Суыту жүйесі

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

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.

1 Трансформаторлардың қолданылу аймақтары

Трансформатор (лат.transformo - түрлендіремін) - кернеулі айнымалы токты жиілігін өзгертпей басқа кернеулі айнымалы токқа түрлендіретін статикалық электрмагниттік құрылғы. Трансформатордың жұмыс істеу принципі электро-магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделген. Негізгі элементтері магнитөткізгіш 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. Бірінші реттік орамалардағы айнымалы ток магнитөткізгіште айнымалы магнит ағынын, ал Екінші реттік орамалардағы өзара индукция электр қозғаушы күш (ЭҚК) тудырады. Бірінші және екінші реттік орамалардағы кернеулердің қатынасы олардағы орамдар санының қатынасына тең болады. Түрлендіретін ток түріне қарай 1 фазалы және 3 фазалыТрансформаторлар болады. Атқаратын қызметіне қарай олар күштік немесе қоректендіру Трансформаторлары (электрэнергиясын таратуға арналған), жоғары кернеулі сынақ Трансформаторлары, ток немесе кернеу импульстерін түрлендіру үшін қолданылатын импульстік Трансформаторлар, үлкен токтар мен кернеулерді өлшеуге арналған өлшеуіштік Трансформаторлары, жоғары жиілікті кернеулерді түрлендіруге арналған радиожиілікті Трансформаторлар және радиоэлектрондық құрылғылардың қоректендіруші блоктарында қолданылатын радиотрансформаторларға,т.б.бөлінед і.
Трансформаторлары бірнеше Гц-тен 2 МГц-ке дейінгі жиілікте, радиожиілікті Трансформаторлар 500 МГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс істейді. Трансформаторлардың магнитөткізгіштігі магниттік өтімділігі жоғары материалдардан (мысалы, электртех.болат таспаларынан, магнитодиэлектриктер мен фериттерден) жасалады. Электрмен жабдықтау жүйелерінде, негізінен майлы Трансформаторлар қолданылады. Күштік Трансформаторлар Қазақстанда Кентау трансформатор зауытында шығарылған. Қазіргі кезде электр-механикалық жабдықтар осы зауыттың негізінде құрылған трансформатор ААҚ-да шығарылады.
Трансформатор -- айнымалы токтың кернеуін жоғарылатуға немесе төмендетуге арналған электр приборы. Үй жағдайында, трансформаторды пайдаланып, электр приборын кернеуі 127 В желілен кернеуі 220 В желіге және керісінше қосуға болады. Егер трансформатор жоғары кернеулі желіге ауыстырылып қосылса, онда оны кернеуі 220 В желіге қосуға болмайды. Өйткені одан алынатын жоғары кернеу (380 В-тан астам) транформаторлық және ол арқылы қосылған электр приборларының бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Трансформатор таңдаған кезде оның қуаты электр приборларын бір мезгілде қоректендіруге арналған құрал-жабдықтардың жалпы қуатынан кем болмауын есте сақтаған жөн.

1.1 Трансформатордың қызметі

Трансформатор - кернеудің өзгеретін өлшемдер шамаларын өзара электрлік байланыссыз реттеуге арналған электр құрылғы. Трансформаторлар электр техникада, электроникада, автоматтандыруда, байланыс құрылғыларында, теледидарда, ЭЕМ-ы мен техниканың басқа салаларында кең қолданыс тапты.
Олардың бір-бірінен қызметі мен құрылысы жағынан айырмашылықтары болады. Дегенмен, оларға алғашқы бір құрылысының әр түрлері деп қарап, солардың мысалдары арқылы электрэнергетикасын тасымалдаудың физикалық процестерін зерттейді.
Электр энергетикасында күштік трансформаторлары елеулі орын алады. Олардың көмегінсіз электрэнергетикасын тасымалдау, тарату және қолдану мүмкін емес. Электрэнергетикасын шығаратын көздердің кернеуі 20-30 мың вольттан артпайды. Мұндай кернеумен электрэнергетикасын жүздеген километр қашықтыққа жеткізу мүмкін емес, себебі оның барлығы электр тасымалдау желісінде (ЭТЖ) ток күшінің квадратына тура пропорциялық электр шығыны ретінде жоғалады.
ЭТЖ электр энергиясының шығынын айтарлықтай төмендетуді бір мезгілде кернеуді жоғарылата отырып, ток күшін азайту арқылы іске асыруға болады.
Энергетиканың қазіргі өркендеген кезеңінде электр қуаты миллион вольттық кернеулермен мыңдаған километр қашықтықтарға тасымалданады. Мұндай жоғары кернеуді тек трансформаторлардың көмегі арқылы ғана алуға болады.
Басқа тұрғыдан алып қарағанда, жүздеген мың вольттық кернеуді тұрғын үйлерге кіргізу техникалық кауіпсіздік тұрғысынан ақылға сыймайды.
Күштік және тұрмыстық жабдықтардың жұмысы үшін көп жағдайларда 380 және 220 вольтты кернеу пайдаланады, ондай кернеуді трансформаторлар арқылы алуға болады. Кернеуді жоғарылату және төмендету - трансформатордың тамаша қасиеті. Егер желіге трансформатордың орам саны көп орамасын қосса кернеуді төмендетеді, ал орам саны аз орамасын электрэнергия көзіне қосса кернеуді жоғарылатады.

1.2 Трансформатордың құрылысы

Магниттік жүйенің кескін үйлесіміне қарай трансформаторлар стержньдік, брондық және тороидальдық болып бөлінеді. Стержньдік трансформаторларда (1 а-сурет) магнитөткізгіштің стержньі 1-ді орам 2 қоршап тұрса, броньдық трансформаторда (1 ә-сурет) магнитөткізгішті (1) жарым - жартылый орам 2 қоршап тұрады, ал тороидалбдықта (1 б - сурет) орам 2 магнитөткізгіштікке (1) оның шеңберінің бойымен оралады.

1 сурет Стержньдік трансформатор
Стержньді трансфорсформаторлар, көбіне, үлкен немесе кіші қуаттарға арналып жасалады. Олардың еонструкциялары броньдықтарға қарағанда қарапайым, изоляциялануы да және орамды жөндеуі де оңай. Олардың артықшылығы: суытылу жағдайы жақсы және орам шумақтарына кететін сымдардың жұмсауы да аз.
Броньдық және тороиальдық бір фазалы трансформаторлардың көпшілік бөлігінің қуаты онша үлкен емес және сол сияқты олардың стержньді трансформаторларға қарағанда массалары да аз және құны да төмен болады.
Трансформатордың магнитөткізгіштігі құйынды токтарды азайту мақсатында, қалындығы 0,35 немесе 0,5мм болатын, изолязияланған электротехникалық болат табақшаларынан жиналады. (1.1, а-сурет).
Қуаты орташа трансформаторлардың магнитөткізгіштігінің стержньдері кванттық немесе қимасы крест түрінде, ал қуаты жоғары болғанда стержньдері сатылы дөңгелектің түріне жақын болады(1.1,ә - сурет).
Мұндай түр минималдық периметр жағдайында,стерженнің берілген көлденең қимасы алуға мүмкіндік тудырады. Бұл орам шумақтарының ұзындығын азайтуға, демек орамның материалдарды үнемдеуге мүмкіндік береді. Кейде, суытатын майдың айналымын жасау үшін жеке болат пакеттерден стержньді жинағанда, олардың арасында ені -мм болатын канал қалдырылады. Стержньдерді қосатын мойынтұрақтын, стержньдердің қимасынан 10-15% - ға жоғары болатын тік төртбұрышты қимасы болады. Бұл болаттың қызып кетуін болдырмайды және қуат шығынын азайтады.
Стержнь және мойынтұрықты біріктіру табақшаларды бір-бірімен жабу арқылы жүзеге асырылады. Ол үшін магнит өткізгіштің ( 1.1,б - сурет) екі іргелес қабаттарындағы табақшаларды, мысалы, 5,6 стержньнің табақшалары және 7,8 мойынтұрақтары түйіскен жерін, келесі тиісті табақшалар және мойынтұрық қабаты жауып, бірінші орамдарында магнит кедергінің елеулі азайуына мүмкіндік тудырады (суретте бірінші қабат одан кейін екінші қабат көрсетіген, осы қабаттар алмасып отырады).Магнитөткізгішті жинағаннан кейін жоғары мойынтұрықтың табақшаларын суырып алады, стержньдерге катушкаларды орнатады, содан соң мойынтұрықты орнына қайтадан орналастырады. Пакеттірді болат шпилька 4 аркылы тартып қысады. Шпилька 4 стержньмен салыстырғанда изоляцияланған материалдан жасалған түтікпен изоляцияланған. Мойынтұрықты ағаш немесе болат тірек арқылы (балкалары) 3 арқылы тартып қысады.

1.1сурет Электромагниттік болат табақшалар
Магнитөткізгіш тірек арқылы (балкасымен) және басқа да қосалқы бөлшектермен трпнсформатордың қаңқасын түзеді.
Трансформатордың жұмыс істеу кезінде магнитөткізгіш және басқа да болат бөліктер күшті электр өрісінде болады, соның нәтижесінде олар электр зарядтарын алады. Бұдан құтылу мақсатында, магнитөткізгішті және арқалықты тартып қысатын мойынтұрықты мыс сым арқылы жерге қосады.
Қуаты аз трансформаторларда магнит өткізгішті П - тәрізді және Ш - тәрізді штапмтаған табақшалардан және штамталған сақиналардан жинайды (1.2, а,ә,б-сурет). Магнитөткізгіштің пакеті бірінің үстіне бірін салу немесе түйіндіру арқылы жиналады.
Штампталған сақиналардан жиналған тороидальдық магнитөткізгіштердің артықшылығы, магнит тізбегінде саңылаулардың жоқтығы, соның нәтижесінде магнитөткізгіштің магнит кедергісін демек, ол трансформатордың бос жүрісінің тогын азайтады. Магнитөткізгіштің көп тараған түрінің бірі жіңішке электротехникалық болат көбіне, олар арнайы темір-никель қорытпаларынын дайындалған ленталардан оралған олар 1.2,в,г,д-суреттердегі в-броньдық, г-стержньдік, д-тородальдық орамдар болып табылады.

1.2 сурет Трансформатордың магнитөткізгішті тәсілдері
Магниттік байланыстар жақсы болу үшін трансформаторларда бірінші және екінші орамдарды неғұрлым жақын орналастырады. Осы мақсатта магнитөткізгіштің әрбір стержньі 1-де концентрлік 2 және 3 орамдарын бінінің бетіне бірін (1.3, а - суреті ) орналастырады немесе алмасып отыратын дөңгелек секциялар-катушка түріндегі орамдар дайындалады (1.3, ә - суреті ). Бірінші жағдайда орамдар концентрлік, ал екінші жағдайда - алмасып отырытын немесе дөңгелектік деп аталады.
Күштік трансформатор да концентрлік орамдар қолданылады. Оның стержньдеріне жақын қаңқасымен салыстырғанда, изоляциясы жоғары болуына онша талап қойылмайтын төменгі кернеудің орамдары, ал оның сырт жағына жоғары кернеудің орамдары, ал оның сырт жағына жоғары кернеудің орамдары орналастырылады.
Қуаты аз болатын трансформаторларда дөңгелек сымнан оралған бірнеше қабатты орамдар пайдаланылыда. Оларды электрокартон қаңқасына немесе гильзаға мақта-мата изоляциясымен немесе эмальмен қапталған сыммен орайды; сымдардың қабаттарының арасына арнайы изоляцияланған қағаз немесе лак сіңірген тоқыма оралады.
Кейбір трансформаторлардың орамдары өз алдына қаңқаға оралатын жеке бөліктерден тұрады. Орамның мұндай әрбір бөлігі галета деп аталатын біткен конструктивтік элемент 4 болады. Галеталарды өзекшенің стержніне биіктік бойынша бірінен соң бірін кигізеді (1.3, б - суреті) және оларды өзара электрлік тізбектей немесе параллель қосады.
Тороидальдық трансформаторларда (1.3, в - суреті ) 2 және 3 орамдары магнитөткізгіштің өн бойын алып тұрады. Олардың ішкі бетіндегі қабаттар саны сыртқы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.