Трансформаторлар туралы

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе. . . 2
Негізгібөлім. . . 4Трансформаторлар . . . 4Трансформатордың жұмыс істеу режимдері. Трансформатордың

бос жүріс режимі . . . 7

Трансформаторды пайдаланудағы және сыртқы сипаттамалары . . . 9

Үшфазалы трансформатордың түрлері . . . 10

Түзеткіштер . . . 12Бірфазды көпірлік сұлба . . . 15

Трансформаторлар мен тізбектерге арналған есептер . . . 17

Қорытынды. . . 20
. . . 21

Кіріспе

Электротехниканың теориялық негіздері барлық электротехникалық салалар мен бір-бірімен байланысты.

Курстық жұмысымның тақырыбы - «Трансформаторлармен тізбектер» болып табылады.

Мақсатым - трансформаторлар мен тізбектер жайлы жалпы толық мағлұмат беру.

Негізінде трансформаторлар дегеніміз - (лат. transformo - түрлендіремін) - кернеулі айнымалы токтың жиілігін өзгертпей басқа кернеулі айнымалы токқа түрлендіретін статикалық электрмагниттік құрылғы. Трансфор-матордың жұмыс істеу принципі электро-магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделген. Негізгі элементтері магнит-өткізгіш және онда орналасқан бірінші реттік орамалар (БРО) мен бір немесе бірнеше екінші реттік орамалардан (ЕРО) тұрады. Трансформатордың барлық орамалары бір-бірімен индуктивті түрде, ортақ магнит өрісімен байланысқан. Бірқатар Трансформаторларда екінші реттік орама қызметін бірінші реттік ораманың бір бөлігі атқарады, мұндай Трансформаторларды автотрансформаторлар деп атайды. Бірінші реттік орамаларның шықпаларын (Трансформатордың кірісі) айнымалы кернеу көзіне, ал Екінші реттік орамаларның шықпаларын жүктемеге қосады.

, (ЭҚК) тудырады. . 1 фазалыжәне 3 . (), , , , , т. б. бөлінеді. -тен 2 МГц-кедейінгіжиілікте, 500 МГц-. (мысалы, электртех. болаттаспаларынан, ) жасалады. , . . Қазіргікездеэлектр--дашығарылады. Трансформатор - . Үйжағдайында, , электрприборынкернеуі 127Вжеліленкернеуі 220 . , ондаоныкернеуі 220 Вжелігеқосуғаболмайды. (380 В-танастам) . -.

Трансформаторлар

Трансформатор энергия жүйелерінде электр энергиясын электростанциядан қолданушыға жеткізу үшін пайдаланылады. Электр энергиясын пайдаланатын құрылғылар: автоматика жүйелері, есептеуіш техникасы, байланыс құралдары, радиолар. Қоректендіру жүйесіндегі трансформаторларды төмендегі көрсеткіштері бойынша классификациялауға болады:

Түрлендіретін кернеудің фазасының санына байланысты (бірфазалы немесе үшфазалы) ;
Орамдар санына байланысты (2 орамды немесе көп орамды) ;
Магнит өткізгіштің формасына байланысты (стерженьді, бронды, тороидалы) ;

Жұмыс істеу принципі:

Электромагниттік индукция заңына негізделген. Бірфазды, 2 орамды трансформатордың жұмыс істеу принципін қарастырайық. Бұл трансформатор стерженьнен және екі обмоткадан (орам сымнан) тұрады.

Орамсымның біреуі айнымалы кернеу көзі жалғанады (~U ₁ ) . Ал екіншілік орамсымға Z _n кедергі жалғанады. Біріншілік орамсымға айнымалы кернеу бергенде, оның бойында айнымалы ток пайда болады. Ол айнымалы ток магниттік өткізгіште айнымалы магнит ағынын туғызады. Ол ағын екінші орамсымда Э. Қ. К - ін туғызады.

Е ₁ = - n ₁ $\frac{\partial\varphi\ }{\partial t\ }$ (1) Е ₂ = - n ₂ $\frac{\partial\varphi\ }{\partial t\ }$ (2)

Берілетін кернеу уақыт бойынша өзгеретін болғандықтан, ағатын ток та уақыт бойынша өзгеретін болады. Олай болса, токтың тудыратын магнит ағыны да уақыт бойынша өзгеретін болады. Магнит өрісінің ағынын уақыттың синусоидалы функциясы деп қабылдап,

Ф = Ф _m ∙ sinωt (3)

оны 1, 2 - формулаға қойып, дифференциалдап мына өрнекті аламыз:

Е ₁ = - n ₁ ω сosωt (4) Е ₂ = - n ₂ ω сosωt (5)

сosωt = - sin (ωt - π/2) түрлендіру енгізсек,

Е ₁ = n ₁ ω sin (ωt - π/2) (6) Е ₂ = n ₂ ω sin (ωt - π/2) (7)

6, 7 формуланы 4, 5 формуламен салыстырып қарайтын болсақ, Э. Қ. К - і Ф магниттік ағыннан фазасы π/2 қалып қоятынын көреміз. Э. Қ. К - ін максимал мәнін

Е _1m = n ₁ ω Ф _m Е _2m = n ₂ ω Ф _m (8)

Е _1m , Е _2m 2 - ге бөліп, ω - нің орнына 2πf - ні қойып, Э. Қ. К - нің әсет етуші мәнін табамыз:

Е ₁ = 4, 44·n ₁ ·ƒ·Ф _m (9)

Е ₂ = 4, 44·n ₂ ·ƒ·Ф _m (10)

Егер 9 - ды 10 - ға бөлсек, келесі өрнек аламыз:

\[n_{1,2}={\frac{{\bar{A}}_{1}}{{\bar{A}}_{2}}}={\frac{n_{1}}{n_{2}}}\]

(11)

\[n_{1,2}\]

- трансформация коэффиценті деп аталады.

Пайдаланатын ферромагниттік материалдар . Орамсымдардың арасын-дағы байланысты жақсарту үшін болатты магнит өткізгіштер пайдаланылады. Болатта магнит өткізгіштерді арнаулы электротехникалық болаттың пластиналарынан және ленталарынан жасайды. Магнит өткізгіште түрлендірілген энергияның бір бөлігі гистерезис және құйынды токтың әсерінен босқа шығындалады. Магнит өткізгіштің құйынды токтар әсерінен болатын шығынды азайту үшін оны жеке пластиналардан жасайды. Пластиналардың арасына лак жағып изоляциялайды. Пластиналардың қалыңдығы желідегі токтың жиілігі 50Гц болса, ол 0, 5 - 0, 33 мм етіп жасайды, егер желідегі токтың жиілігі жоғары болса, онда пластинаның қалыңдығы одан да қалың етіп жасайды. Орамдардың орналасуына және магнит өткізгіштің формасына байланысты трансформаторлар стерженьді, бронды, ленталы болып бөлінеді.

а - пластиналы стерженьді

б - пластиналы бронды

в) г)

в - ленталы стерженьді

г - ленталы бронды

Трансформатор әрекетінің негізгі ұстанымдары. Трансформатор-дың жұмыс істеуі 2 негізгі ұстанымға байланысты:

Уақыт өзгерісіндегі электр тогы уақыт өзгерісіндегі магниттік даланы(электромагнетизм) жасай алады.
Орам арқылы өтетін магниттік толқынның өзгерісі сол орамдағы Электр қозғаушы күшті келтіреді(электромагниттік индукция) .

Бастапқы орам деп аталатын орамдардың біріне сыртқы күш кернеуі әрекет етеді. Магнитоткізгіш аркылы өтетін бастапкы айнымалы ток айнымалы магнитті токты тудырады. Элекртомагниттiк индукция натижесiнде, магнитоткізгіштегі барлык орамда айнымалы магниттікөріс пайда болады, сонымен катар бастапкы ЭҚК индукциясында, пропорциялык бастапқы магниттік орісте, синусоидалык ток 90° градуска басқа бетке магниттік өріс қатынасына ауысады.

Кейбір трансформаторлар, жылдам немесе оте жылдам жиiлікте істегенде, магнит орісі болмауы да мүмкін.

Трансформатордың орам сымы . Трансформаторлар жоғарыда айтқандай бір немесе бірнеше орамсымдардан тұрады. Электр энергиясының көзіне қосылған орамсым біріншілік, ал қабылдағышқа жалғанған орамсым екіншілік деп аталады. Егер біріншілік орамсымдағы кернеу екіншілік орамсымдағы кернеуден үлкен болса, онда бұл төмендететін трансформатор деп аталады. Ал егер керісінше болса, онда бұл жоғарылататын трансформатор деп аталады. Трансформатордың орам сымдарын мейілінше цилиндрлік формада жаауға тырысады. Орамсымдарды жіңішке жасайды. Изоляцияланған сымдар ол мыс өткізгіштер.

Трансформатордың жұмыс істеу режимдері. Трансформатордың бос жүріс режимі

Трансформатордың біріншілік орам сымы айнымалы кернеу көзіне жалғанған, ал екіншілік орамсымы ажыратылған режимде жұмыс істеуі трансформатордың бос жүріс режимі деп аталады. U ₁ кереудің әсерінен біріншілік орамсымнан бос жүрісті ток ағады.

І _{1б. ж.} , І _{2б. ж.} = 0.

І _{б. ж.} токтың шамасы өте аз болады. Себебі І ₂ = 0, шығындалатын қуат Р ₂ = 0. Мұндай жағдайда трансформатордың пайдаланылатын қуаты болатқа кететін қуатқа тең Р ₁ = Р _б .

Қысқа тұйықталу режимі. Қысқа тұйықталу режимінде трансформатордың орамсымы қысқа тұйықталып қосылады. Біріншілік орамсымға төмендетілген кернеу беріледі.

U _{қ. т.} << U _1ном

Ол кезде орамсымдағы ток номиналды мәніне тең болады. І _{қ. т.} = І _1ном . U ₁ кернеуінің шамасы аз болған кезде, магнит ағынының да шамасы аз болады. Олай болса болаттан шығындалатын қуат аз болады. Сондықтан қысқа тұйықталу режимінде пайдаланылатын қуат мыс өткізгіште шығындалатын қуатқа тең Р = P _мыс .

Бос жүріс және қысқа тұйықталу режимінде жүргізілетін тәжірибе. ПӘК. Трансформатордың бос жүріс режимінде жұмыс істеуін зерттеу бос жүріс тәжірибесі деп аталады. Бос жүріс тәжірибесін жүргізгенде біріншілік орамсымдағы кернеу U _{б. ж} = U _1ном , ток І _{б. ж} <<І _ном , Р _{б. ж} = Р _б . Бұл тәжірибеде өлшенетін функционалды шамалар төмендегі көрсеткіштерді есептеуге мүмкіндік береді:

а) трансформатордың біріншілік орамсымының тогының активті және реактивті құраушыларын есептеу керек:

І _{б. ж. а} =

\[\frac{\mathrm{D}_{\mathrm{L}}}{\mathrm{U}_{\mathrm{m}}}\]

;

І _{б. ж. р} =

б) бос жүріс кезіндегі трансформатордың кедергісінің активті және реактивті шамасын есептеу керек:

\[X_{\bar{a},\alpha}\,.=\sqrt{Z_{a.e}^{2}\,-R_{\bar{a},\alpha}^{2}}.\]

\[R_{\dot{a},e}=\frac{P_{a}}{I^{2}{d.e}}.\]

\[Z_{\hat{a},\alpha}\,.\]

в) трансформатордың трансформация коэффицентін есептеу керек:

\[n_{1,2}={\frac{U_{1,m}}{U_{2}}}\]

г) бос жүріс коэффицентін есептеуге мүмкіндік береді.

к _{б. ж} =

\[{\frac{\prod_{\hat{\alpha}...\mathbf{x}}}{\int_{\hat{\mathrm{1}}/\hat{\boldsymbol{n}}}}}.\]

∙ 100%.

Қысқа тұйықталу режиміндегі тәжірибе . Қысқа тұйықталу тәжірибесінде біріншілік орамсымның тогын орамдағы кернеуді және пайдаланылатын қуатты өлшеуге болады. Өлшеніп алынған тәжірибелік мәліметтер қысқа тұйықталудағы трансформатордың кедергісінің активті және реактивті құраушыларын есептеуге мүмкіндік береді.

Z _{қ. т.} =
\[\frac{U_{\ell,\partial}}{I_{1\dot{\alpha}}}\]
R _{қ. т.} =
\[{\frac{D_{s o}}{I^{2}\nu.}}\]
Х _{қ. т.} =
\[\sqrt{\mathbf{Z}_{t s}^{\ 2}\cdot\mathbf{R}_{t s}}\]

Қысқа тұйықталуда трансформатордың орамсымына кернеуінің түсуінің активті және реактивті құраушыларын есептеуге болады:

U _{қ. т. а.} = R _{қ. т} . ∙І _1ном U _{қ. т. р.} = Х _{қ. т ∙} І _1ном

Трансформаторды пайдаланудағы және сыртқы сипаттамалары

Трансформатордың сипаттамалары - сапалық көрсеткіштері, жұмыс істеу режимі немесе пайдалау көрсеткіштерітдеп бөлінеді. Жүктеме жалғанғандағы трансформатордың кернеуінің проценттік өзгерісі трансформатордың сапалық көрсеткіші деп аталады.

△U% =

\[\frac{(\mathbf{U}_{2e}\cdot\mathbf{U}_{2})\mathbf{100}}{\mathbf{U}_{2e}}\]

;

\[\eta={\frac{D_{2}}{B_{1}}}={\frac{D_{2}}{B_{2}+D_{h\dot{A}}}}+D_{R\dot{\omega}}\]

\[\frac{D_{2}}{D_{2}+D_{d,\alpha}\,.}+D_{e,\delta}\,.\]

U ₂ I ₁ , P ₁ η, cosφ cosφ max

R-C

U _2H P _{m при} U ₁ = U _1ном

R-LRпри Р ₂ Р ₁

i ₂ P _2m P ₂

Трансформатордың пайдалану сипаттамалары деп І ₁ токтың Р ₁ қуаттың шамасына тәуелділігін айтамыз. Трансформатордың сыртқы сипаттамалары деп, U ₂ кернеудің, активті, активті - индуктивті, активті - сыйымдылықты, кедергілері кезінде і ₂ токқа тәуелділігін айтамыз.

Үшфазалы трансформатордың түрлері

Үшфазалы трансформатор көп жағдайда стерженьді түрде жасайды. Мындай трансформатордың құрылысының сұлбасын қарастырайық.

a) б)

Барлық бірдей бірфазды трансформатордың біріншілік және екіншілік бір стерженьде орналасқан, ал екі стерженьде ешқандай орамсымдары жоқ. Жалпы үшфазды желіде трансформаторлардың екіншілік стерженінен ағатын магниттік ағын 0 - ге тең. Егер осы үш трансформаторды орамсымы жоқ стерженьдерді жақын орналасатындай етсек, онда бұл 3 бос стерженьді біреу етіп біріктіруге болады. Фазалық ығысуы периодтық 13 тең трансформатордың магниттік ағындары 0 - дік стерженьдері арқылы біріктіріледі. Себебі біріктірілген стерженнің магнит ағыны Ф = 0, олай болса орамсымдары жоқ стерженнің керегі жоқ. Оны төмендегі сұлбадағыдай етіп жинайды.

Әрбір стерженьге 1фазаның жоғарғы және төменгі кернеуінің орамсымы орналасады. Үш фазалы трансформатордың жұмыс істеу принципі, бір фазалы трансформатордың жұмыс істеу режимімен бірдей.

Жоғарғы кернеуінің орамдарының фазаларының басы А, В, С әріптерімен белгіленеді. Ал олардың кейінгісі x, y, z ұшы деп белгіленеді. Үшфазды жүйелер үшін жұлдызша етіп қосқанда І _ж = I _ф , ал U _ж = 3U _ф . Ал үшбұрыш етіп қосқанда U _ж = U _ф , алІ _ж = 3 I _ф . Электр қозғаушы күші үш векторының қосындысы 0 - ге тең болса, І ₁ + I ₂ + I ₃ = 0 үш фазалы симметриялы активті және реактивті қуаттарының құраушысы.