI (இது பாதப்புள்ளி மின்னழுத்தம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது)

விகிதாச்சார காரணி

விகிதாச்சார காரணி என்பதொரு காரணியைக் கொண்டு ஒரு மின்சார மின்மாற்றியின் பெயரளவிலான முழுச்சுமை மின்சாரத்தை பெருக்கி கொள்ள முடியும், இது அதிகபட்ச முதன்மை மின்சாரத்தை முழுமையாக வரையறுக்க இவ்வாறு செய்யப்படும். மறுதலையாக, ஒரு மின்சார மின்மாற்றியின் குறைந்தபட்ச முதன்மை மின்சாரம் "லேசான சுமையை", அல்லது பெயரளவிலான மின்சாரத்தில் 10 சதவீதத்தை துல்லியமாக அளவிட முடியும் (எவ்வாறிருப்பினும், பெயரளவிலான மின்சாரத்தின் குறைந்தளவாக 2 சதவீதத்தைக் கூட அளவிட பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட மின்சார மின்மாற்றிகளும் இருக்கின்றன). மின்சார மின்மாற்றியின் விகித்தாச்சார காரணி சுற்றுப்புற வெப்பநிலையையும் பெருமளவிற்கு சார்ந்திருக்கிறது. பெரும்பாலான மின்சார மின்மாற்றிகள் 35 டிகிரி செல்சியஸ் மற்றும் 55 டிகிர செல்சியஸிற்கான விகிதாச்சார காரணிகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. திண்டில் அமைக்கப்பட்ட மின்மாற்றிகளுக்கு உள்ளேயோ அல்லது சரியான காற்றோட்டம் இல்லாத இயந்திர அறைகளுக்கு உள்ளேயோ மின்சார மின்மாற்றிகள் அமைக்கப்படும் போது சுற்றுப்புற வெப்பநிலைகளையும், கிடைக்கும் விகிதாச்சார காரணிகளையும் முக்கியமாக கருத்தில் எடுக்க வேண்டும். சமீபத்தில், உற்பத்தியாளர்கள் உயர்ந்த விகிதாச்சார விகித காரணிகளுடன் குறைந்தபட்ச பெயரளவிலான மின்சாரங்களை நோக்கி திரும்பி கொண்டிருக்கிறார்கள். மிக சிறப்பார்ந்த ஃபெர்ரட்டுகள் மற்றும் அவற்றின் பின்னிடைவு வளைவுகளின் அபிவிருத்தியால் இது சாத்தியப்படுகிறது. இது துல்லியத்தன்மையின் அளவை அதிகரிப்பதால், மின்மாற்றிகள் அவற்றின் குறிப்பிட்ட மின்சாரம் மற்றும் விகிதாச்சார காரணிகளுக்கு இடையில் மிகவும் நுணுக்கமாக இருக்கின்றன என்பதாலும், முந்தைய மின்சார மின்மாற்றிகளை விடவும் இது பெரும் பலன்களை அளிக்கிறது.

சிறப்பார்ந்த வடிவமைப்பு

சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட அகலக்கற்றை மின்சார மின்மாற்றிகள் , உயர் அலைவரிசையின் அலைவடிவத்தையோ அல்லது பல்ஸ்டு மின்னாலைஅமைப்புகளுக்குள் இருக்கும் பல்ஸ்டு மின்சாரங்களையோ கூட அளவிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன (பொதுவாக ஓர் அலைவுகாட்டியுடன்). சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒருவகையான அகலகற்றை மின்மாற்றி, அளவிடப்பட்ட மின்சாரத்திற்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும் ஒரு மின்னழுத்த வெளிப்பாட்டை அளிக்கிறது. (ரோகோவஸ்கி சுற்று என்றழைக்கப்படும்) மற்றொரு வகைக்கு, அளவிடப்பட்ட மின்சாரத்திற்கு நேர்விகிதத்தில் ஒரு மின்னழுத்த வெளிப்பாட்டை அளிப்பதற்காக வெளியிலிருந்து அதற்கு ஒரு தொகையிடுபொருள் தேவைப்படுகிறது. மின்னாலை மின்சுற்றுக்களில் பயன்படுத்தப்படும் மின்சார மின்மாற்றிகளைப் போல அல்லாமல், இந்த அகலகற்றை மின்சார மின்மாற்றிகள் முதன்மை மின்சாரத்தின் ஓர் ஆம்பியருக்கான வெளியீட்டு மின்னழுத்தங்களால் குறிக்கப்படுகிறது.

தரமுறைகள்

இறுதியான வாடிக்கையாளரின் தேவைக்கு ஏற்ப, இரண்டு முக்கியமான தரமுறைகள் இருக்கின்றன, இவற்றின் அடிப்படையிலேயே மின்சார மின்மாற்றிகள் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. அவையாவன: IEC 60044-1 (BSEN 60044-1) & IEEE C57.13 (ANSI). கனடா மற்றும் ஆஸ்திரேலிய தரமுறைகளும் கூட அங்கீகரிக்கப்பட்டிருக்கின்றன.

மேலும் பார்க்க

மின்மாற்றி
கருவியியல்
மின்மாற்றி வகைகள்

குறிப்புதவிகள்

Guile, A. (1977). Electrical Power Systems, Volume One. Pergamon. p. 331. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-08-021729-X. {{cite book}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (help)

வெளி இணைப்புகள்