Трансформатор
Жоспары.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
І.Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.1. Трансформаторлардың қолданылу аймақтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6.8
1.2. Трансформатордың құрылысы және жұмыс парқы ... ... ... ... ... ... ...9.10
1.3. Трансформатор орамаларының ЭҚК.і ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11.12
1.4. Жүксіз трансформаторлардығы электромагниттік үрдістер ... ... ...13.16
1.5. Жүктемелі трансформатордағы электомагниттік үрдістер ... ... ... .17.19
1.6. Трансформатордың орын басарлық сұлбасы және векторлық диаграммасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20.28
1.7.Үш фазалы трансформатордың құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .29.31
1.8. Трансформаторларды жұмысқа параллель қосу шарттары ... ... ... .32.35
ІІ.Есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..36
2.1.Трансформатордың орам сандарын және трансформаторды
сипаттайтын негізгі параметрлерді есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36.37
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .38
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
І.Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.1. Трансформаторлардың қолданылу аймақтары ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6.8
1.2. Трансформатордың құрылысы және жұмыс парқы ... ... ... ... ... ... ...9.10
1.3. Трансформатор орамаларының ЭҚК.і ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11.12
1.4. Жүксіз трансформаторлардығы электромагниттік үрдістер ... ... ...13.16
1.5. Жүктемелі трансформатордағы электомагниттік үрдістер ... ... ... .17.19
1.6. Трансформатордың орын басарлық сұлбасы және векторлық диаграммасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20.28
1.7.Үш фазалы трансформатордың құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .29.31
1.8. Трансформаторларды жұмысқа параллель қосу шарттары ... ... ... .32.35
ІІ.Есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..36
2.1.Трансформатордың орам сандарын және трансформаторды
сипаттайтын негізгі параметрлерді есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36.37
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .38
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .39
Кіріспе
Трансформатор электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және кернеуді реттеуге арналған электромагниттік құрылғы. Трансформатордың қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі шығынын азайту және сымдық материялды үнемдеу мақсатынан келіп туған.
Трансформаторларды құру үшін алдымен трансформатор жасалатын материялдарды зерттеп ұғыну керек болатын,мысалы:металл емес және металл,металдың магниттік қасиетін және оның жасалу теориясын білу керек еді. Алдымен осы бағытта жұмыс жүргізген Мәскеу университетінің профессоры А.С.Столетовтың жұмысы,ол гистерезис түйіні мен ферромагниттің құрылымын ойлап тапты. Гопкинсондар әулеті электромагнит тізбегін ойлап тапты.
Ал 1831 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей электромагниттік индукцияны,трансформатордың электрлік жұмысын зерттеп тапты. Болашақ трансформатордың схемалық көрінісі ең алғаш 1831 жылы Фарадей мен Генридің жұмыстарында пайда болды. Бірақ кейіннен ол екі физиктің де жұмыстарында кернеу мен тоқ туралы еш бір теориялық шешімдер болмаған бірақ айнымалы тоқтың трансформация құбылысы жасалған. 1848 жылы француз механигі Г.Румкорв индукциялық ктушканы ойлап тапты және сол ктушка алғашқы трансформатордың бастамасы болды.
Трансформаторлар 1831 жылдан бастап біздің күнделікті өмірімізде үлкен орын алды. Трансформатормен біз жергілікті жерлердегі тоқ шамасын реттеп отыруға қолданамыз,онсыз қазіргі кедегі еш бір электллік техника іске жарамсыз болар еді. Соның көмегімен біз өзімізге керек етіп тұрған кернеу мен тоқты аламыз.
Қазіргі кезде біздің қолданып жүрген трансформаторлдарды бұрынғы СССР кезінде қабырғасы қаланған «Московский электрозавод» өндірісінің өнімін пайдаланамыз. Трансформаторлардың түрлері өте көп: күшейткіш тансформатор,төмендеткіш трансформатор,авто трансформатор,пик трансформатор,тоқ трансформаторы,кернеу трансформаторы,импульстік трансформатор,бөлгіш трансформатор және т.б. болып бөлінеді.
Трансформатор электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және кернеуді реттеуге арналған электромагниттік құрылғы. Трансформатордың қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі шығынын азайту және сымдық материялды үнемдеу мақсатынан келіп туған.
Трансформаторларды құру үшін алдымен трансформатор жасалатын материялдарды зерттеп ұғыну керек болатын,мысалы:металл емес және металл,металдың магниттік қасиетін және оның жасалу теориясын білу керек еді. Алдымен осы бағытта жұмыс жүргізген Мәскеу университетінің профессоры А.С.Столетовтың жұмысы,ол гистерезис түйіні мен ферромагниттің құрылымын ойлап тапты. Гопкинсондар әулеті электромагнит тізбегін ойлап тапты.
Ал 1831 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей электромагниттік индукцияны,трансформатордың электрлік жұмысын зерттеп тапты. Болашақ трансформатордың схемалық көрінісі ең алғаш 1831 жылы Фарадей мен Генридің жұмыстарында пайда болды. Бірақ кейіннен ол екі физиктің де жұмыстарында кернеу мен тоқ туралы еш бір теориялық шешімдер болмаған бірақ айнымалы тоқтың трансформация құбылысы жасалған. 1848 жылы француз механигі Г.Румкорв индукциялық ктушканы ойлап тапты және сол ктушка алғашқы трансформатордың бастамасы болды.
Трансформаторлар 1831 жылдан бастап біздің күнделікті өмірімізде үлкен орын алды. Трансформатормен біз жергілікті жерлердегі тоқ шамасын реттеп отыруға қолданамыз,онсыз қазіргі кедегі еш бір электллік техника іске жарамсыз болар еді. Соның көмегімен біз өзімізге керек етіп тұрған кернеу мен тоқты аламыз.
Қазіргі кезде біздің қолданып жүрген трансформаторлдарды бұрынғы СССР кезінде қабырғасы қаланған «Московский электрозавод» өндірісінің өнімін пайдаланамыз. Трансформаторлардың түрлері өте көп: күшейткіш тансформатор,төмендеткіш трансформатор,авто трансформатор,пик трансформатор,тоқ трансформаторы,кернеу трансформаторы,импульстік трансформатор,бөлгіш трансформатор және т.б. болып бөлінеді.
Пайдаланған әдебиеттер.
1. Ю.М.Борисов,Д.Н.Липатов,Ю.Н.Зорин «Электротехника».
2. В.С.Попов,Н.Н.Мансуров,С.А.Николаев «Электротехника».
3. В.Н.Дулин «Электронные приборы».
4. С.В.Кошелеев «Монтаж оборудование электропитаюших устоновок связи».
5. А.Б.Бородин,В.М.Ломакин «Справочник мощные полупроводниковые приборы-транзисторы».
6. И.П.Жеребцов «Основый электроники».
7. О.П.Михаилов «Электрические аппараты»:М.,машинастроение,1982.
8. М.Г.Чилин «Объший курс электротехники» М.;энергия,1981.
9. А.В.Френке «Электрические измерение» М.;энерге,1980.
10. http//www/referat.ru./dowland/2674.zip
11. http//www/ref. exponenta. ru./05.zip
12. http//www/electronica.com
13. electronic@gmail.com
14. http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm Дубовицкий Г.П. Трансформаторы
15. ↑ http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm Дубовицкий Г.П. Трансформаторы
16. ↑ Winders Power Transformer Principles and Applications. — С. 20–21.
17. Основы теории цепей, Г. И. Атабеков, Лань, С-Пб.,-М.,-Краснодар, 2006.
18. Электрические машины, Л. М. Пиотровский, Л., «Энергия», 1972.
19. Кислицын А. Л. Трансформаторы: Учебное пособие по курсу «Электромеханика».- Ульяновск: УлГТУ, 2001. — 76 с ISBN 5-89146-202-8
20. Силовые трансформаторы. Справочная книга/Под ред. С. Д. Лизунова, А. К. Лоханина. М.:Энергоиздат 2004. — 616 с ISBN 5-98073-004-4
21. Электрические машины: Трансформаторы: Учебное пособие для электромех. спец. вузов/Б. Н. Сергеенков, В. М. Киселёв, Н. А. Акимова; Под ред. И. П. Копылова. — М.: Высш. шк., 1989—352 с ISBN 5-06-000450-3
22. Электрические машины, А. И. Вольдек, Л., «Энергия», 1974.
23. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. — М.: Энергия, 1981—392 с.
24. Конструирование трансформаторов. А. В. Сапожников. М.: Госэнергоиздат. 1959.
25. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. П. М. Тихомиров. М.: Энергия, 1976. — 544 с.
1. Ю.М.Борисов,Д.Н.Липатов,Ю.Н.Зорин «Электротехника».
2. В.С.Попов,Н.Н.Мансуров,С.А.Николаев «Электротехника».
3. В.Н.Дулин «Электронные приборы».
4. С.В.Кошелеев «Монтаж оборудование электропитаюших устоновок связи».
5. А.Б.Бородин,В.М.Ломакин «Справочник мощные полупроводниковые приборы-транзисторы».
6. И.П.Жеребцов «Основый электроники».
7. О.П.Михаилов «Электрические аппараты»:М.,машинастроение,1982.
8. М.Г.Чилин «Объший курс электротехники» М.;энергия,1981.
9. А.В.Френке «Электрические измерение» М.;энерге,1980.
10. http//www/referat.ru./dowland/2674.zip
11. http//www/ref. exponenta. ru./05.zip
12. http//www/electronica.com
13. electronic@gmail.com
14. http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm Дубовицкий Г.П. Трансформаторы
15. ↑ http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm Дубовицкий Г.П. Трансформаторы
16. ↑ Winders Power Transformer Principles and Applications. — С. 20–21.
17. Основы теории цепей, Г. И. Атабеков, Лань, С-Пб.,-М.,-Краснодар, 2006.
18. Электрические машины, Л. М. Пиотровский, Л., «Энергия», 1972.
19. Кислицын А. Л. Трансформаторы: Учебное пособие по курсу «Электромеханика».- Ульяновск: УлГТУ, 2001. — 76 с ISBN 5-89146-202-8
20. Силовые трансформаторы. Справочная книга/Под ред. С. Д. Лизунова, А. К. Лоханина. М.:Энергоиздат 2004. — 616 с ISBN 5-98073-004-4
21. Электрические машины: Трансформаторы: Учебное пособие для электромех. спец. вузов/Б. Н. Сергеенков, В. М. Киселёв, Н. А. Акимова; Под ред. И. П. Копылова. — М.: Высш. шк., 1989—352 с ISBN 5-06-000450-3
22. Электрические машины, А. И. Вольдек, Л., «Энергия», 1974.
23. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. — М.: Энергия, 1981—392 с.
24. Конструирование трансформаторов. А. В. Сапожников. М.: Госэнергоиздат. 1959.
25. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. П. М. Тихомиров. М.: Энергия, 1976. — 544 с.
Жоспары.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
І.Негізгі
бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .6
1.1. Трансформаторлардың қолданылу
аймақтары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..6-8
1.2. Трансформатордың құрылысы және жұмыс парқы ... ... ... ... ... ... ...9-
10
1.3. Трансформатор орамаларының ЭҚК-
і ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .11-12
1.4. Жүксіз трансформаторлардығы электромагниттік үрдістер ... ... ...13-16
1.5. Жүктемелі трансформатордағы электомагниттік үрдістер ... ... ... .17-
19
1.6. Трансформатордың орын басарлық сұлбасы және векторлық
диаграммасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ...20-2 8
1.7.Үш фазалы трансформатордың
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29-31
1.8. Трансформаторларды жұмысқа параллель қосу шарттары ... ... ... .32-35
ІІ.Есептеу
бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... 36
2.1.Трансформатордың орам сандарын және трансформаторды
сипаттайтын негізгі параметрлерді
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36-37
Қорытынды
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... .38
Пайдаланған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...39
Кіріспе
Трансформатор электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және
кернеуді реттеуге арналған электромагниттік құрылғы. Трансформатордың
қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі шығынын азайту және
сымдық материялды үнемдеу мақсатынан келіп туған.
Трансформаторларды құру үшін алдымен трансформатор жасалатын материялдарды
зерттеп ұғыну керек болатын,мысалы:металл емес және металл,металдың
магниттік қасиетін және оның жасалу теориясын білу керек еді. Алдымен осы
бағытта жұмыс жүргізген Мәскеу университетінің профессоры А.С.Столетовтың
жұмысы,ол гистерезис түйіні мен ферромагниттің құрылымын ойлап тапты.
Гопкинсондар әулеті электромагнит тізбегін ойлап тапты.
Ал 1831 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей электромагниттік
индукцияны,трансформатордың электрлік жұмысын зерттеп тапты. Болашақ
трансформатордың схемалық көрінісі ең алғаш 1831 жылы Фарадей мен Генридің
жұмыстарында пайда болды. Бірақ кейіннен ол екі физиктің де жұмыстарында
кернеу мен тоқ туралы еш бір теориялық шешімдер болмаған бірақ айнымалы
тоқтың трансформация құбылысы жасалған. 1848 жылы француз механигі
Г.Румкорв индукциялық ктушканы ойлап тапты және сол ктушка алғашқы
трансформатордың бастамасы болды.
Трансформаторлар 1831 жылдан бастап біздің күнделікті өмірімізде үлкен орын
алды. Трансформатормен біз жергілікті жерлердегі тоқ шамасын реттеп отыруға
қолданамыз,онсыз қазіргі кедегі еш бір электллік техника іске жарамсыз
болар еді. Соның көмегімен біз өзімізге керек етіп тұрған кернеу мен тоқты
аламыз.
Қазіргі кезде біздің қолданып жүрген трансформаторлдарды бұрынғы СССР
кезінде қабырғасы қаланған Московский электрозавод өндірісінің өнімін
пайдаланамыз. Трансформаторлардың түрлері өте көп: күшейткіш
тансформатор,төмендеткіш трансформатор,авто трансформатор,пик
трансформатор,тоқ трансформаторы,кернеу трансформаторы,импульстік
трансформатор,бөлгіш трансформатор және т.б. болып бөлінеді.
І. Негізгі бөлім
1.1. Трансформаторлардың қолданылу аймақтары
Трансформаторды пайдалану.
Трансформатор электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және
кернеуді реттеуге арналған электромагниттік құрылғы.
Трансформатор сөзі латынша түрлендіру деген ұғымды білдіреді.
Қазіргі түрдегі трансформаторларды мадияр оқымыстылары М.Дери,О.Блати
және К.Циперновскийлер 1885 жылдары ойлап шығарған.
Трансформатордың қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі
шығынын азайту және сымдық материялды үнемдеу мақсатынан келіп туған.Оны
мынадай қарапайым мысалдан айқын көруге болады.
Қуаты S=10кВА электр энергиясын l км қашықтыққа генератордың
кернеуімен,яғни U1=10кВ кернеумен әуе желісі арқылы жеткізу керек болсын.
Желі сымымен жүретін тоқ
Тоқтың тығыздығын =2Амм2 деп алса,мұндай тоқ үшін көлденең
қимасының ауданы
q1
сым керек болады.
Егер осы электр энергиясын сол қашықтыққа U2=110кВ кернеумен
жеткізетін болса,онда тоқ күші
Мұндай тоқ үшін,қабылдап алған тоқ тығыздығында,сымның көлденең
қимасының ауданы
Бірінші нұсқа үшін кг сым керек болса,екінші нұсқа үшін
кг сым керек болады.Мұндағы G1,G2-сәйкесті нұсқадағы сымның массалары да,ал
-сым материялының үлесті тығыздығы.Егер осы екі нұсқадағы сым
массаларының қатынасын анықтаса
немесе
Бұл кернеудің деңгейін арттырса,тоқтың азаюына байланысты жіңішке сым
алуға,ендеше желілік сымның массасын азайтуға болатынын көрсетеді.
Сыммен тоқ жүрген кезде ол қызады: мұнда электр энергиясы жылу
энергиясына түрленеді де электр қабылдағышқа жетпей электр желісінің
бойында шығындалады.Белгілі өрнектер бойынша бірінші дәне екінші нұсқаларда
шығындалған энергия қуаты
және
мұндағы: бірінші және екінші нұсқалардағы шығындалған энергияның
қуаты;
-сым материялының меншікті кедергісі.
Осы екі тетіктен шығындалған қуаттардың ара қатынасы
немесе
Бұдан кернеудің деңгейін арттырса,сымдағы тоқтың азаюуына
байланысты,ондағы электр байланысты,ондағы электр энергиясының шығынының
азаятындығы көрініп тұр.
Сонымен,егер электр энергиясын алысқа беруде кернеудіңдеңгейін
көтерсе,онда желіде энергияның шығыны азаяды және сымдық материял
үнемделеді.Осы мақсатта кернеудің деңгейін реттеу үшін трансформатор ойлап
табылған.
Өндірістің және техниканың дамуына байланысты номинал кернеуі әр
түрлі құрылғылар пайда болды: 50-70 В-тік пісірістіру тансформаторлары,12-
40 В-тік апаттық жарықтандыру шамдары,түолендіргіштер,электрондық
құрылғылар және т.б.Осы құрылғылардың барлығында да трансформатор
пайдаланады.Электр өлшеуіш жұмыстарында жоғарғы кернеулер мен үлкен
тоқтарды өлшеу үшін өлшеуіштік трансформаторлар қолданады.
Электрмен жабдықтау жүйелерінде,электр тораптарында қолданатын
трансформаторларды күштік трансформаторлар деп атайды.Электр стансияларында
кернеуді жоғарлатқыш күштік трансформатор қойылса,электр қабылдағыштар
қасында төмендеткіш күштік трансформаторлар қолдалынады.Өйткені электр
қабылдағыштар мен генераторлар 10кВ кернеуге дейін ғана есептеліп
жасалаған.Әдетте генераторлардың кернеуі 6,3 немесе 10,5 кВ болады.Бұл
кернеулер желідегі энергияның шығыны үлкен және көп мөлшерде сымдық
материял керек болатындықтан,электр энергиясын алысқа беруге
жарамайды.Сондықтан трансформаторлардың кернеулері әртүрлі және
генераторлардың кернеуіне қарағанда әлдеқайда жоғары болады.(6,1-кесте)
Номинал кернеулер мәндері
Күштік трансформаторлардың қуаты 10 кВА-ден 1 млн.кВА-ге дейін барады
және мәндері стандартталған болады.
Қуаты аз трансформаторлар негізінен әртүрлі тұрмыстық электрлік
аспаптарда, радиотехникада және автоматикада қолданады.
1.2. Трансформатордың құрылысы және жұмыс парқы.
Трансформаторларлар оларға берілетін кернеулердің санына қарай бір
фазалы және үш фазалы,кернеуді түрлендіруіне қарай жоғарлатқыш және
төмендеткіш болып бөлінеді.
Трансформаторлар әртүрлі міндет атқарғанымен олардың негізгі құрылысы
және әрекеттік парқылары бірдей.Сондықтан трансформаторлардың әрекеттік
парқын және әртүрлі жұмыс әлпілерін бір фазалы трансформатор арқылы
қарастыруға болады.
А)
6,1 сурет. Бір фазалы трансформатордың сұлбылық құрылысы (а( мен шартты
белгілері (б,в).
Трансформатор ферромагнитті магнит өткізгіш өзектен және кем дегенде
екі орамадан тұрады.(6,1 сурет).Орамалар трансформатордың түріне қарай
өзекте бірінің үстіне екіншісі,қатар немесе әр жерге орналасуы мүмкін.
Орамалардың бірі кернеу көзіне қосылады да біріншігәр орама деп,ал
екіншісінің қысқыштарына электр қабылдағыштар қосылады да екіншігәр орама
деп аталады.Орамалардың орамдары бір-бірінен және өзектен оқшауланған.
Өзек қалыңдығы 0,3...0,5 мм трансформаторлық болат парақшалардан
жиналған.Энергияның өзектегі шығынын азайту үшін парақшалар бір-бірінен
және орамалардан лакпен оқшауланған.
Біріншігәр ораманы айнымалы кернеу көзіне қосқан кезде онымен
айнымалы тоқ жүреді де,ораманың айналасында айнымалы магнит өрісі пайда
болады,яғни магнит өрісі қоздырылады.Ал ферромагниттік өзек осы өрісте
тұрғандықтан магниттеніп,ораманың магнит өрісін күшейтеді және электр
энергиясын магнит өрісінің энергиясына түрлендіру арқылы екіншігәр орамаға
жеткітіп береді.
Айнымалы магнит ағыны екіншігәр ораманы қиып өтіп жататындықтан
электромагниттік индукция заңы бойынша онда айнымалы ЭҚК тудырады:
е2w*dФdt
мұндағы: w2-екіншігәр ораманың орам саны; dФdt –магнит ағынының өзгеру
жылдамдығы. Өзектегі магнит ағыны өзін қоздырған біріншігәр ораманы да қиып
өтетіндіктен онда өздік индукция ЭҚК-і пайда болады.
Трансформатор тек қана айнымалы тоқ тізбегіне жұмыс істей алады,яғни
айнымалы кернеуді ғана түрлендіреді.Себебі тұрақты тоқ тұрақты магнит
өрісін қоздырады,ал тұрақты магнит өрісі қозғалмай тұрған орамада ЭҚК
тудырмайды.
Трансформатордың өзегі тек қана ферромагнитті материялдан
жасалады,өйткені ферромагнит емес материял (алюминий,мыс,қола)
магниттенбейді,сондықтан ол магнит өткізгіш бола алмайды.
1.3. Трансформатор орамаларының ЭҚК-і.
Трансформатор орамасы
Трансформатордың біріншігәр орамасы айнымалы кернеу көзіне қосқанда
өзекте пайда болатын айнымалы магнит өрісі екіншігәр орамада өзара индукция
ЭҚК-ін тудырады.(6,2 сурет).
6,2-ші сурет. Бос жүріс әлпіндегі бір фазалы трансформатордың сұлбасы.
Электромагниттік индукция заңы бойынша орамалардың әрбір орамында
пайда болатын ЭҚК
(6,1)
Өзектегі магнит ағыны синусоидал болатындықтан,яғни
Ф=Фmsint, (6,2)
орамда пайда болатын ЭҚК
sin (6,3)
мұндағы ЭҚК-тің амплитудасы
(6,4)
(6,3) теңдігі әрбір орамадағы ЭҚК-тің синустың заңдылығымен өзгеретінін
және магнит ағынынан 900-қа қалып отыратынын көрсетеді.
Егер (6,4) теңдігінің екі жағын да -ге бөлсе,онда ЭҚК-тің
әрекеттік мәнін магнит ағынынң амплитудасымен байланыстыратын өрнек
алынады:
тf f (6,5)
мұндағы f-трансформаторға берілген кернеудің (біріншігәр орамадағы
тоқтың,өзектегі магнит ағынының жиілігі).
Бұл орамалардың бір орамында ғана пайда болатын ЭҚК. Егер ЭҚК-тің осы
мәнін орам сандарына көбейтсе (орамдар бірізді жалғанған) біріншігәр және
екіншігәр орамалардың ЭҚК-тері
w1fФт , (6,6)
w2fФт , (6,7)
мұндағы Е1 ,Е2-біріншігәр және екіншігәр орамалардың ЭҚК-тері; w1, w2-
біріншігәр және екіншігәр орамалардың орам сандары.
(6,6) және (6,7) тендіктерінен орамаларда пайда болатын ЭҚК орам
санына,магнит ағынының амплитудасына және магнит өрісінің өзгеру жиілігіне
байланысты деп тұжырым жасауға болады. Былайша айтқанда орамадағы ЭҚК орама
санының ұзын-қысқалығына,магнит өрісінің күшті не әлсіздігіне және магнит
өрісі орамаларды қандай жылдамдықпен қиып өтіп жататындығына байланысты.
1.4. Жүксіз трансформаторлардығы электромагниттік үрдістер.
Трансформатордың біріншігәр орамасы кернеу көзіне қосылғанда
екіншігәр орамасы,электр қабылдағыш қосылмай (6,2 суреттегідей) ағытылуы
тұрған болса (екіншігәр ораманың тоғы I2=0) онда трансформатордың мұндай
жұмыс әлпінбос жүріс деп атайды.
Трансформатор орамаларының тоғы,әсіресе бос жүріс кезінде ферромагнит
өзектің әсерінен таза синусойдал болмайды.Бірақ трансформатордың жүгі
артқан сайын оның бейсинусойдалдығы азаяды. Сондықтан көбіне жүктемелі
трансфориатордың тоғы оған эквивалентті синусойдал тоқпен алмастырылады.
Трансформатордың электрлік күйіни білу үшін біріншгігәр және
екіншігәр орамалардың тізбектері үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша
теңдіктер жазу керек. ЭҚК-тің бағыттары тоқтың бағытымен сәйкес келеді,
екіншігәр ораманың өнбойында
R1Iб=-E1-E1ш (6,8)
екіншігәр ораманың өнбойында
=Е2 (6,9)
мұндағы: U1- біріншігәр ораманың кернеуі ; R1 - біріншігәр ораманың активті
кедергісі : Iб- біріншігәр ораманың бос жүріс тоғы: E1ш-осы орамадағы
шашыранды ЭҚК: U2б- екіншігәр ораманың бос жүріс кернеуі.
Трансформатордың бос жүріс тоғы номинал тоғынан әлдеқайда аз
болатындықтан кедергідегі кернеудің түсуін және шашыранды ЭҚК-ті
ескермесе,онда жуықтап біріншігәр ораманың кернеуі онда пайда болатын ЭҚК-
пен теңгеріледі деуге болады:
(6,10)
Бұл теңдік энергияны шығындайтын идеал трансформатор үшін ғана
орынды.
Жалпы алғанда (6,9) және (6,10) теңдіктері бос жүрісті
трансформаторда біріншігәр ораманың ЭҚК-інің оның кернеуіне тең екенін
көрсетеді.
Егер (6,10) және (6,9) теңдіктерінің қатынасын алса және ЭҚК-тердің
орнына (6,6) және (6,7) теңдіктерінен олардың мәндерін қойса,онда
U1= к (6,11)
яғни трансформатордың бос жүріс әлпінде бірінші гәр ораманың кернеуінің
екіншігәр ораманың кернеуіне және осы орамалардың орам сандарының
қатынасына тең болады. Орам сандары тұрақты шама болғандықтан олардың
қатынасы к да тұрақты болады.Бұл шаманы трансформация коэфициенті деп
атайды. Трансформация коэфициенті орамалардың орам сандарына байланысты
екіншігәр кернеудің бірінші гәр кернеуге қарағанда қанша есе азайып не
көбейетінін көрсетеді.
Трансформатордың бос жүріс әлпіндегі параметрлерін анықтау үшін әдейі
тәжірибе жүргізіледі.Бұл тәжірибені бос жүріс тәжірибесі деп атайды. Бос
жүріс тәжірибесінде біріншігәр орамаға оның номинал кернеуі беріледі де,ал
екіншігәр орамаға ағытулы болады (6,3-сурет). Сондықтан бос жүріс әлпінде
бірінші гәр ораманың кернеуі U1= U1н, тоғы I1=Iб, ал екінші гәр ораманың
кернеуі U2=U2б=Е2, тогы I2=0.
Бірінші гәр ораманың тізбегіндегі ваттетр трансформатордың электр
көзінен алатын қуатын көрсетеді: Р=Рб , мұны бос жүріс қуаты немесе бос
жүрістік қуат деп те атайды.Бұл энергия негізінен өзекті қыздыруға
шығындалады, өйткені бос жүріс тоғы аз болатындықтан орамалар аз болады.
Сондықтан оны ескермеуге болады.
Өзектің қызуы оның қайталап магниттенуі мен онда пайда болатын
құйынды тоқтардың әрекетінің нәтижесі. Қайталап магниттену мен құйынды
тоқты тудыратын айнымалы магнит ағыны өрнегі бойынша ьойынша біріншігәр
кернеуден ғана тәуелді.Ал біріншігәр кернеудің мәні тұрақты болып
қалатындықтан магнит ағыны да тұра және оның номинал мәніне тең.Ендеше
өзектегі энергияның шығыны да тұрақты мәнге ие болады,ал оның шамасы
бріншігәр кернеуге және трансформатордың параметрлеріне байланысты.
6,3-сурет. Бос жүріс тәжірибесінің сұлбасы.
Суретте трансформатордың екіншігәр кернеуін өлшеу үшін оған вольтметр
қосылған,бірақ вольтметрдің ішкі кедергісі өте үлкен болатындықтан онымен
жүретін тоқ өте аз болады. Сондықтан вольтметрдің қосылғаны екіншігәр
ораманың ажырап тұрғанымен бірдей.Жалпы алғанда өлшеуіш аспапттары
тізбектің электрлік күйіне әсер етпейді деп қабылданады,яғни тібкетің
кернеуі,тоғы,қуаты т.б. шамалары өзгермейді.
Электорлық құрылғылар мен қондырғыларды қорек көзімен қосатын тізбекті
күштік тізбек,ал басқару аппараттарының тізбегін басқару тізбегі деп
атайды.Күштік тізбекпен үлкен ток жүрсе,басқару тізбегімен әлсіз ток
жүреді.Сондықтан күштік тізбектердегі түйіскілер жүктік үлкен тоққа
есептеліп жасалады.Ток жүрген кезде түйіскілер қызады және ол түйістік
кедергіден тәуелді болады.Түйістің кедергісі түйісу бетінің
ауданына,түйіскілердің қаншалықты қысылғандығына,түйіскілердің затына
(материялына) байланысты.Түйіскілерді әдетте,мыстан,күміс жалатқан мыстан
және металл-керамикадан жасайды.Жалпы алғанда,түйіскілердің рауалық қызуы
100-1200С-қа тең деп алынады.
Түйіскілер ажырай бастағанда,олардың түйісу бетінің ауданы
азайып,кедергісі өседі.Сондықтан түйісте тоқтың тығыздығы өседі.Бұл
түйіскілердің қатты қызуына,түйіскі материялының булануына және түйіскілер
арасындағы ауаның ионданып,электрлік доғаның пайда болуына әкеп
соғады.Коммутацияның заңдары бойынша ток лезде сөніп
қалмайтындықтан,электрлік доға түйіскілерді балқытып,істен шығаруы
мүмкін.Сондықтан күштік тізбектердегі аппараттарда түйіскілерді доға
сөндіргіштермен жабдықтайды.Олардың жұмыс істеу парқы әртүрлі тәсілдерге
негізделген:доғаны саңылаулар арқылы өткізіп,үзіп-үзіп сөндіру;түйіскілерді
майдың ішіне орналастыру;ауамен үрлеу;түйіскілерді вакуумда орналастыру;
т.с.с.
6.24-сурет. Пісірістіру доғасының вольт-амперлік сипаттамасы.
Доғаны болдырмау үшін шала өткізгішті аспаптарға негізделген құрылғылар да
қолдалынады.Мысалы,6,24-суретте келтірілген сұлбада VS1және VS2
тиристорлары S түйіске параллель жалғанған.Сондықтан түйіс тұйықталып
тұрған кезде тиристорлармен тоқ жүрмейді.Ал түйіс ажырап тұрғанда,яғни тоқ
жоқ кезде тиристорлар жабық болады,өйткені оларды ашатын сигнал жоқ.
Аппарттардың электро магниттік механизмі көптеген басқару аппараттарының
жұмысы электромагниттің әрекетіне негізделген.Әдетте аппараттарда
қодалынатын электромагниттік механизм (6,24-суретте) қозғалмаитын
мойынтұрық пен қозғалмалы якорьден және мойынтұрыққа оралған шпрғыдан
тұрады.Серіппенің серпімділігінің әсерінен якорь мойынтұрықпен саңылау
жасап орналасады.
Шарғымен тоқ жүргенде өзекте магнит өрісі қоздырылады да,саңылау
тұсында мойынтұрық пен якорьде пайда болатын аттас емес магнит полюстері
якорьді мойынтұрыққа тартатын күш тудырады.
Шарғыға тұрақты тоқ берсе,ол шарғының кедергісіндегі кернеудің
түсуі мен өздік индукция ЭҚК-інің қосындысымен теңгеріледі.
U=Ri+Ldidt,
1.5. Жүктемелі трансформатордағы электомагниттік үрдістер
Екіншігәр орамаға электр қабылдағыш қосса (6,5-сурет) онда орама мен
ток жүріп,магнит өрісі қоздырылады.Сондықтан өзектегі толық магнит өрісінің
қабаттасқан әсерлерінің нәтижесінде қалыптасады.Олай болса өзектегі магнит
ағыны
(6,18)
мұндағы: Ф1-біріншігәр ораманың тоғы қоздырған магнит ағыны; Ф2-екіншігәр
ораманың тоғы қоздырған магнит ағыны.
Егер шашыранды ЭҚК-ті және өзекті энергияның шығынын ескермесе (6,10)
теңдігі бойынша бос жүріс әлпінде
u1н=-e1=w1
Егер осы теңдіктен магнит ағынын анықтаса,онда
dФб=u1нdt (6,20)
6,5-сурет.Жүктемелі трансформатордың сұлбасы.
Біріншігәр ораманың кернеуі тұрақты шама болғандықтан (6,20) теңдігі
бойынша бос жүріс кезіндегі магнит ағыны да тұрақты шама болады. Егер
жүктелген трансформаторда да біріншігәр кернеудің мәні тұрақты,яғни кернеу
көзінің қуаты өте үлкен және желідегі кернеудің түсуі өте аз деп алса,онда
магнит ағыны да тұрақты болады.Ендеше жүктемелі трансформатордың магнит
ағыны оның бос жүріс әлпіндегі магнит ағынына тең:
(6,21)
мұнадағы Rмб-бос жүріс әлпіндегі біріншігәр ораманың магнит тізбегінің
магниттік кедергісі.
Магнит ағыны тұрақты болғандықтан оның осы мәнінде өзектің магниттік
өтімділігі де тұрақты болады.Сондықтан магниттік кедергіні де тұрақты деп
аламыз, яғни Rмб=Rм1=Rм2, (6,19) және (6,21) теңдіктерінен магнит ағынының
мәндерін (6,18) теңдігіне қойса
w1Iб=w1I1+w2I2 (6,22)
Бұл теңдік трансформатордың магниттік күйінің теңдеуі деп
аталады.Трансформатордың магниттік күйінің теңдеуі бойынша оның бос жүріс
әлпіндегі магнит қозғаушы күші жүктемелі әлпіндегі магнит қозғаушы күшіне
тең, яғни біріншігәр ораманың бос жүрістік магнит қозғаушы күші бірінішігәр
және екіншігәр орамалардың бос жүрістік магнит қозғаушы күштерінің
алгебралық қосындысына тең.Бұдан трансформатор өзегіндегі магнит ағыны
жүктің өзгеруіне қарамастан тұрақты болып қалады және бос жүріс әлпіндегі
мінін сақтайды деген қорытынды туады.
Ленц заңы бойынша екіншігәр ораманың магнит ағыны біріншігәр ораманың
магнит ағынына қарама-қарсы болады. Сондықтан екіншігәр ораманың ағыны
магнит ағынын азайтады.Егер магнит ағыны азайса,біріншігәр ораманың ЭҚК-ші
де азайады.Бұл (6,10) өрнегіндегі кернеумен ЭҚК-тің теңдігінің бұзылуына
әкеп соғады.Бірақ олай болуы мүмкін емес,өйткені біріншігәр кернеудің мәні
тұрақты.Ендеше ЭҚК азайған кезде біріншігәр ораманың тоғы өседі де магнит
қозғаушы күштің және магнит ағынының азаюының орнын толтырып отырады.Сөйтіп
екіншігәр ораманың тоғы өскен сайын біріншігәр ораманың тоғы да өсіп
отырады.
Бос жүріс тоғы аз болғандықтан оны нөлге тең деп алып ,(6,23)
теңдігінен трансформация коэффициентін жуықтап тоқтар арқылы да табуға
болады:
(6,25)
Біріншігәр және екіншігәр орамалардың тізбектері үшін Кирхгофтың
екінші заңы бойынша жазылған теңдеулер трансформатордың электрлік күйінің
теңдеулері деп аталады. Біріншігәр және екіншігәр орамалардың өнбойларында
U1-R1I1=-E1-E1ш, (6,26)
U2+R2I2=E2+E2ш, (6,27)
мұндағы: R1,R2 –бірінішігәр және екіншігәр орамалардың активті кедергілері;
E1 ,E2-осы орамалардағы шашыранды ЭҚК-тер.
Шашыранды ЭҚК-тер реактивті кедергілердегі кернеудің түсуімен
теңгерілетіндіктен
E1ш=-jX1I1,
E2ш=-jX2I2,
мұндағы: X1 ,X2-біріншігәр және екіншігәр орамалардың шашыранды ЭҚК-тері
туғызған тоққа көрсететін реактивті кедергілері.
Шашыранды ЭҚК-тердің осы мәндерін (6,26) және (6,27) теңдіктеріне
қойса
U1=-E1+(R1+jX1) I1=-E1+Z1I1, (6,28)
U2=-E2+(R2+jX2) I2=-E2+Z2I2, (6,29)
мұндағы біріншігәр және екіншігәр орамалардың толық кедергілері
Z1=R1+jX1,
Z2=R2+jX2.
(6,28)және (6,29) теңдіктері трансформатордың электрлік күйінің теңдеулері
тболып саналады.Бұл теңдеулер біріншігәр ораманың электр қабылдағыш ретінде
(U2E2) жұмыс істейтіндігін көрсетеді.Біріншігәр орамаға берілген кернеу
ораманың ЭҚК-і мен осы ораманың кедергісіндегі кернеудің түсуінің
қосындысымен теңессе,екіншігәр ораманың ЭҚК-і оның қосқыштарындағы кернеу
мен кедергісіндегі кернеудің түсуінің қосындысы мен теңеседі.
1.6. Трансформатордың орын басарлық сұлбасы және векторлық
диаграммасы.
Трансформатордың орын басуындағы параметрлерді түзету схемасы.
Трансформатордағы физикалық үрдістерді және оның шамаларының
арасындағы фазалық қатынастарды түсіну үшін трансформатордың орынбасарлық
сұлбасы мен векторлық диаграммасының мағызы зор.
6,6-сурет. Трансформатордың баламалы (а) және Т-тәрізді орынбасарлық (б)
сұлбалары.
Трансформатордың орынбасарлық сұлбасы мен векторлық диаграммасы оның
магниттік және электрлік куүйлерінің теңдеулеріне,яғни (6,22),(6,24),(6,28)
және (6,29) өрнектеріне сүйене отырып тұрғызылады.
Трансформатордың бірінішігәр орамасы арқылы энергия қабылдаса
екіншігәр орамасы арқылы электр қабылдағышқа энергия береді.Бірақ электр
көзінен алынған энергия электр қабылдағышқа түгелдей жетпейді.Өйткені жұмыс
кезінде трансформатордың орамалары мен өзегінің қызатыны белгілі. Олай
болса трансформаторға берілген электр энергиясының белгілі бір бөлігі
орамалар мен өзекте шығындалады.
Трансформатордың пайдалы әсер коэфициенті оның электр қабылдағышқа
берген қуатының электр торабынан қабылдаған қуатына қатынасына тең,яғни
, (6,35)
мұндағы: Р1,Р2-біріншігәр және екіншігәр орамалардың қуаты; -қуаттың
шығыны.
Трансформатордағы қуаттың шығыны орамалар мен өзектегі қуаттың
шығынына тұрады:
,
мұндағы:Р10,Р20 -біріншігәр және екіншігәр орамалардағы қуаттың шығыны; Р0-
өзектегі қуаттың шығыны.
Трансформатордың пайдалы әрекет коэфициенті ондағы шығынның аз
болуына байланысты өте жоғары болады,мысалы,күштік трансформаторларда
0,98...0,99-ға дейін барады. Шығынның мөлшері қолдалынған материялдың
қасиетіне және трансформатордың жиналу сапасына байланысты.
6,11-сурет. Трансформатордың пайдалы әрект коэфициентінің жүктемеден
тәуелділігі.
Шығынның мөлшеріне ферромагнит өзектің парақшаларының орналасуы,оқшауы және
олардың болтпен қаншалықты тарттырылғандығы да үлкен әсер етеді.
Өзектегі шығын Рб тұрақты болғанмен орамалардағы шығын Рқ тоқ
өскен сайын көбейе беретіндіктен пайдалы әрекет коэфициентінің жүктің
мөлшеріне байланысты максимумдық мәні болады.
Электрмен жабдықтауда қолдалынатын күштік трансформаторлар
негізінен үш фазалы болады. Үш фазалы трансформаторда үш біріншігәр және үш
екіншігәр орамалар үш тармақты өзекке орналасқан (6,12
сурет).Трансформаторларға берілетін және одан шығатын кернеудің атына
сәйкесті бірінішігәр орамалардың қысқыштарын А,В,С (бастары) X,Y,Z
(аяқтары) деп,ал екіншігәр орамаларда а,в,с (бастары) және x,y,z (аяқтары)
деп белгіленеді.Орамалар әдетте фаза деп аталады: А фаза,В фаза, С фаза.
Өзек жоғарыда айтылғандай арнаулы трансформаторлық болаттан жасалған: олар
қалыңдығы 0,3...0,5мм парақшалардан жинастырылған; парақшалар бір-біріне
лакпен оқшауланған.Бір фазаның біріншігәр және екіншігәр орамалары бір
өзекке орналасқан.
6,13-сурет. Күштік трансформатордың сұлбалық құрылысы:
1-жоғары және төменгі кернеулік оқшаулағыштар;
2-кеңейткіш теңек; 3-үш шыпталы өзек;
4-тенек; 5-радиатор; 6-орамалар;
7-май; 8-сыналар мен тіреуіштер.
Магнит өткізгіштің орамалары орналасқан бөлігін шыпта (1) деп,ал олардың
ұштарын (2) мойынтұрық деп атайды.
Орамаларға үш фазалы симетриялы кернеу берілетіндіктен қоздырылатын
магнит өрістерінің манеит ағындары да симетриячлы болады. Сондықтан олардың
алгебралық қосындысы әрбір мезетте нөлге тең болады:
Фа+Фв+Фс=0.
Осындай амплитудалары өзара тең,бірақ фазалары 1200-қа ығысқан үш
магнит ағыны үш екіншігәр орамада мәндері өзаратең,бірақ фазасы 1200-қа
ығысқан үш ЭҚК тудырады.
Трансформаторлардың жұмыс кезінде қызатыны және оның себептері
белгілі.Қолдалынған оқшаудың түріне қарай трансформаторлар үшін МСт олардың
мөлшері қызу тамператураларын бекіткен. Егер трансформатордың температурасы
онгың мөлшерлі температурасынан асып кетсе орамалар мен өзектердің оқшауы
иез тозады да трансформатордың істен шығып қалуы мүмкін. Сондықтан
салқындату үшін және орамалардың оқшауын жақсарту күштік трансформаторларды
арнаулы трансформатор майы құйылған тенекке (4) садып қояды (6,13 сурет).
Май (7) қызған кезде көлемін ұлғайтатындықтан және газ шығарып
тұратындықтан май құйған тенектің үстіне кеңейткіш тенек (2)
орналастырылады һәм газдан қорғайтын реле қояды. Май қызып көлемін
ұлғайтқан кезде артық май түтік арқылы сол ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
І.Негізгі
бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .6
1.1. Трансформаторлардың қолданылу
аймақтары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..6-8
1.2. Трансформатордың құрылысы және жұмыс парқы ... ... ... ... ... ... ...9-
10
1.3. Трансформатор орамаларының ЭҚК-
і ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .11-12
1.4. Жүксіз трансформаторлардығы электромагниттік үрдістер ... ... ...13-16
1.5. Жүктемелі трансформатордағы электомагниттік үрдістер ... ... ... .17-
19
1.6. Трансформатордың орын басарлық сұлбасы және векторлық
диаграммасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ...20-2 8
1.7.Үш фазалы трансформатордың
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29-31
1.8. Трансформаторларды жұмысқа параллель қосу шарттары ... ... ... .32-35
ІІ.Есептеу
бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... 36
2.1.Трансформатордың орам сандарын және трансформаторды
сипаттайтын негізгі параметрлерді
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36-37
Қорытынды
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... .38
Пайдаланған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...39
Кіріспе
Трансформатор электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және
кернеуді реттеуге арналған электромагниттік құрылғы. Трансформатордың
қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі шығынын азайту және
сымдық материялды үнемдеу мақсатынан келіп туған.
Трансформаторларды құру үшін алдымен трансформатор жасалатын материялдарды
зерттеп ұғыну керек болатын,мысалы:металл емес және металл,металдың
магниттік қасиетін және оның жасалу теориясын білу керек еді. Алдымен осы
бағытта жұмыс жүргізген Мәскеу университетінің профессоры А.С.Столетовтың
жұмысы,ол гистерезис түйіні мен ферромагниттің құрылымын ойлап тапты.
Гопкинсондар әулеті электромагнит тізбегін ойлап тапты.
Ал 1831 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей электромагниттік
индукцияны,трансформатордың электрлік жұмысын зерттеп тапты. Болашақ
трансформатордың схемалық көрінісі ең алғаш 1831 жылы Фарадей мен Генридің
жұмыстарында пайда болды. Бірақ кейіннен ол екі физиктің де жұмыстарында
кернеу мен тоқ туралы еш бір теориялық шешімдер болмаған бірақ айнымалы
тоқтың трансформация құбылысы жасалған. 1848 жылы француз механигі
Г.Румкорв индукциялық ктушканы ойлап тапты және сол ктушка алғашқы
трансформатордың бастамасы болды.
Трансформаторлар 1831 жылдан бастап біздің күнделікті өмірімізде үлкен орын
алды. Трансформатормен біз жергілікті жерлердегі тоқ шамасын реттеп отыруға
қолданамыз,онсыз қазіргі кедегі еш бір электллік техника іске жарамсыз
болар еді. Соның көмегімен біз өзімізге керек етіп тұрған кернеу мен тоқты
аламыз.
Қазіргі кезде біздің қолданып жүрген трансформаторлдарды бұрынғы СССР
кезінде қабырғасы қаланған Московский электрозавод өндірісінің өнімін
пайдаланамыз. Трансформаторлардың түрлері өте көп: күшейткіш
тансформатор,төмендеткіш трансформатор,авто трансформатор,пик
трансформатор,тоқ трансформаторы,кернеу трансформаторы,импульстік
трансформатор,бөлгіш трансформатор және т.б. болып бөлінеді.
І. Негізгі бөлім
1.1. Трансформаторлардың қолданылу аймақтары
Трансформаторды пайдалану.
Трансформатор электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және
кернеуді реттеуге арналған электромагниттік құрылғы.
Трансформатор сөзі латынша түрлендіру деген ұғымды білдіреді.
Қазіргі түрдегі трансформаторларды мадияр оқымыстылары М.Дери,О.Блати
және К.Циперновскийлер 1885 жылдары ойлап шығарған.
Трансформатордың қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі
шығынын азайту және сымдық материялды үнемдеу мақсатынан келіп туған.Оны
мынадай қарапайым мысалдан айқын көруге болады.
Қуаты S=10кВА электр энергиясын l км қашықтыққа генератордың
кернеуімен,яғни U1=10кВ кернеумен әуе желісі арқылы жеткізу керек болсын.
Желі сымымен жүретін тоқ
Тоқтың тығыздығын =2Амм2 деп алса,мұндай тоқ үшін көлденең
қимасының ауданы
q1
сым керек болады.
Егер осы электр энергиясын сол қашықтыққа U2=110кВ кернеумен
жеткізетін болса,онда тоқ күші
Мұндай тоқ үшін,қабылдап алған тоқ тығыздығында,сымның көлденең
қимасының ауданы
Бірінші нұсқа үшін кг сым керек болса,екінші нұсқа үшін
кг сым керек болады.Мұндағы G1,G2-сәйкесті нұсқадағы сымның массалары да,ал
-сым материялының үлесті тығыздығы.Егер осы екі нұсқадағы сым
массаларының қатынасын анықтаса
немесе
Бұл кернеудің деңгейін арттырса,тоқтың азаюына байланысты жіңішке сым
алуға,ендеше желілік сымның массасын азайтуға болатынын көрсетеді.
Сыммен тоқ жүрген кезде ол қызады: мұнда электр энергиясы жылу
энергиясына түрленеді де электр қабылдағышқа жетпей электр желісінің
бойында шығындалады.Белгілі өрнектер бойынша бірінші дәне екінші нұсқаларда
шығындалған энергия қуаты
және
мұндағы: бірінші және екінші нұсқалардағы шығындалған энергияның
қуаты;
-сым материялының меншікті кедергісі.
Осы екі тетіктен шығындалған қуаттардың ара қатынасы
немесе
Бұдан кернеудің деңгейін арттырса,сымдағы тоқтың азаюуына
байланысты,ондағы электр байланысты,ондағы электр энергиясының шығынының
азаятындығы көрініп тұр.
Сонымен,егер электр энергиясын алысқа беруде кернеудіңдеңгейін
көтерсе,онда желіде энергияның шығыны азаяды және сымдық материял
үнемделеді.Осы мақсатта кернеудің деңгейін реттеу үшін трансформатор ойлап
табылған.
Өндірістің және техниканың дамуына байланысты номинал кернеуі әр
түрлі құрылғылар пайда болды: 50-70 В-тік пісірістіру тансформаторлары,12-
40 В-тік апаттық жарықтандыру шамдары,түолендіргіштер,электрондық
құрылғылар және т.б.Осы құрылғылардың барлығында да трансформатор
пайдаланады.Электр өлшеуіш жұмыстарында жоғарғы кернеулер мен үлкен
тоқтарды өлшеу үшін өлшеуіштік трансформаторлар қолданады.
Электрмен жабдықтау жүйелерінде,электр тораптарында қолданатын
трансформаторларды күштік трансформаторлар деп атайды.Электр стансияларында
кернеуді жоғарлатқыш күштік трансформатор қойылса,электр қабылдағыштар
қасында төмендеткіш күштік трансформаторлар қолдалынады.Өйткені электр
қабылдағыштар мен генераторлар 10кВ кернеуге дейін ғана есептеліп
жасалаған.Әдетте генераторлардың кернеуі 6,3 немесе 10,5 кВ болады.Бұл
кернеулер желідегі энергияның шығыны үлкен және көп мөлшерде сымдық
материял керек болатындықтан,электр энергиясын алысқа беруге
жарамайды.Сондықтан трансформаторлардың кернеулері әртүрлі және
генераторлардың кернеуіне қарағанда әлдеқайда жоғары болады.(6,1-кесте)
Номинал кернеулер мәндері
Күштік трансформаторлардың қуаты 10 кВА-ден 1 млн.кВА-ге дейін барады
және мәндері стандартталған болады.
Қуаты аз трансформаторлар негізінен әртүрлі тұрмыстық электрлік
аспаптарда, радиотехникада және автоматикада қолданады.
1.2. Трансформатордың құрылысы және жұмыс парқы.
Трансформаторларлар оларға берілетін кернеулердің санына қарай бір
фазалы және үш фазалы,кернеуді түрлендіруіне қарай жоғарлатқыш және
төмендеткіш болып бөлінеді.
Трансформаторлар әртүрлі міндет атқарғанымен олардың негізгі құрылысы
және әрекеттік парқылары бірдей.Сондықтан трансформаторлардың әрекеттік
парқын және әртүрлі жұмыс әлпілерін бір фазалы трансформатор арқылы
қарастыруға болады.
А)
6,1 сурет. Бір фазалы трансформатордың сұлбылық құрылысы (а( мен шартты
белгілері (б,в).
Трансформатор ферромагнитті магнит өткізгіш өзектен және кем дегенде
екі орамадан тұрады.(6,1 сурет).Орамалар трансформатордың түріне қарай
өзекте бірінің үстіне екіншісі,қатар немесе әр жерге орналасуы мүмкін.
Орамалардың бірі кернеу көзіне қосылады да біріншігәр орама деп,ал
екіншісінің қысқыштарына электр қабылдағыштар қосылады да екіншігәр орама
деп аталады.Орамалардың орамдары бір-бірінен және өзектен оқшауланған.
Өзек қалыңдығы 0,3...0,5 мм трансформаторлық болат парақшалардан
жиналған.Энергияның өзектегі шығынын азайту үшін парақшалар бір-бірінен
және орамалардан лакпен оқшауланған.
Біріншігәр ораманы айнымалы кернеу көзіне қосқан кезде онымен
айнымалы тоқ жүреді де,ораманың айналасында айнымалы магнит өрісі пайда
болады,яғни магнит өрісі қоздырылады.Ал ферромагниттік өзек осы өрісте
тұрғандықтан магниттеніп,ораманың магнит өрісін күшейтеді және электр
энергиясын магнит өрісінің энергиясына түрлендіру арқылы екіншігәр орамаға
жеткітіп береді.
Айнымалы магнит ағыны екіншігәр ораманы қиып өтіп жататындықтан
электромагниттік индукция заңы бойынша онда айнымалы ЭҚК тудырады:
е2w*dФdt
мұндағы: w2-екіншігәр ораманың орам саны; dФdt –магнит ағынының өзгеру
жылдамдығы. Өзектегі магнит ағыны өзін қоздырған біріншігәр ораманы да қиып
өтетіндіктен онда өздік индукция ЭҚК-і пайда болады.
Трансформатор тек қана айнымалы тоқ тізбегіне жұмыс істей алады,яғни
айнымалы кернеуді ғана түрлендіреді.Себебі тұрақты тоқ тұрақты магнит
өрісін қоздырады,ал тұрақты магнит өрісі қозғалмай тұрған орамада ЭҚК
тудырмайды.
Трансформатордың өзегі тек қана ферромагнитті материялдан
жасалады,өйткені ферромагнит емес материял (алюминий,мыс,қола)
магниттенбейді,сондықтан ол магнит өткізгіш бола алмайды.
1.3. Трансформатор орамаларының ЭҚК-і.
Трансформатор орамасы
Трансформатордың біріншігәр орамасы айнымалы кернеу көзіне қосқанда
өзекте пайда болатын айнымалы магнит өрісі екіншігәр орамада өзара индукция
ЭҚК-ін тудырады.(6,2 сурет).
6,2-ші сурет. Бос жүріс әлпіндегі бір фазалы трансформатордың сұлбасы.
Электромагниттік индукция заңы бойынша орамалардың әрбір орамында
пайда болатын ЭҚК
(6,1)
Өзектегі магнит ағыны синусоидал болатындықтан,яғни
Ф=Фmsint, (6,2)
орамда пайда болатын ЭҚК
sin (6,3)
мұндағы ЭҚК-тің амплитудасы
(6,4)
(6,3) теңдігі әрбір орамадағы ЭҚК-тің синустың заңдылығымен өзгеретінін
және магнит ағынынан 900-қа қалып отыратынын көрсетеді.
Егер (6,4) теңдігінің екі жағын да -ге бөлсе,онда ЭҚК-тің
әрекеттік мәнін магнит ағынынң амплитудасымен байланыстыратын өрнек
алынады:
тf f (6,5)
мұндағы f-трансформаторға берілген кернеудің (біріншігәр орамадағы
тоқтың,өзектегі магнит ағынының жиілігі).
Бұл орамалардың бір орамында ғана пайда болатын ЭҚК. Егер ЭҚК-тің осы
мәнін орам сандарына көбейтсе (орамдар бірізді жалғанған) біріншігәр және
екіншігәр орамалардың ЭҚК-тері
w1fФт , (6,6)
w2fФт , (6,7)
мұндағы Е1 ,Е2-біріншігәр және екіншігәр орамалардың ЭҚК-тері; w1, w2-
біріншігәр және екіншігәр орамалардың орам сандары.
(6,6) және (6,7) тендіктерінен орамаларда пайда болатын ЭҚК орам
санына,магнит ағынының амплитудасына және магнит өрісінің өзгеру жиілігіне
байланысты деп тұжырым жасауға болады. Былайша айтқанда орамадағы ЭҚК орама
санының ұзын-қысқалығына,магнит өрісінің күшті не әлсіздігіне және магнит
өрісі орамаларды қандай жылдамдықпен қиып өтіп жататындығына байланысты.
1.4. Жүксіз трансформаторлардығы электромагниттік үрдістер.
Трансформатордың біріншігәр орамасы кернеу көзіне қосылғанда
екіншігәр орамасы,электр қабылдағыш қосылмай (6,2 суреттегідей) ағытылуы
тұрған болса (екіншігәр ораманың тоғы I2=0) онда трансформатордың мұндай
жұмыс әлпінбос жүріс деп атайды.
Трансформатор орамаларының тоғы,әсіресе бос жүріс кезінде ферромагнит
өзектің әсерінен таза синусойдал болмайды.Бірақ трансформатордың жүгі
артқан сайын оның бейсинусойдалдығы азаяды. Сондықтан көбіне жүктемелі
трансфориатордың тоғы оған эквивалентті синусойдал тоқпен алмастырылады.
Трансформатордың электрлік күйіни білу үшін біріншгігәр және
екіншігәр орамалардың тізбектері үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша
теңдіктер жазу керек. ЭҚК-тің бағыттары тоқтың бағытымен сәйкес келеді,
екіншігәр ораманың өнбойында
R1Iб=-E1-E1ш (6,8)
екіншігәр ораманың өнбойында
=Е2 (6,9)
мұндағы: U1- біріншігәр ораманың кернеуі ; R1 - біріншігәр ораманың активті
кедергісі : Iб- біріншігәр ораманың бос жүріс тоғы: E1ш-осы орамадағы
шашыранды ЭҚК: U2б- екіншігәр ораманың бос жүріс кернеуі.
Трансформатордың бос жүріс тоғы номинал тоғынан әлдеқайда аз
болатындықтан кедергідегі кернеудің түсуін және шашыранды ЭҚК-ті
ескермесе,онда жуықтап біріншігәр ораманың кернеуі онда пайда болатын ЭҚК-
пен теңгеріледі деуге болады:
(6,10)
Бұл теңдік энергияны шығындайтын идеал трансформатор үшін ғана
орынды.
Жалпы алғанда (6,9) және (6,10) теңдіктері бос жүрісті
трансформаторда біріншігәр ораманың ЭҚК-інің оның кернеуіне тең екенін
көрсетеді.
Егер (6,10) және (6,9) теңдіктерінің қатынасын алса және ЭҚК-тердің
орнына (6,6) және (6,7) теңдіктерінен олардың мәндерін қойса,онда
U1= к (6,11)
яғни трансформатордың бос жүріс әлпінде бірінші гәр ораманың кернеуінің
екіншігәр ораманың кернеуіне және осы орамалардың орам сандарының
қатынасына тең болады. Орам сандары тұрақты шама болғандықтан олардың
қатынасы к да тұрақты болады.Бұл шаманы трансформация коэфициенті деп
атайды. Трансформация коэфициенті орамалардың орам сандарына байланысты
екіншігәр кернеудің бірінші гәр кернеуге қарағанда қанша есе азайып не
көбейетінін көрсетеді.
Трансформатордың бос жүріс әлпіндегі параметрлерін анықтау үшін әдейі
тәжірибе жүргізіледі.Бұл тәжірибені бос жүріс тәжірибесі деп атайды. Бос
жүріс тәжірибесінде біріншігәр орамаға оның номинал кернеуі беріледі де,ал
екіншігәр орамаға ағытулы болады (6,3-сурет). Сондықтан бос жүріс әлпінде
бірінші гәр ораманың кернеуі U1= U1н, тоғы I1=Iб, ал екінші гәр ораманың
кернеуі U2=U2б=Е2, тогы I2=0.
Бірінші гәр ораманың тізбегіндегі ваттетр трансформатордың электр
көзінен алатын қуатын көрсетеді: Р=Рб , мұны бос жүріс қуаты немесе бос
жүрістік қуат деп те атайды.Бұл энергия негізінен өзекті қыздыруға
шығындалады, өйткені бос жүріс тоғы аз болатындықтан орамалар аз болады.
Сондықтан оны ескермеуге болады.
Өзектің қызуы оның қайталап магниттенуі мен онда пайда болатын
құйынды тоқтардың әрекетінің нәтижесі. Қайталап магниттену мен құйынды
тоқты тудыратын айнымалы магнит ағыны өрнегі бойынша ьойынша біріншігәр
кернеуден ғана тәуелді.Ал біріншігәр кернеудің мәні тұрақты болып
қалатындықтан магнит ағыны да тұра және оның номинал мәніне тең.Ендеше
өзектегі энергияның шығыны да тұрақты мәнге ие болады,ал оның шамасы
бріншігәр кернеуге және трансформатордың параметрлеріне байланысты.
6,3-сурет. Бос жүріс тәжірибесінің сұлбасы.
Суретте трансформатордың екіншігәр кернеуін өлшеу үшін оған вольтметр
қосылған,бірақ вольтметрдің ішкі кедергісі өте үлкен болатындықтан онымен
жүретін тоқ өте аз болады. Сондықтан вольтметрдің қосылғаны екіншігәр
ораманың ажырап тұрғанымен бірдей.Жалпы алғанда өлшеуіш аспапттары
тізбектің электрлік күйіне әсер етпейді деп қабылданады,яғни тібкетің
кернеуі,тоғы,қуаты т.б. шамалары өзгермейді.
Электорлық құрылғылар мен қондырғыларды қорек көзімен қосатын тізбекті
күштік тізбек,ал басқару аппараттарының тізбегін басқару тізбегі деп
атайды.Күштік тізбекпен үлкен ток жүрсе,басқару тізбегімен әлсіз ток
жүреді.Сондықтан күштік тізбектердегі түйіскілер жүктік үлкен тоққа
есептеліп жасалады.Ток жүрген кезде түйіскілер қызады және ол түйістік
кедергіден тәуелді болады.Түйістің кедергісі түйісу бетінің
ауданына,түйіскілердің қаншалықты қысылғандығына,түйіскілердің затына
(материялына) байланысты.Түйіскілерді әдетте,мыстан,күміс жалатқан мыстан
және металл-керамикадан жасайды.Жалпы алғанда,түйіскілердің рауалық қызуы
100-1200С-қа тең деп алынады.
Түйіскілер ажырай бастағанда,олардың түйісу бетінің ауданы
азайып,кедергісі өседі.Сондықтан түйісте тоқтың тығыздығы өседі.Бұл
түйіскілердің қатты қызуына,түйіскі материялының булануына және түйіскілер
арасындағы ауаның ионданып,электрлік доғаның пайда болуына әкеп
соғады.Коммутацияның заңдары бойынша ток лезде сөніп
қалмайтындықтан,электрлік доға түйіскілерді балқытып,істен шығаруы
мүмкін.Сондықтан күштік тізбектердегі аппараттарда түйіскілерді доға
сөндіргіштермен жабдықтайды.Олардың жұмыс істеу парқы әртүрлі тәсілдерге
негізделген:доғаны саңылаулар арқылы өткізіп,үзіп-үзіп сөндіру;түйіскілерді
майдың ішіне орналастыру;ауамен үрлеу;түйіскілерді вакуумда орналастыру;
т.с.с.
6.24-сурет. Пісірістіру доғасының вольт-амперлік сипаттамасы.
Доғаны болдырмау үшін шала өткізгішті аспаптарға негізделген құрылғылар да
қолдалынады.Мысалы,6,24-суретте келтірілген сұлбада VS1және VS2
тиристорлары S түйіске параллель жалғанған.Сондықтан түйіс тұйықталып
тұрған кезде тиристорлармен тоқ жүрмейді.Ал түйіс ажырап тұрғанда,яғни тоқ
жоқ кезде тиристорлар жабық болады,өйткені оларды ашатын сигнал жоқ.
Аппарттардың электро магниттік механизмі көптеген басқару аппараттарының
жұмысы электромагниттің әрекетіне негізделген.Әдетте аппараттарда
қодалынатын электромагниттік механизм (6,24-суретте) қозғалмаитын
мойынтұрық пен қозғалмалы якорьден және мойынтұрыққа оралған шпрғыдан
тұрады.Серіппенің серпімділігінің әсерінен якорь мойынтұрықпен саңылау
жасап орналасады.
Шарғымен тоқ жүргенде өзекте магнит өрісі қоздырылады да,саңылау
тұсында мойынтұрық пен якорьде пайда болатын аттас емес магнит полюстері
якорьді мойынтұрыққа тартатын күш тудырады.
Шарғыға тұрақты тоқ берсе,ол шарғының кедергісіндегі кернеудің
түсуі мен өздік индукция ЭҚК-інің қосындысымен теңгеріледі.
U=Ri+Ldidt,
1.5. Жүктемелі трансформатордағы электомагниттік үрдістер
Екіншігәр орамаға электр қабылдағыш қосса (6,5-сурет) онда орама мен
ток жүріп,магнит өрісі қоздырылады.Сондықтан өзектегі толық магнит өрісінің
қабаттасқан әсерлерінің нәтижесінде қалыптасады.Олай болса өзектегі магнит
ағыны
(6,18)
мұндағы: Ф1-біріншігәр ораманың тоғы қоздырған магнит ағыны; Ф2-екіншігәр
ораманың тоғы қоздырған магнит ағыны.
Егер шашыранды ЭҚК-ті және өзекті энергияның шығынын ескермесе (6,10)
теңдігі бойынша бос жүріс әлпінде
u1н=-e1=w1
Егер осы теңдіктен магнит ағынын анықтаса,онда
dФб=u1нdt (6,20)
6,5-сурет.Жүктемелі трансформатордың сұлбасы.
Біріншігәр ораманың кернеуі тұрақты шама болғандықтан (6,20) теңдігі
бойынша бос жүріс кезіндегі магнит ағыны да тұрақты шама болады. Егер
жүктелген трансформаторда да біріншігәр кернеудің мәні тұрақты,яғни кернеу
көзінің қуаты өте үлкен және желідегі кернеудің түсуі өте аз деп алса,онда
магнит ағыны да тұрақты болады.Ендеше жүктемелі трансформатордың магнит
ағыны оның бос жүріс әлпіндегі магнит ағынына тең:
(6,21)
мұнадағы Rмб-бос жүріс әлпіндегі біріншігәр ораманың магнит тізбегінің
магниттік кедергісі.
Магнит ағыны тұрақты болғандықтан оның осы мәнінде өзектің магниттік
өтімділігі де тұрақты болады.Сондықтан магниттік кедергіні де тұрақты деп
аламыз, яғни Rмб=Rм1=Rм2, (6,19) және (6,21) теңдіктерінен магнит ағынының
мәндерін (6,18) теңдігіне қойса
w1Iб=w1I1+w2I2 (6,22)
Бұл теңдік трансформатордың магниттік күйінің теңдеуі деп
аталады.Трансформатордың магниттік күйінің теңдеуі бойынша оның бос жүріс
әлпіндегі магнит қозғаушы күші жүктемелі әлпіндегі магнит қозғаушы күшіне
тең, яғни біріншігәр ораманың бос жүрістік магнит қозғаушы күші бірінішігәр
және екіншігәр орамалардың бос жүрістік магнит қозғаушы күштерінің
алгебралық қосындысына тең.Бұдан трансформатор өзегіндегі магнит ағыны
жүктің өзгеруіне қарамастан тұрақты болып қалады және бос жүріс әлпіндегі
мінін сақтайды деген қорытынды туады.
Ленц заңы бойынша екіншігәр ораманың магнит ағыны біріншігәр ораманың
магнит ағынына қарама-қарсы болады. Сондықтан екіншігәр ораманың ағыны
магнит ағынын азайтады.Егер магнит ағыны азайса,біріншігәр ораманың ЭҚК-ші
де азайады.Бұл (6,10) өрнегіндегі кернеумен ЭҚК-тің теңдігінің бұзылуына
әкеп соғады.Бірақ олай болуы мүмкін емес,өйткені біріншігәр кернеудің мәні
тұрақты.Ендеше ЭҚК азайған кезде біріншігәр ораманың тоғы өседі де магнит
қозғаушы күштің және магнит ағынының азаюының орнын толтырып отырады.Сөйтіп
екіншігәр ораманың тоғы өскен сайын біріншігәр ораманың тоғы да өсіп
отырады.
Бос жүріс тоғы аз болғандықтан оны нөлге тең деп алып ,(6,23)
теңдігінен трансформация коэффициентін жуықтап тоқтар арқылы да табуға
болады:
(6,25)
Біріншігәр және екіншігәр орамалардың тізбектері үшін Кирхгофтың
екінші заңы бойынша жазылған теңдеулер трансформатордың электрлік күйінің
теңдеулері деп аталады. Біріншігәр және екіншігәр орамалардың өнбойларында
U1-R1I1=-E1-E1ш, (6,26)
U2+R2I2=E2+E2ш, (6,27)
мұндағы: R1,R2 –бірінішігәр және екіншігәр орамалардың активті кедергілері;
E1 ,E2-осы орамалардағы шашыранды ЭҚК-тер.
Шашыранды ЭҚК-тер реактивті кедергілердегі кернеудің түсуімен
теңгерілетіндіктен
E1ш=-jX1I1,
E2ш=-jX2I2,
мұндағы: X1 ,X2-біріншігәр және екіншігәр орамалардың шашыранды ЭҚК-тері
туғызған тоққа көрсететін реактивті кедергілері.
Шашыранды ЭҚК-тердің осы мәндерін (6,26) және (6,27) теңдіктеріне
қойса
U1=-E1+(R1+jX1) I1=-E1+Z1I1, (6,28)
U2=-E2+(R2+jX2) I2=-E2+Z2I2, (6,29)
мұндағы біріншігәр және екіншігәр орамалардың толық кедергілері
Z1=R1+jX1,
Z2=R2+jX2.
(6,28)және (6,29) теңдіктері трансформатордың электрлік күйінің теңдеулері
тболып саналады.Бұл теңдеулер біріншігәр ораманың электр қабылдағыш ретінде
(U2E2) жұмыс істейтіндігін көрсетеді.Біріншігәр орамаға берілген кернеу
ораманың ЭҚК-і мен осы ораманың кедергісіндегі кернеудің түсуінің
қосындысымен теңессе,екіншігәр ораманың ЭҚК-і оның қосқыштарындағы кернеу
мен кедергісіндегі кернеудің түсуінің қосындысы мен теңеседі.
1.6. Трансформатордың орын басарлық сұлбасы және векторлық
диаграммасы.
Трансформатордың орын басуындағы параметрлерді түзету схемасы.
Трансформатордағы физикалық үрдістерді және оның шамаларының
арасындағы фазалық қатынастарды түсіну үшін трансформатордың орынбасарлық
сұлбасы мен векторлық диаграммасының мағызы зор.
6,6-сурет. Трансформатордың баламалы (а) және Т-тәрізді орынбасарлық (б)
сұлбалары.
Трансформатордың орынбасарлық сұлбасы мен векторлық диаграммасы оның
магниттік және электрлік куүйлерінің теңдеулеріне,яғни (6,22),(6,24),(6,28)
және (6,29) өрнектеріне сүйене отырып тұрғызылады.
Трансформатордың бірінішігәр орамасы арқылы энергия қабылдаса
екіншігәр орамасы арқылы электр қабылдағышқа энергия береді.Бірақ электр
көзінен алынған энергия электр қабылдағышқа түгелдей жетпейді.Өйткені жұмыс
кезінде трансформатордың орамалары мен өзегінің қызатыны белгілі. Олай
болса трансформаторға берілген электр энергиясының белгілі бір бөлігі
орамалар мен өзекте шығындалады.
Трансформатордың пайдалы әсер коэфициенті оның электр қабылдағышқа
берген қуатының электр торабынан қабылдаған қуатына қатынасына тең,яғни
, (6,35)
мұндағы: Р1,Р2-біріншігәр және екіншігәр орамалардың қуаты; -қуаттың
шығыны.
Трансформатордағы қуаттың шығыны орамалар мен өзектегі қуаттың
шығынына тұрады:
,
мұндағы:Р10,Р20 -біріншігәр және екіншігәр орамалардағы қуаттың шығыны; Р0-
өзектегі қуаттың шығыны.
Трансформатордың пайдалы әрекет коэфициенті ондағы шығынның аз
болуына байланысты өте жоғары болады,мысалы,күштік трансформаторларда
0,98...0,99-ға дейін барады. Шығынның мөлшері қолдалынған материялдың
қасиетіне және трансформатордың жиналу сапасына байланысты.
6,11-сурет. Трансформатордың пайдалы әрект коэфициентінің жүктемеден
тәуелділігі.
Шығынның мөлшеріне ферромагнит өзектің парақшаларының орналасуы,оқшауы және
олардың болтпен қаншалықты тарттырылғандығы да үлкен әсер етеді.
Өзектегі шығын Рб тұрақты болғанмен орамалардағы шығын Рқ тоқ
өскен сайын көбейе беретіндіктен пайдалы әрекет коэфициентінің жүктің
мөлшеріне байланысты максимумдық мәні болады.
Электрмен жабдықтауда қолдалынатын күштік трансформаторлар
негізінен үш фазалы болады. Үш фазалы трансформаторда үш біріншігәр және үш
екіншігәр орамалар үш тармақты өзекке орналасқан (6,12
сурет).Трансформаторларға берілетін және одан шығатын кернеудің атына
сәйкесті бірінішігәр орамалардың қысқыштарын А,В,С (бастары) X,Y,Z
(аяқтары) деп,ал екіншігәр орамаларда а,в,с (бастары) және x,y,z (аяқтары)
деп белгіленеді.Орамалар әдетте фаза деп аталады: А фаза,В фаза, С фаза.
Өзек жоғарыда айтылғандай арнаулы трансформаторлық болаттан жасалған: олар
қалыңдығы 0,3...0,5мм парақшалардан жинастырылған; парақшалар бір-біріне
лакпен оқшауланған.Бір фазаның біріншігәр және екіншігәр орамалары бір
өзекке орналасқан.
6,13-сурет. Күштік трансформатордың сұлбалық құрылысы:
1-жоғары және төменгі кернеулік оқшаулағыштар;
2-кеңейткіш теңек; 3-үш шыпталы өзек;
4-тенек; 5-радиатор; 6-орамалар;
7-май; 8-сыналар мен тіреуіштер.
Магнит өткізгіштің орамалары орналасқан бөлігін шыпта (1) деп,ал олардың
ұштарын (2) мойынтұрық деп атайды.
Орамаларға үш фазалы симетриялы кернеу берілетіндіктен қоздырылатын
магнит өрістерінің манеит ағындары да симетриячлы болады. Сондықтан олардың
алгебралық қосындысы әрбір мезетте нөлге тең болады:
Фа+Фв+Фс=0.
Осындай амплитудалары өзара тең,бірақ фазалары 1200-қа ығысқан үш
магнит ағыны үш екіншігәр орамада мәндері өзаратең,бірақ фазасы 1200-қа
ығысқан үш ЭҚК тудырады.
Трансформаторлардың жұмыс кезінде қызатыны және оның себептері
белгілі.Қолдалынған оқшаудың түріне қарай трансформаторлар үшін МСт олардың
мөлшері қызу тамператураларын бекіткен. Егер трансформатордың температурасы
онгың мөлшерлі температурасынан асып кетсе орамалар мен өзектердің оқшауы
иез тозады да трансформатордың істен шығып қалуы мүмкін. Сондықтан
салқындату үшін және орамалардың оқшауын жақсарту күштік трансформаторларды
арнаулы трансформатор майы құйылған тенекке (4) садып қояды (6,13 сурет).
Май (7) қызған кезде көлемін ұлғайтатындықтан және газ шығарып
тұратындықтан май құйған тенектің үстіне кеңейткіш тенек (2)
орналастырылады һәм газдан қорғайтын реле қояды. Май қызып көлемін
ұлғайтқан кезде артық май түтік арқылы сол ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz