ట్రాన్స్‌ఫార్మర్
ఏకాంతర విద్యుచ్చాలక బలాన్ని పెంచడానికి లేదా తగ్గించడానికి వినియోగించే సాధనాన్ని ట్రాన్స్ ఫార్మర్ (Transformer) అంటారు. ఇది "ఫ్లెమింగ్ కుడిచేతి బొటనవేలి నిబంధన" ప్రకారం పనిచేస్తుంది. సాధారణంగా ఒక వోల్టేజి నుండి మరొక వోల్టేజికి "ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్"ను మార్చడానికి ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగపడుతుంది.
దీనిలో రెండు తీగ చుట్టలను అవిచ్ఛిన్నంగా ఉండే ఇనుప కాండం (ఐరన్ కోర్) పై చుడుతారు. ప్రాథమిక తీగ చుట్ట (ప్రైమరీ) ద్వారా విద్యుచ్చాలక బలాన్ని అనువర్తింప చేసినపుడు (వోల్టేజి అప్లై చేసినపుడు) స్వయం ప్రేరకత వలన ప్రాథమిక తీగచుట్టలోను, అన్యోన్య ప్రేరణ (మ్యుచువల్ ఇండక్షన్) వలన రెండవ లేదా గౌణ తీగ చుట్ట (సెకండరీ) లోను విద్యుచ్చాలక బలం ప్రేరేపితం అవుతుంది.
ట్రాన్స్‌ఫార్మార్ల వినియోగం విద్యుతు ఉత్పత్తి కేంద్రంలనుండి మొదలుకొని, ఇళ్ళకు, పరిశ్రమలకు విద్యుతును సరఫరా చెయ్యువరకు ఎంతో కీలకపాత్రపోషిస్తాయి.విద్యుతు ఉత్పత్తి కేంద్రంలో మొదట తక్కువ స్దాయి వోల్ట్‌లలో విద్యుతు ఉత్పత్తి (11kv) అవుతుంది.విద్యుతు తీగెలద్వారా ప్రవహిస్తున్నప్పుడు తీగలకున్న విద్యుతు నిరోధకశక్తి (Resistant) కారణంగా కొంత విద్యుతును నష్టపోవడం జరుగుతుంది.దీనిని సరఫరా/ప్రవహ నష్టం (Transmission loss) అంటారు. విద్యుతు ప్రవహిస్తున్న తీగమందం, మరియు దూరాన్ని బట్టి విద్యుతు నష్టం మారును.తక్కువ వొల్టులశక్తితో విద్యుతు ప్రవహిస్తున్నప్పుడు ప్రవహ నష్టం ఎక్కువ.అందుచే విద్యుతు ఉత్పత్తి కేంద్రంలో విద్యుతు వోల్టులను 220కిలో వోల్టులు (220KV) లేదా 132కిలో వోల్టులకుపెంచెదరు. (వెయ్యి వొల్టులు ఒకకిలో వొల్టుకు సమానం) గృహలలో ఉపయోగించు విద్యుతు వోల్టులు 215-220వోల్టులు మాత్రమే వుండును.సరాఫారాలో జరుగు నష్టాన్ని తక్కించుటకై విద్యుతు ఉత్పత్తి కేంద్రాలలో (power generating units) విద్యుతు వోల్టులను 220KV/132KV కి పెంచి అక్కడినుండి, గ్రిడ్‌లకు, విద్యుతు పంఫిణి (Power distribution) మరియుసరఫరాకేంద్రాలు (power stations, ఉపకేంద్రాలులకు విద్యుతును పంపడంజరుగుతుంది.ఇక్కడకు చేరిన విద్యుత్తు వోల్టుల స్దాయిని స్దిరికరించి పరిశ్రమలకు, గృహలకు ఇతరావసరాలకు సప్లై చేయుదురు.విద్యుతు సరాఫారా రెండురకాలు.1.ఎక్కువ వోల్టుల విద్యుతుసరాఫరా (high tension) మరియు తక్కువ వోల్టులవిద్యుతు సరఫరా (low tension supply).గృహలకు.చిన్న పరిశ్రమలకు విద్యుతును లోటెన్సన్‌ విధానంలో (440-220 Volts) సప్లై చేయుదురు.అధికస్దాయిలో విద్యుతును ఉపయోగించు పరిశ్రమలకు హైటేన్షను పద్ధతిలో విద్యుతును సరఫరా చేయుదురు.ఈ విధంగా అవసరానికి తగువిధంగా వోల్టేజిని తగ్గించడం, పెంచడం అనేది ఈ ట్రాన్స్‌ఫార్మార్‌లద్వారానే జరుగుతున్నది.
విద్యుతు ట్రాన్స్‌ఫార్మరులు రెండు రకాలు.
'1.విద్యుతు వోల్టులను పెంచు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (Step up Tranformer).'
'2.విద్యుతు వోల్టులను తగ్గించు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ (Step down Transformer).'
'1.విద్యుతు వోల్టులను పెంచు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (Step up Tranformer).': ఈ ట్రాన్స్‌ఫార్మరులనుపయోగించి విద్యుతు వోల్టులను పెంచెదరు.విద్యుతు ఉత్పత్తి కేంద్రాలలో పంపీణిచెయ్యు విద్యువోల్టూలను 220/132KV కి పెంచి గ్రిడ్‌లకు, పంపిణి కేంద్రాలకు, ఉపపంపిణీకేంద్రాలకు (Sub Stations) కు పంపెదరు.పంపిణి కేంద్రాలనుంచి విద్యుతును33/ 11KV కి ట్రాన్స్‌ఫార్మరులద్వారా మార్చి, వినియాగంకై పంపిణి చేయుదురు.
'2.విద్యుతు వోల్టులను తగ్గించు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ (Step down Transformer).':స్టెప్‌డవున్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా 33/11Kv వోల్టులను 440/220 వోల్టులకు తగ్గించడం జరుగుతుంది. సబ్‌స్టేషన్‌ సిబ్బంది విద్యుతును పరిశ్రమలకు, గృహ అవసరాలకు పంపిణి చేయుదురు.చిన్నగ్రామాలయినచో వూరికి ఒకటి, పెద్ద గ్రామాలయినచో రెండు, మూడు స్టెప్‌డవున్‌తట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను బిగించి విద్యుతును ఇళ్లకైనచో 220 వోల్టుల విద్యుతును, చిన్న పరిశ్రమ లకు, హోటల్స్‌కు 3ఫేజ్‌,440 వోల్టుల విద్యుత్‌ను పంపిణి చెయుదురు.పెద్దనగరాలయినచో అవసరానికి తగ్గట్టుగా వీధికొక్కటి స్టెప్‌డవున్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ లమర్చి విద్యుతును పంపిణీ చెయుదురు.ఎక్కువ స్దాయిలో విద్యుతుఆశ్వశక్తిని (Horse power, or Kva) ఉపయోగించు పరిశ్రమలకు 33/11KV విద్యుతును నేరుగా పంపిణి చేయుదురు.ఈ విధంగా పరిశ్రమలకు అధిక వోల్టులవిద్యుతును పంపిణి చేయుటను హైటెన్షన్ విద్యుతు వాడకం అంటారు. పరిశ్రమల వారు తమ స్వంతఖర్చులతో స్టెప్‌డవున్‌ట్రన్స్‌ఫార్మర్‌లను బిగించుకొని విద్యుతు వోల్టులను 440 వోల్టులకు తగ్గించి వినియోగిస్తారు. పరిశ్రమలలో వినియోగింపబడు విద్యుతు ప్రమాణాన్ని బట్టి పరిశ్రమలవారు 200KVA నుండి 2000KVA స్టెప్‌డవున్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లనుపయోగించెదరు.
పరిశ్రమలలో అధిక విద్యుతు వోల్టేజిని 440 వొల్టులకు తగ్గించి వినియోగిస్తారు.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోన మొదటి (Primary, రెండవ (Secondary) తీగలచుట్టలుగా రక్షితకాపర్‌తీగలను (Insulated copper wires) వాడెదరు.ఇన్‌డక్షన్ ద్వారా ప్రైమరి కాయిల్‌నుండి, సెకండరి కాయిల్‌కు విద్యుతుచాలకబలం బదలీ అవుతున్నప్పుడు, ఉష్ణం వెలువడును.ఆ ఉష్ణాన్ని తోలగించనిచో, రాగితీగెల కున్న రక్షితపొర అధిక ఉష్ణంవలన కరగిపోయి, రెండు తీగెలమధ్య షార్ట్‌సర్కుట్‌ ఏర్పడి ట్రాన్స్ ఫార్మర్‌పాడైపోవును.అందుచే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌బాక్సులో రెండు తీగెచుట్టలు మునిగి వుండేలా మినరల్ ఆయిల్‌తో నింపెదరు.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో వాడు ఈ హీట్‌ క్యారియర్‌నూనెను ట్రాన్స్ ఫార్మర్ అయిల్ అంటారు.జనించిన ఉష్ణశక్తిని ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ ఆయిల్‌గ్రహించి వేడెక్కుతుంది.ఇలా వేడెక్కిన ఆయిల్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‍కు ఇరువైపులవున్న ఫిల్ల్స్ (pins) లోకి ప్రవ హించును.ఈpins పలుచగా, వెడల్పుగా వుండును.పిన్స్‌కు బయటవుండు గాలి ఆయిల్‌లోని వేడిని గ్రహించి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ఆయిల్‌ను చల్లార్చును.చల్లారిన ఆయిల్‌తిరిగి కయిల్స్‌వున్న భాగంలోకి ప్రవహిం చును.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో ఉపయోగించు ఆయిల్‌ కొన్ని నిర్ధిష్ట లక్షణాలు, ధర్మాలు కలిగివుండాలి.అందుకే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో నింపుటకు ముందు ఆయిల్‌ను పరీక్షించి, ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా వుందని నిర్ధారించి నతరువాతనే చార్జి చేస్తారు.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ఆయిల్‌లో తేమ వుండరాదు.ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌పెట్టెలో కొంతకాళీవుండి ఆయిల్‌ సంకోచ, వ్యాకోచాలు చెందినప్పుడు గాలి లోపలికివెళ్ళూటకు బయటకు వచ్చుటకు ఒకగొట్టం వుండును.గాలిలోని తేమ నూనెలో కలిసే అవకాశం ఉంది.అందుకని ఈ గొట్టానికి సిలికాజెల్‌ ( silica jell) నింపిన బాక్సును బిగించెదరు.సిలికజెల్‌కు గాలిలోని తేమను శోషించుకునే లక్షణం వున్న ది.మొదట సిలికాజెల్‌ను ఒవన్‌లో డ్రై చేసిబాక్సులోనింపెదురు.డ్రై అయ్యిన సిలికాజెల్ లేత పింక్‌రంగులో వుండును.గాలిలోని తేమను గ్రహించిన సిలికాజెల్‌క్రమంగా నీలి రంగులోకి మారును.సిలికాజెల్ నీలిరంగుకు మారినప్పుడు, బయటకు తీసి, డ్రైచేసి మరల బాక్సులోనింపెదరు.12 మాసంలకు ఒకతూరి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌నూనెను ఫిల్టరుచేసి, పరీక్షించి బాగున్నచో తిరిగి వాడెదరు.తగినప్రమాణాలు లేనిచో కొత్త ఆయిల్‌ను నింపెదరు.
మెత్తనిఉక్కు (mild steel) మరియు స్టెయిన్‌లెస్‌స్టీల్ (stainless steel) లోహంల వంటి ఇతర మిశ్రమలోహాలను, లోహాలను ఆర్క్ ద్వారా జోడించు/అతుకు వెల్డింగ్‌మెషిన్‌లు (welding machine) కూడా విద్యుతు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లే.ఈ వెల్దింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు రెండు రకాలు.1.ఆయిల్‌కూల్డ్ (oil cooled)2.ఎయిర్‌కూల్డ్ (Air cooled).
'1.ఆయిల్‌కూల్డ్ వెల్డింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్:ఆయిల్‌కూల్డ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ఆయిల్‌ను కూలింగ్‌మీడియాగా ఉపయోగిస్తారు.ఈ రకం వెల్డింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను వీలున్నంత వరకు ఒకే చోట వుంచి, వెల్డింగ్‌పనులు చేయుదురు. వెల్డింగ్‌మేషిన్‌ను అటుఇటు అవసరనిమిత్తమై కదలించిన ట్రాన్స్ఫార్మర్‌లోని ఆయిల్‌ఒలికిపోయే వీలున్నది.అందుచే దీనిని ఒకచోటునుండి మరో వర్క్‌ప్లేస్‌కు తరలించునప్పూడు జాగ్రత్తగా వుండవలెను.అయితే ఈ రకం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోని రాగిచుట్టలు అంతత్వరగా పాడైపోవు.అందుచే వీటిని వర్క్‌షాప్‌లలో వాడెదరు.
'2.ఎయిర్‌కూల్డ్‌వెల్దింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్':ఈ రకం వెల్డింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలోకాయిల్స్‌లో ఏర్పడిన వేడిని తొలగించుటకై, వెల్దింగ్‌మేషిన్‌లో ఒకఫ్యాన్‌ను అమర్చిదానిద్వారా కాయిల్స్ మీదుగా గాలి వెళ్ళునట్లు చేసి, లో ఉత్పన్నమైన ఉష్ణాన్ని తొలగించుదురు.ఈ వెల్డింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్6లో ఆయిల్‌ను ఉపయోగించకపోవడం వలన తేలికగా వుంటుంది.ఎక్కడికైన సులభంగా తీసుకెళ్లవచ్చును.ఆయితే ఎదైనకారణాలవలన ఫ్యాన్‌పనిచేయనిచో, మెషిన్‌లోని కాయిల్స్ కాలిపోవును.
'వెల్డింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల నిర్మాణం-పనిచెయ్యు విధానం'
వెల్డింగ్‌మెషిన్‌లోని మొదటి, రెండవ తీగచుట్టలను రాగి లేదా అల్యుమినియం పట్టిలతో చుట్టెదరు.సింగిల్‌పేజ్‌ ట్రాన్స్ ఫార్మర్‌అయినచో మొదటి కాయిల్‌కు (ప్రథమ వేష్టణము) 220 వోల్టులవిద్యుతును,2పేజ్‌ వెల్డింగ్‌మెషిన్‌అయ్యినచో 440 వోల్టుల విద్యుతును యిచ్చెదరు.రెండవచుట్టనుండి 50-100 వోల్టులవరకు విద్యుతు ఏర్పడును.వెల్డింగ్ చెయ్యు లోహం మందం, వెల్దింగ్‌కై ఉపయోగించు ఎలక్ట్రోడ్‌ (వెల్డింగ్‌రాడ్) యొక్క మందాన్ని బట్టి సెకండరి కాయిల్‌ ( లోని ( గౌణ వెష్టణం) వోల్టులను తగ్గించడం, పెంచడం జరుగుతుంది.మాములుగా వోల్టేజిని తగ్గించు, పెంచు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లలో ఫెర్రొసిలికాన్ కోర్‌ ఫిక్సుడ్‌గావుండును.వెల్డింగ్‌ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోప్రైమరి మరియు సెకండరి తీగెలమధ్య ఫెర్రస్‌కోర్‌ పైకిక్రిందికి కదిలేలా అమరికవుండును.ఈ ఫెర్రస్‌కోర్‌ను ఒకహండిల్‌ద్వారా పైకిక్రిందకి జరపడం వలన ప్రైమరి సెకండరి కాయిల్స్‌మధ్య ఇండెక్స్‌ప్రవాహంలో వచ్చుమార్పు వలన సెకండరికాయిల్‌లోఏర్పడువోల్టెజిలో మార్పు వచ్చును.
వెల్దింగ్‌మెషిన్‌కాయిల్‌ నుండి రెండు లీడ్స్‌ బయటకు వచ్చివుండును.ఒకటి ఋణాత్మక విద్యుతుఆవేశం వున్నది (- క్యాథోడు, రెండవది ధనాత్మక విద్యుతుఆవేశం (+ఆనోడు) కలిగివున్నది.ఋణాత్మక లీడ్‌కు ఒక పోడవైన, మందమైన రబ్బరు తొడుగు కలిగిన కాపర్‌లేదా అల్యుమినియం తీగెను జతపరచి, తీగెరెండవకొనను వెల్డింగ్ చెయ్యవలసిన లోహభాగానికి అనుసంధానిస్తారు.ధనాత్మక విద్యుతుఆవేశమున్న రెండో లీడ్‌కు రబ్బరుతొడుగు (rubber insulated / sheathed) కలిగిన రాగి కేబుల్‌ను జతచేయుదురు.ఈ రాగితీగె రెండవచివర వెల్దింగ్‌ఎలక్రోడ్‌ను పట్టుకొనుటకై ఒక హోల్డర్‌వుండును.చేతితో హోల్డర్‌ను పాట్టుకొనుభాగాము విద్యుతునిరోధక పదార్థంతో చెయ్యబడి వుండును.ఎల్డింగ్‌ ఎలక్రొడ్‌ వెల్డింగ్‌చెయ్యబడు లోహంతోనే చెయ్యబడి, సులభంగా వెల్దింగ్చెయ్యుటకై మరికొన్ని మూలకాలను అధనంగా కల్గివుండును.వెల్డింగ్‌ఎలక్రొడ్‌పైభాగంన కొద్దిపాటి మందంతో రసాయనిక పదార్థంలతోకూడిన మందపాటి రసాయన పదార్థముల mpUta (స్త్రావకము, Flux) వుండును.ఈ స్తావకపూత వెల్డింగ్ చెయ్యునప్పుడు, వెల్డింగ్ చెయ్యబడు లోహభాగాలు త్వరగా గాలిలోని ఆక్సిజన్‌తో ఆక్సిడైజ్‌కాకుండ, వెల్దింగు జాయింట్ త్వరగా చల్లబడకుండ . నిరోధించును. వెల్డింగ్‍చెయ్యవలసిన లోహభాగాల అంచులను దగ్గరిగా చేర్చి, వెల్డింగ్ మెషిన్‍యొక్క ఋణ (- క్యాథోడు) విద్యుతు తీగెను అతికించవలసిన లోహభాగానికి బిగించెదరు.వెల్డింగ్‍మెషిన్‍యొక్క ధన (+) విద్యుతుతీగెకు వెల్డిం గ్‍హొల్డరును బిగించి, హోల్దరులో వెల్డింగ్‍ఎలక్ట్రోడ్‍ను అమర్చదెరు.వెల్డింగ్‍ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‍ను ఆన్‍చేసి, ఎలక్రోడ్‍వున్న హొల్డరును వెల్డిం గ్‍చెయ్యవలసిన లోహభాగం మమీద తాటించినప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్‍ల ప్రవాహం వలన చిన్న 'ఆర్క్'^ (Arc) ఏర్పడును.2500-3500 సెంటిగ్రేడ్‍డిగ్రిల ఉష్ణం ఈ ఆర్క్ వలన ఏర్పడి, అతుకవలసినలోహభాగాలు, ఎలక్ట్రోడ్‍కరగి లోహభాగాల అంచులు ఏకికృతముగా సెమ్మేళనం చెంది అతుకుకొనును..వెల్డింగ్‍చెయ్యునప్పుడు ఎలక్రోడ్‍ కరగి పొవుచున్నప్పుడు.ఎలక్ట్రోడ్ను ముందుకు కదలిస్తూ, అదేసమయంలో అతుకవలసిన భాగం వైపుకు ఎలక్ట్రోడ్‍ను జరుపవలెను.ఈ విధంగా అతుకవలసిన లోహభాగాలు, ఎలక్ట్రోడ్‍కలసి అతుకు (welding joint) ఏర్పడును.వెల్డింగ్‍చెయ్యవలసిన లోహాల మందంనుబట్టి ఎలక్ట్రోడ్‍ రాడ్‍ల మందంమారును.వీటి సైజులు,2.0, 2.5,3.15, మరియు4,6,6.3 మి.ల్లి.మీటర్లు వుండును.వెల్దింగ్‍చెయ్యునప్పూడు వెల్డింగ్‍ఎలక్ట్రోడ్‍మీద వున్న రసాయనిక పదార్థం కరగి అతుకు మీద తెట్టుగా (slag) ఏర్పడును.ఈ ఫ్లక్ష్ (flux) వెల్డింగ్‍అయ్యిన లోహభాగం ఆక్షీకరణచెందకుండ రక్షించును.వెల్డింగ్‍అయ్యిన తరువాత ఈ పూతను తొలగించెదరు.
వెల్డింగ్‍చెయ్యునప్పుడు ఏర్పడు ఆర్క్ చాలా ప్రకాశవంతంగా వుండి,2500-3500C ఉష్ణోగ్రతకలిగి, అతినీలలోహిత (ultra violet) కిరణాలను విడుదలచేయును.నేరుగా ఈ ప్రకాశవంతమైన కాంతిని చూసినచో కనుగుడ్దుమీదిపొర మరియు రెటినా దెబ్బతినును.అందుచే అపాయకరమైన కాంతికిరణాలను నొరోధించు నల్లటి అద్దం బిగించిన వెల్డింగ్‍షిల్డ్ ను ముఖం ముందు వుంచుకొని వెల్డింగ్‍చెయ్యవలెను.ఎలక్ట్రోడ్‍మీదవున్న రసాయనిక పదార్థాలు అధికౌష్ణోగ్రత కారణంగా విషవాయువులను వెలువరించును.ఈ వాయువులను పీల్చడం వలన శ్వాసకోశ మరి కాన్సర్ వచ్చు అవకాశం ఉంది.అందుచే వెల్డింగ్‍ను గాలి బాగా వీచె బయలు ప్రదేశంలో చేయుదురు.లేదా ఈ వాయువులను వెంటనే తొలగించుటకు, వెల్డింగ్ చెయ్యు చోట ఎక్సాస్ట్ ఫ్యాన్‍అమర్చి వెలువడు విషవాయువులను తొలగిస్తారు.వెల్డింగ్‍చెయ్యునప్పుడు చేతులకు తోలు తొడుగులను ధరించాలి.కాళ్లకు రక్షక పాదుకలను (safety shoes) ధరించాలి.మందపాటి నూలు దుస్తులను ధరించాలి.వెల్దింగ్‍చేయునప్పుడు ఎలక్రోడ్‍మీది రసాయన పదార్థాలు కరిగి చిన్న నిప్పురవ్వలుగా (splinters) ఎగిరి చుట్టుపక్కల పడును.నైలాన్‍వంటి సింథటిక్‍దుస్తులు ధరించిన నిప్పురవ్వలు మీద పడి దుస్తులు అంటుకునే ప్రమాదంవున్నది.ఎత్తైన ప్రదేశంలో వుండి వెల్దిం గ్‍చేయునప్పుడు తప్పనిసరిగా సెప్టి బెల్ట్ ధరించాలి.తలకు హెల్మెట్‍ధరించాలి.