5. SPECIAL PURPOSE TRANSFORMERS notes in hindi and english ee3004

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5. SPECIAL PURPOSE TRANSFORMERS

5.1 Concepts and Working of Special Purpose Transformers

5.1.1 Single-Phase Auto Transformers

English: A single-phase auto transformer is a transformer with a single winding that serves as both the primary and secondary winding. It has a unique feature where part of the winding acts as both the primary and secondary, reducing the amount of copper needed and improving efficiency.

• Working: In this transformer, the primary and secondary windings are connected in series, and the voltage is stepped up or stepped down depending on the connection.
• Advantages:
  • Cost-effective: Uses less material than regular transformers.
  • Higher Efficiency: Reduced copper losses.
• Applications: Used in electric traction, voltage regulation, and in applications requiring variable voltage.

Hindi: सिंगल-फेज ऑटो ट्रांसफॉर्मर वह ट्रांसफॉर्मर है जिसमें एक ही विंडिंग होती है, जो प्राइमरी और सेकंडरी दोनों के रूप में कार्य करती है। इसमें एक विशेषता होती है जहाँ विंडिंग का एक भाग प्राइमरी और सेकंडरी दोनों के रूप में कार्य करता है, जिससे उपयोग किए जाने वाले तांबे की मात्रा कम होती है और दक्षता में वृद्धि होती है।

• कामकाजी तरीका: इस ट्रांसफॉर्मर में प्राइमरी और सेकंडरी विंडिंग्स को श्रृंखलाबद्ध किया जाता है, और वोल्टेज को बढ़ाया या घटाया जाता है, यह कनेक्शन पर निर्भर करता है।
• लाभ:
  • लागत-कुशल: नियमित ट्रांसफॉर्मर्स की तुलना में कम सामग्री का उपयोग होता है।
  • उच्च दक्षता: कम तांबे की हानियाँ।
• आवेदन: विद्युत ट्रैक्शन, वोल्टेज नियमन, और उन अनुप्रयोगों में जहां वोल्टेज को बदलने की आवश्यकता होती है।

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5.1.2 Three-Phase Auto Transformers

English: A three-phase auto transformer operates on the same principle as a single-phase auto transformer but for three-phase systems. It has three primary windings and one secondary winding, with a portion of the winding being common to both the primary and secondary.

• Working: In this transformer, the primary and secondary windings are connected to three phases, and part of the winding acts as both the primary and secondary.
• Advantages:
  • Efficient: Reduced size and cost compared to conventional three-phase transformers.
  • Saves Energy: Uses less copper material.
• Applications: Used in large motor starters, voltage regulation, and industries requiring high-efficiency power supply.

Hindi: तीन-फेज ऑटो ट्रांसफॉर्मर वही सिद्धांत पर काम करता है जैसे सिंगल-फेज ऑटो ट्रांसफॉर्मर, लेकिन यह तीन-फेज सिस्टम के लिए होता है। इसमें तीन प्राइमरी विंडिंग और एक सेकंडरी विंडिंग होती है, जिसमें विंडिंग का एक हिस्सा प्राइमरी और सेकंडरी दोनों के रूप में कार्य करता है।

• कामकाजी तरीका: इस ट्रांसफॉर्मर में प्राइमरी और सेकंडरी विंडिंग्स को तीन फेज से जोड़ा जाता है, और विंडिंग का एक भाग प्राइमरी और सेकंडरी दोनों के रूप में कार्य करता है।
• लाभ:
  • कुशल: पारंपरिक तीन-फेज ट्रांसफॉर्मर्स की तुलना में आकार और लागत में कमी।
  • ऊर्जा बचाता है: कम तांबे का उपयोग।
• आवेदन: बड़े मोटर स्टार्टर, वोल्टेज नियमन, और उच्च दक्षता पावर आपूर्ति की आवश्यकता वाले उद्योगों में उपयोग होता है।

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5.1.3 Instrument Transformers: Current Transformer and Potential Transformer

English:

• Current Transformer (CT): A current transformer is used for measuring high currents by stepping down the current to a safer and lower value. It produces a reduced current proportional to the primary current, allowing for accurate measurement and protection.

  • Working: The primary current flows through a single-turn primary winding, while the secondary has multiple turns that generate a current proportional to the primary.
  • Applications: Used in protection and metering of electrical circuits.

• Potential Transformer (PT): A potential transformer, also known as a voltage transformer, is used to step down the voltage to a measurable and safe level. It helps in measuring and controlling high voltages in electrical circuits.

  • Working: The primary winding is connected to the high-voltage circuit, while the secondary provides a lower voltage suitable for measurement.
  • Applications: Used in voltage measurement, metering, and protective systems.

Hindi:

• करंट ट्रांसफॉर्मर (CT): करंट ट्रांसफॉर्मर उच्च करंट को मापने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे करंट को एक सुरक्षित और कम मान में घटाया जा सकता है। यह प्राइमरी करंट के अनुपात में एक घटित करंट उत्पन्न करता है, जिससे माप और सुरक्षा में सटीकता आती है।

  • कामकाजी तरीका: प्राइमरी करंट एक सिंगल-टर्न प्राइमरी विंडिंग के माध्यम से बहता है, जबकि सेकंडरी में कई टर्न होते हैं जो प्राइमरी के अनुपात में करंट उत्पन्न करते हैं।
  • आवेदन: विद्युत सर्किट की सुरक्षा और मीटरिंग में उपयोग होता है।

• पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर (PT): पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर, जिसे वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर भी कहा जाता है, उच्च वोल्टेज को मापने और सुरक्षित स्तर पर घटाने के लिए उपयोग किया जाता है। यह विद्युत सर्किटों में उच्च वोल्टेज को मापने और नियंत्रित करने में मदद करता है।

  • कामकाजी तरीका: प्राइमरी विंडिंग उच्च-वोल्टेज सर्किट से जुड़ी होती है, जबकि सेकंडरी एक कम वोल्टेज प्रदान करता है जो माप के लिए उपयुक्त होता है।
  • आवेदन: वोल्टेज माप, मीटरिंग, और सुरक्षा प्रणालियों में उपयोग होता है।

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5.1.4 Single-Phase Welding Transformer

English: A single-phase welding transformer is used in welding applications to convert the standard line voltage to a lower voltage suitable for welding operations. It steps down the voltage to a safe level that can provide high current for welding without damaging the equipment.

• Working: It uses a transformer with a single-phase input and provides a low secondary voltage with high current. The output voltage is controlled to provide the required conditions for welding.
• Applications: Used in arc welding, gas welding, and other types of welding processes.

Hindi: सिंगल-फेज वेल्डिंग ट्रांसफॉर्मर वेल्डिंग अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है ताकि मानक लाइन वोल्टेज को एक कम वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सके, जो वेल्डिंग संचालन के लिए उपयुक्त हो। यह वोल्टेज को एक सुरक्षित स्तर तक घटित करता है, जो वेल्डिंग के लिए उच्च करंट प्रदान कर सकता है, बिना उपकरणों को नुकसान पहुंचाए।

• कामकाजी तरीका: यह एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करता है जिसमें सिंगल-फेज इनपुट होता है और यह उच्च करंट के साथ एक कम सेकंडरी वोल्टेज प्रदान करता है। आउटपुट वोल्टेज को वेल्डिंग के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ प्रदान करने के लिए नियंत्रित किया जाता है।
• आवेदन: आर्क वेल्डिंग, गैस वेल्डिंग, और अन्य प्रकार के वेल्डिंग प्रक्रियाओं में उपयोग होता है।

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5.2 ‘K’ Factor of Transformers

English: The K-factor of a transformer is a measure of the transformer's ability to handle non-linear loads. It is particularly important for transformers used in circuits with harmonic currents, as non-linear loads can create harmonic distortion, which can cause overheating in the transformer.

• Formula: $K = \sum \left( \frac{I_n^2}{I_1^2} \right)$ Where $I_n$ is the current of the nth harmonic, and $I_1$ is the fundamental current.

• Importance: A higher K-factor means that the transformer is more capable of handling the harmonic currents without overheating, making it suitable for non-linear loads like computers, variable speed drives, and other electronic equipment.

Hindi: K-फैक्टर ट्रांसफॉर्मर की वह माप होती है जो यह दर्शाती है कि ट्रांसफॉर्मर गैर-रेखीय लोड को संभालने में कितनी क्षमता रखता है। यह विशेष रूप से उन ट्रांसफॉर्मरों के लिए महत्वपूर्ण है जो ऐसे सर्किटों में उपयोग होते हैं जिनमें हार्मोनिक करंट होते हैं, क्योंकि गैर-रेखीय लोड हार्मोनिक विकृति पैदा कर सकते हैं, जिससे ट्रांसफॉर्मर में अधिक हीटिंग हो सकती है।

• सूत्र: $K = \sum \left( \frac{I_n^2}{I_1^2} \right)$ जहाँ $I_n$ nth हार्मोनिक का करंट है, और $I_1$ मूलभूत करंट है।

• महत्व: उच्च K-फैक्टर का मतलब है कि ट्रांसफॉर्मर हार्मोनिक करंट को बिना अधिक हीटिंग के संभालने में अधिक सक्षम होता है, जिससे यह गैर-रेखीय लोड जैसे कंप्यूटर, वैरिएबल स्पीड ड्राइव, और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त हो जाता है।