পাওয়ার ট্রান্সফরমার তৈরী করবার হিসাব নিকাশ (ক্যালকুলেটর সহ)
পাওয়ার ট্রান্সফরমার তৈরী করতে চান অনেকেই। এই লেখার মাধ্যমে এটি তৈরী করবার প্রয়োজনীয় ক্যালকুলেশন দেখাবো। সেই সাথে এই ক্যালকুলেশন প্রকৃয়াটি সহজ করবার জন্য একটি ক্যালকুলেটর ও দেবো। এবং এই ট্রান্সফরমার ক্যালকুলেটর টির ব্যবহার উদাহরণ সহ দেখাবো। তার আগে ট্রান্সফরমার এর বিভিন্ন অংশ, প্রকারভেদ, গঠন ইত্যাদি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলো চলুন জেনে নেই।
পরিচ্ছেদসমূহ
আমরা জানি, পাওয়ার ট্রান্সফরমার স্টেপ আপ অথবা স্টেপ ডাউন করতে ব্যবহৃত হয়। অর্থাৎ, ট্রান্সফরমার এর ধরন অনুযায়ী প্রাইমারিতে প্রদত্ত এসি কে সেকেন্ডারিতে বাড়ায় অথবা কমায়।
কোর এর আকার, ব্যবহার ও কাজের প্রকারভেদে অনেক ধরণের পাওয়ার ট্রান্সফরমার রয়েছে। যেমন,
ফেরাইট কোর সাধারণত SMPS ও ডিসি টু ডিসি কনভার্টারে বহুল ব্যবহৃত হয়।
পাওয়ার টান্সফরমার ছাড়াও আরো অনেক রকম ট্রান্সফরমার রয়েছে। যেমন -
নিচের চিত্রে E-I কোর ট্রান্সফরমার, টরোয়ডাল ট্রান্সফরমার, ভেরিয়েবল ট্রান্সফরমার বা VARIAC এর ছবি দখতে পাচ্ছেন-
আমরা লেমিনেটেড E-I কোর ট্রান্সফরমার ডিজাইন, তৈরী কৌশল ও হিসাব নিকাশ নিয়ে আলোচনা করব। ট্রান্সফরমার তৈরী বা ডিজাইন করতে প্রথমে অনেক হিসেব নিকেশ করে নিতে হয়, যা বেশ সময় সাপেক্ষ। এই কাজকে সহজ করতে আপনাদের জন্য একটি স্প্রেডশিট ক্যালকুলেটর দিলাম। এখন মিনিটেই হিসাব করে ফেলতে পারবেন। ক্যালকুলেটর টি লেখার শেষে লিংক আকারে দেয়া আছে।
ট্রান্সফরমার তৈরির আগে কিছু বিষয় জানা থাকা দরকার। আমাদের দেশে পাওয়ার লাইনে (বাসা-বাড়ির লাইনে) ২২০ ভোল্ট ৫০ হার্জ থাকে। একটি ট্রান্সফরমার কে ঠিক যে ফ্রিকুয়েন্সির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, তার চাইতে কম বা বেশি ফ্রিকুয়েন্সিতে কিছুতেই চালানো উচিত নয়। কারন এতে করে ট্রান্সফরমারটিতে ওভার কিংবা লো ভোল্টেজ এফেক্ট এর মত এফেক্ট পড়বে এবং ট্রান্সফরমারটি অনেক গরম হবে, এমনকি সেটি ড্যামেজ হয়ে যেতে পারে।
ট্রান্সফরমারের যে কয়েলে ইনপুট ভোল্টেজ দেয়া হয় তাকে প্রাইমারি ওয়াইন্ডিং বা প্রাইমারি কয়েল বলে। আর যে কয়েল থেকে আউটপুট ভোল্টেজ নেয়া হয় তাকে বলে সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিং বা সেকেন্ডারি কয়েল বলে। প্রাইমারি কয়েলে যখন এসি পাওয়ার ইনপুট দেয়া হয় তখন প্রাইমারি কয়েলের চতুর্দিকে ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স বা তরিচ্চুম্বকীয় আবেশ তৈরি হয়। আর ট্রান্সফরমারের কোর এই ম্যাগনেটিক ফ্লাক্সের জন্য একটি পরিবাহী হিসেবে কাজ করে।
নিচের চিত্রে দেখুন সবুজ কালী দিয়ে ম্যাগনেটিক ফ্লাস্ক কে ট্রান্সফরমার এর কোরের মধ্য দিয়ে পরিবাহিত হতে দেখা যাচ্ছে। নীল কালি দিয়ে এর সেকেন্ডারি ও লাল কালী দিয়ে এর প্রাইমারি ওয়াইন্ডিং দেখানো হয়েছে।
ফ্যারাডের সূত্রানুসারে-
একটি পরিবাহী এবং একটি চুম্বকক্ষেত্রে যখন আপেক্ষিক গতি এরূপ বিদ্যমান থাকে যে পরিবাহীটি চুম্বকক্ষেত্রকে কর্তন করে তবে পরিবাহীতে একটি EMF আবিষ্ট হয়। যার পরিমান ফ্লাক্স কর্তন এর বা ফ্লাক্স পরিবর্তনের হারের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক।
কোরের মাধ্যমে এই ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স সেকেন্ডারি কয়েলে আবিষ্ট হয়ে ভোল্টেজ ও কারেন্ট তৈরি করে।
নিচে এর বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ অংশ সমূহের বর্ণনা করা হলো।
ম্যাগনেটিক মেটারিয়াল দিয়ে তৈরী হয় এটি। বিভিন্ন আকার ও গঠনের হয়ে থাকে। যেমন, E-I কোর, U-T কোর, EE কোর, টরোয়ডাল কোর ইত্যাদি। নিচের চিত্রে টরোয়েড কোর ও E-I কোর দেখতে পাচ্ছেন-
সাধারণত এনামেল ইন্সুলেশন যুক্ত কপার কন্ডাক্টর ব্যবহৃত হয়। এলুমিনিয়াম তার ও ব্যবহার করা যায়। সেক্ষেত্রে এলুমিনিয়াম কন্ডাক্টরের ব্যাস কপার কন্ডাক্টরের ব্যাসের 1.26 গুন বেশি হতে হবে। কারণ এলুমিনিয়াম তারের কারেন্ট কন্ডাক্টিভিটি কপারের 61%।
ববিন এর উপরে কন্ডাক্টরকে কয়েল আকারে পেঁচানো হয়। বিভিন্ন আকারের প্লাস্টিকের ববিন বাজারে কিনতে পাওয়া যায়। সঠিক মাপের ববিন বাজারে কিনতে না পাওয়া গেলে হার্ড বোর্ড, ফাইবার বোর্ড ইত্যাদি দিয়ে নিজেও তৈরি করে নিতে পারেন। নিচের চিত্রে বাজারে পাওয়া যায় এমন বিভিন্ন সাইজের ববিন এর চিত্র দেখানো হলো-
হাতে তৈরি ববিনের চিত্র নিচে দেখা যাচ্ছে-
সহজ কথায় কোরের যে অংশ দিয়ে ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স লাইন প্রবাহিত হবে তার ক্ষেত্রফলই হচ্ছে কোর এর ক্ষেত্রফল।
উপরের চিত্রে নীল অংশটি ট্রান্সফরমারের কোর এরিয়া বা কোরের ক্ষেত্রফল
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল = প্রস্থ × উচ্চতা (Cross Sectional Area = Width × Height)
উক্ত ছবিটি দেখে নিশ্চয়ই বুঝতে পারছেন যে কোর এর ক্ষেত্রফল যত বেশী হবে ততো বেশী পরিমান পাওয়ার ট্রান্সফরমার টি প্রদান করতে সক্ষম হবে। মূলত এ কারনেই ইলেকট্রিক্যাল লাইনে ব্যবহৃত হাই পাওয়ার ট্রান্সফরমার গুলো আকৃতিতে বিশাল হয়ে থাকে। নিচে এরিয়া ও পাওয়ারের সমীকরণ টি দেয়া হলো-
Area ⇒ √Power / 5.58
Power ⇒ (5.58 × Area)2 = 31.136 × A2
অনেকেই প্রশ্ন করে থাকেন যে এই ৫.৫৮ মানটি আসলে কী। সহজ ভাবে বললে এটি সমীকরণের ধ্রুবক বা কনস্ট্যান্ট (এধরণের ট্রান্সফরমার এর জন্য)।
N = 108 ⁄ (4.44 × ƒ × H × A)
এখানে,
চলুন এখন একটি ট্রান্সফরমার ডিজাইনের হিসাব খাতা কলমে ও সফটওয়্যারে দুই ভাবেই করে দেখি।
আমরা একটি ট্রান্সফরমার তৈরী করবো যার ইনপুট 220 ভোল্ট, একটি আউটপুট হবে 12 ভোল্ট 3 এম্পিয়ার সেন্টার ট্যাপ সহ এবং অপর একটি আউটপুট হবে 6 ভোল্ট 2 এম্পিয়ার।
সর্বমোট আউটপুট পাওয়ার হবে -
এটি একটি মাইক্রোসফট এক্সেল স্প্রেডশিট ক্যালকুলেটর। এটিকে ওপেন করতে হলে আপনার কম্পিউটারে মাইক্রোসফট এক্সেল, ওপেন অফিস, লিব্রে অফিস অথবা যেকোন স্প্রেডশিট এপ্লিকেশন ইন্সটল থাকতে হবে। স্মার্ট ফোনেও একই ভাবে মাইক্রোসফট এক্সেল, গুগল শিটস অথবা অন্য কোন স্প্রেডশিট এপ্লিকেশন ইন্সটল থাকতে হবে। প্রথমে পাশের লিঙ্ক থেকে এক্সেল স্প্রেডশিট টি ডাউনলোড করে নিতে পারেন ট্রান্সফরমার ক্যালকুলেটর লিংক থেকে।
হাতে কলমে হিসেব করার সময় (নীচে বিস্তারিত আছে) ট্রান্সফরমারের লস হিসেব করতে হয়। সফটওয়্যার ব্যবহার করলে লস হিসেব করতে কষ্ট করতে হবে না, সফটওয়্যার অটোমেটিক্যালি সেটা করে নেবে। তাই বাড়তি ঝামেলা নেই। চলুন দেখে নিই কিভাবে ডাটা ইনপুট দিবেন।
উপরের ছবিতে এই নীল রং এর সেল গুলো ডাটা ইনপুট সেল এবং এই কমলা রং এর সেল গুলো রেজাল্ট এর সেল। আমরা পূর্বের হিসাব অনুযায়ী 48VA এর ট্রান্সফরমার ডিজাইন করবো।
মনে করুন আপনার কাছে যে কোর আছে তার Width হচ্ছে 1 ইঞ্চি, এবং ট্রান্সফরমারের আউটপুট পাওয়ার হতে হবে 48VA. তাহলে Transformer-3 এর Row তে Width এর নীচে 1 ইনপুট দিলাম, তার ডানপাশে Power এর নিচে 48 ইনপুট দিলাম। একই রো তে ডানপাশে আউটপুট গুলো চলে এসেছে-
Height = 1.31 ইঞ্চি ও Turn per volt = 5.736 পাওয়া গেল।
এবার,
নীচের ছবিটিতে দেখুন Volts লিখার জন্য নীল রং এর কতগুলো সেল আছে। আগের ছবিতে Transformer-3 তে ইনপুট দিয়েছিলাম। তাই এখানেও Transformer-3 এর নীচের Volts লিখার সেল গুলোতে বিভিন্ন কয়েলের Voltage লিখব। ডান পাশে কমলা রং এর সেলে Turn সংখ্যা 1262 ও কারেন্ট এর মান 0.24 Ampere পাওয়া গেল।
এখন (এই লেখার একদম শেষে দেয়া) SWG টেবিল হতে 0.24 Amp কারেন্ট ক্যাপাসিটির তার খুজে 30 SWG পাওয়া গেল। একই ভাবে 6V কয়েলের কারেন্ট 2 Amp এর জন্য তার 20 SWG. 12V সেন্টার টেপড কয়েলের কারেন্ট 3 Amp এর অর্ধেক বা 1.5 Amp এর জন্য তার 21 SWG পেলাম।
হিসেব থেকে যা পেলাম এক নজরে দেখে নেয়া যাক,
নিচের চিত্রটি দেখুন-
আপনি এই ক্যালকুলেটর ব্যবহার না করে হাতে কলমে হিসেব করতে চাইলেও করতে পারেন। সময় বাঁচাতে ও নির্ভুল হিসেব পেতে ক্যালকুলেটর ব্যবহার করাই ভালো।
প্রথমেই ট্রান্সফরমার এর পাওয়ার লস হিসাব করতে হবে। প্রত্যেক ট্রান্সফরমার এর কিছু লস আছে। এটি হয় মূলত এতে ব্যবহৃত কোর, কয়েল ইত্যাদির উপর নির্ভর করে তাপ, শব্দ প্রভৃতি উপায়ে নির্গত হয়ে যায়।
সাধারণত আমরা যেসকল ট্রান্সফরমার কোর ব্যবহার করি তাতে ১০-২০% পাওয়ার লস হয়। মনেকরি আমাদের ট্রান্সফরমারটির লস হবে 10% বা এফিসিয়েন্সি 90%। কাঙ্খিত 48 VA আউটপুট পেতে 48 এর 10% বেশি পাওয়ার বা 53.33 VA এর জন্য ডিজাইন করতে হবে।
এরিয়া'র সূত্র থেকে পাই-
Area ⇒ √Power / 5.58
= √W/5.58
= √53.33/5.58
= 1.3088 Square Inch
সুতরাং আমরা যে ট্রান্সফরমার টি ডিজাইন করব তার প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল হবে 1.3088 বর্গ ইঞ্চি। এখন 1.3088 বর্গ ইঞ্চির কোর নির্বাচন করতে হবে।
কয়েলের প্যাঁচ সংখ্যা নির্ণয়ের সূত্র প্রয়োগ করে আমরা পাই-
N = 108 ⁄ (4.44 × ƒ × H × A)
= 108 ⁄ (4.44 × 50 × 60000 × 1.3088)
= 5.736 Turns/Volt
এখানে,
Area = 1.3088 Square Inch (আগের সূত্র থেকে পাওয়া)
f = 50Hz
H = 60000 (আয়রন কোরের ক্ষেত্রে প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে ফ্লাক্স লাইন ৬০০০০ থেকে ৬৫০০০ ধরা হয়)
সুতরাং,
এ ধরনের ট্রান্সফরমারের তাপমাত্রা, কুলিং ব্যবস্থা বিবেচনা করে তামার তারের প্রতি বর্গ ইঞ্চি প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফলের জন্য কারেন্ট ক্যাপাসিটি 2000 এম্পিয়ার ধরা হয়। নীচের টেবিলে 2000 এম্পিয়ার/বর্গ ইঞ্চি হিসেবে কারেন্ট ক্যাপাসিটি দেয়া আছে।
এখন আমরা সূত্র মোতাবেক জানি যে Current, I = Power ⁄ Voltage
220V কয়েলের জন্য নির্নেয় কারেন্ট হবে = input power⁄input voltage
= 53 VA ⁄ 220 Volt
= 0.24 A
টেবিল হতে 0.24 A কারেন্ট ক্যাপাসিটির তার খুজে 30 SWG পাওয়া গেল। একই ভাবে-
সম্পূর্ণ হিসেব থেকে যা পেলাম এক নজরে দেখে নিই,
আশাকরি ট্রন্সফরমার তৈরী করবার এই ক্যলকুলেটর ও লেখাটি সবার উপকারে আসবে। তাহলেই আমার পরিশ্রম স্বার্থক। সবাই ভালো থাকবেন। আজকের মত এখানেই বিদায় নিচ্ছি।
করোনা ভাইরাসের ভয়াবহতা নিয়ে আপনাদের বলার মত কিছু নেই। এটি যেকোনো জায়গায় থাকতে পারে এবং…
সকল বন্ধুদের স্বাগতম আমার আরডুইনো দিয়ে স্ক্রলিং এলইডি মেসেজ ডিসপ্লে প্রজেক্টে। এটা খুবই মজার একটি প্রজেক্ট।…
ড্রিল বিট এর ধার দ্রুত ক্ষয়ে যায়। পিসিবি ড্রিল মেশিন গুলোতে ব্যবহৃত বিট গুলোকে চাইলে…
কোড লক সিকিউরিটি সুইচ আমরা প্রায়ই মুভিতে দেখি। যেখানে নির্দিষ্ট কোড ঢুকানোর পর কোন সুইচ…
মাল্টিমিটার দিয়ে কিভাবে কোনো ট্রানজিস্টর এর বেজ, ইমিটার ও কালেক্টর (Base, Emitter & Collector) বের…
ট্রায়াক, ডায়াক ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতিতে বহুল ব্যবহৃত হয়। ফ্যান রেগুলেটর, লাইট ডিমার, সুইচিং এর কাজে আমরা…
This website uses cookies.
কমেন্ট দেখুন
একটি কয়েল প্যাচানোর সময় সব প্যাচ একই দিকে দিতে হবে। অর্থাৎ এক কয়েলের সব প্যাচ Clockwise অথবা Anti-clockwise ভাবে ববিনে প্যাচাতে হবে। সব প্যাচ একই ভাবে না দিলে কি ধরনের সমস্যা হতে পারে?
একই দিকে প্যাচালে প্রতি প্যাচের জন্য ভোল্টেজ যোগ হবে। কোন প্যাচ উলটো দিকে দিলে তার জন্য ভোল্টেজ বিয়োগ হবে।
আরো সহজ ভাবে বলা যায়, ধরুন একটি ট্রান্সফরমারের ১০ ভোল্টের জন্য ১০ প্যাচ দিতে হবে, অর্থাৎ Turn/Volt হচ্ছে ১ ভোল্ট। আপনি যদি এক দিকে ৭ প্যাচ এবং অন্য দিকে ৩ প্যাচ দেন তাহলে আউটপুট ভোল্টেজ পাবেন ৪ ভোল্ট।
Clockwise 7 turns + Clockwise 3 turns = (7+3) turns = 10 turns = 10 volts
Clockwise 7 turns + Anti-clockwise 3 turns = (7-3) turns = 4 turns = 4 volts
আশাকরি বুঝতে পেরেছেন।
খুব ভাল একটি উদ্দোগ এর জন্য আপনাকে অনেক ধন্যবাদ
vai very nice calculation of transformer. I wish, i do transformer drawing draw & making, Distribution,Power, Step uo, step down . Pls if you will be learn me draw & making this transformer this is my hoby.
thanks
Thank you so much.
very nice calculation of transformer. I wish, I do transformer drawing draw& making of distribution, power, step up, step down. plz if you will be learn me draw&making this transformar. I am passing diploma in electrical subject & my hobby.
খুব ভাল লিখেসেন ভাই, আরো অনেক কিছু এইরকম চাই
বিস্তারিত ভাবে লেখার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ, কিন্ত বাস্তবে কোর,ববিন ইত্যাদি কোথায় কিনতে পাওয়া যায় সে ব্যপারে বল্লে উপকারিত হতাম
ধন্যবাদ