ത്രീഫേസ് ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ ( Threephase Transformers ) part 1

വൈദ്യുതിയുടെ വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനം ( Generation ), പ്രസരണം ( Transmission ), വിതരണം ( Distribution ), ഉപയോഗം ( Consumption ) എന്നിവ ത്രീഫേസിലാണല്ലോ. ഒറ്റഫേസ്‌ ( single phase ) സംവിധാനത്തെ അപേക്ഷിച്ച്‌ മൂന്നുഫേസ്‌ സംവിധാനത്തിനു പ്രസരണ ( Transmission) വിതരണ ( Distribution ) ചെലവുകൾ കുറവായിരിയ്ക്കും. അതിനാൽ ലോകവ്യാപകമായി ത്രീഫേസാണുപയോഗിയ്ക്കുന്നത്‌. ആയതിനാൽ മൂന്നു ഫേസ്‌ പ്രത്യാവർത്തിധാരാ വോൾട്ടതകളേയും ( Three phase AC ) കൂട്ടുന്നതിനും കുറയ്ക്കുന്നതിനുമായി പരിവർത്തകങ്ങൾ അത്യാവശ്യമാണ്‌. കഴിഞ്ഞ ലേഖനങ്ങളിൽ ഒറ്റഫേസിലുപയോഗിയ്ക്കാവുന്ന ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളെപ്പറ്റിയാണ്‌ പ്രതിപാദിച്ചിരുന്നത്‌. എന്നാൽ മൂന്നു ഫേസ്‌ സംവിധാനങ്ങളിലുപയോഗിയ്ക്കുന്ന ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളെക്കുറിച്ചാണീ ലേഖനം.

ത്രീ ഫേസും സിംഗിൾ ഫേസും ( Three phase and single phase ) - പ്രത്യാവർത്തിധാരാ പരിപഥങ്ങളിൽ സാധാരണ ഗതിയിൽ രണ്ടു കമ്പികൾ ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ വൈദ്യുത പരിപഥം പൂർത്തിയാക്കുന്നത്‌. നേർധാരാ സംവിധാനത്തിലേതുപോലെ തന്നെയാണിതും. നമ്മുടെ വീടുകളിലേയ്ക്കു വൈദ്യുതി നൽകുന്നത്‌ സിംഗിൾ ഫേസിലാണ്‌. ഇവിടെ രണ്ടു വയറുകളാണുപയോഗിയ്ക്കുന്നത്‌. ഒരു വയറിനെ ഫേസ്‌ വയറെന്നും ( Phase or Line ), മറ്റേ വയറിനെ ന്യൂട്രൽ വയറെന്നും ( neutral ) പറയും. സിംഗിൾ ഫേസ്‌ ഉൽപാദിപ്പിയ്ക്കുന്ന ജനറേറ്ററുകളിൽ ഒരു കമ്പിചുരുളാണൂണ്ടാകുക ( coil ). ഇതിന്റെ ഒരറ്റം ഫേസ്‌ ആയും മറ്റേ അറ്റം ന്യൂട്രലായും ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നു എന്നു പറയാം.

എന്നാൽ ത്രീഫേസ്‌ സംവിധാനത്തിൽ ഒന്നിനു പകരം മൂന്നു ഫേസുകളുണ്ടാകും.

ഇതുൽപ്പാദിപ്പിയ്ക്കുന്ന ജനറേറ്ററുകളിൽ മൂന്നു കമ്പിച്ചുരുളുകളാണുണ്ടാകുക. അവ പ്രസ്പരം 120 ഡിഗ്രി കോണളവിൽ വരത്തക്ക വിധമാണുണ്ടാകുക. അതിനാൽ അവ ഉൽപ്പാദിപ്പിയ്ക്കുന്ന വോൾട്ടതകൾ തമ്മിൽ 120 ഡിഗ്രി ഫേസ്‌ വ്യതിയാനമുണ്ടാകും ( 120 Degree phase difference). ഓരോ കോയിലും ഓരോ ഫേസ്‌ ആണ്‌. മൂന്നു ഫേസുകൾക്കുമയി മൊത്തം ആറ്‌ അഗ്രങ്ങളുണ്ടാകും. എന്നാൽ ഉചിതമായ  രീതിയിൽ അവയെ കൂട്ടിഘടിപ്പിച്ചാൽ വയറുകളുടെ എണ്ണം മൂന്നായി കുറയ്കാൻ കഴിയും. രണ്ടുതരത്തിൽ ഫേസ്‌ വൈന്റിങ്ങുകൾ ഘടിപ്പിയ്ക്കാം അവ

1, സ്റ്റാർ കണക്ഷൻ ( Star connection or Y connection )

ഈ രീതിയിൽ ജനറേറ്ററിന്റെ മൂന്നു ഫേസുകളിലെ വൈന്റിങ്ങുകളുടേയും സമാന അഗ്രങ്ങൾ (similar ends )( വൈന്റിംഗ്‌ ചുറ്റിത്തുടങ്ങുന്ന അഗ്രങ്ങളോ (starting end ) അല്ലെങ്കിൽ വൈന്റിംഗ്‌ ചുറ്റിത്തീരുന്ന അഗ്രങ്ങളോ (finishing end ) ) പരസ്പരം കൂട്ടിഘടിപ്പിയ്ക്കുന്നു. കൂട്ടി ഘടിപ്പിച്ച പോയിന്റിനെ ന്യൂട്രൽ പോയിന്റെന്നു (neutral point ) പറയും മറ്റേ മൂന്നഗ്രങ്ങൾ മൂന്നു ഫേസ്‌ അഗ്രങ്ങളെന്നും പറയുന്നു. ചില അവസരങ്ങളിൽ ന്യൂട്രൽ ബിന്ദുവിനെ ഭൂമിബന്ധം ( Earthing ) കൊടുക്കുന്നു.

2, ഡെൽറ്റാ കണക്ഷൻ ( Delta conection )

ഈ രീതിയിലാകട്ടെ വൈന്റിങ്ങുകളുടെ വിജാതീയമായ ( Dissimilar ends ) അഗ്രങ്ങൾ പരസ്പരം കൂട്ടിഘടിപ്പിയ്ക്കുന്നു. ഈ അഗ്രങ്ങളിൽ നിന്നാണ്‌ മൂന്നു ഫേസുകളെടുക്കുന്നത്‌. ഈ രീതിയിൽ ന്യൂട്രലുണ്ടായിരിയ്ക്കയില്ല.

ഫേസുകളുടെ അടയാളപ്പെടുത്തലുകൾ. ( markings of phases )

ഒന്നിലധികം ഫേസുകളുള്ളതിനാൽ അവയെ തമ്മിൽ തിരിച്ചറിയുന്നതിന്‌ വിവിധ രീതിയിലുള്ള അടയാളപ്പെടുത്തലുകളുപയോഗിയ്ക്കുന്നു. അവ താഴെക്കാണും വിധമാണ്‌

1, 1,2,3 എന്നിങ്ങനെ അടയാളപ്പെടുത്താം

2, R,S,T

3, A,B,C

4, U,V,W

5, R,Y,B

U,V,W എന്നരീതിയാണ്‌ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളിൽ പൊതുവേ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നത്. മറ്റാവശ്യങ്ങൾക്ക്‌ R,Y,B എന്ന രീതിയും ന്യൂട്രൽ വയറിന്‌ N എന്ന അക്ഷരവുമുപയോഗിയ്ക്കുന്നു. R,Y,B രീതിയുപയോഗിയ്ക്കുമ്പോൾ വയറുകൾക്ക്‌ യഥക്രമം ചുവപ്പ്‌, മഞ്ഞ, നീല എന്നീനിറമുള്ള കവചങ്ങൾ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നു. ന്യൂട്രലിനാകട്ടെ കറുത്ത വയറും ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നു.