Трансформаторлардың жұмыс істеу принципі

Жұмыс түрі: Іс-тәжірибеден есеп беру
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

ҚAЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Алматы қаласының Инновациялық Техникалық колледжі
Трансформаторлардың жұмыс істеу принципі

ЕСЕП

Баратов Ислам
(Аты,жөні,тегі)
Курс: 2
Тобы: - - - 16-09 К
Мамандығы: 1302000-Автоматтандыру және басқару

Біліктілігі: 1302023 электромеханик
Тәжірибе өткен жер: Алматы қаласының Инновациялық Техникалық Колледжі

Тәжірибе басталған уакыты: 14.05.2018 ден 24.06.2018 дейін

Тәжірибе жетекшісі: Асет.А
(Аты,жөні,тегі)

Оқытушының қолы_______________

Тексерген оқытушы: Асет.А.

Қорғаған бағасы_________
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ____________________________ _____________________________3
І тарау
0.1 Жүктемелі және жүктемесізтрансформаторлар_________ _______________4
ІІ тарау
2.1 Құрылысы мен жұмыс істеу принцип____________________________ 8
2.2 Трансформаторлардың қызметі____________________________ ____10
2.3Токтық трансформатордың (ТТ) жұмыс істеу принципі және қолданылуы_________________________ ____________________________15
2.4 Трансформатордың қалыпты жұмыс тәртібі_____________________17
ҚОРЫТЫНДЫ ___________________________________ ________________21
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ _____________________________23
Өзг
Парак
Құжат №

Қолы
Күні
Параққ
2
Алматы қ. ИТК 1302000 Автоматтандыру және Басқару

Жетілдірг.
Баратов И
Жетекші

Н.бақ.

Бекітілді

Оқу-өндірістік - практикасы

бет.
Парақтар
23
АжБ 16-09қ-1302

КІРІСПЕ

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
3

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

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 (электр энергиясын 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. бөлінеді. Импульстік Трансформаторлар мен қоректендіру 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.

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
4

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

І тарау0.2 Жүктемелі және жүктемесіз трансформаторлар
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

1.1 сурет

бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Трансформатор таңдаған кезде оның қуаты электр приборларын бір мезгілде қоректендіруге арналған құрал-жабдықтардың жалпы қуатынан кем болмауын есте сақтаған жөн.
Әр түрлі құралдар мен қондырғылар тұтынатын кернеу өте кең диапазонда өзгереді. Тіпті бір электр қондырғысы әр түрлі кернеу пайдалануы мүмкін. Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде айнымалы ток кернеуінің ток күшімен қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы дейді. Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысының негізінде жұмыс істейді. Бұл құралды орыс ғалымы П . Н . Яблочков (1878 ж.) ойлап тапқан, кейін оны (1882 ж.) И . Ф . Усагин жетілдірді.
Қазіргі трансформаторлар, Фуко тогын 1.1-сурет азайту үшін оқшауланған пластиналардан құралған тұйық өзекшеден тұрады. Өзекше пластиналары трансформаторлық болаттан жасалады, ол өте аз шығынмен оңай қайта магниттеледі. Өзекшеге екі катушка кигізіледі (1.1-сурет). Бір катушка айнымалы ток тізбегіне қосылады, оны біріний реттік орама (катушка) дейді. Екінші катушкаға тұтынушы, яғни электр қондырғыларын қосады. Оны екінші реттік орама (катушка) деп атайды. Катушкалардың активті кедергілері аз. Генератор бірінші реттік катушкаға U1{\displaystyle U_{1}} айнымалы кернеу
Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
5

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

береді. Оның бойынан жүретін айнымалы ток трансформатордың өзекшесінде айнымалы магнит ағынын тудырады. Олай болса, бірінші реттік катушканың әр орамында өздік индукция ЭҚК-і, ал екінші реттік катушканың әр орамында дол сондай индукциялық ЭҚК-і пайда болады.
Егер бірінші реттік катушканың орам саны {\displaystyle n_{1}}n1, ал екінші реттік катушкада {\displaystyle n_{2}} болса, {\displaystyle \mathrm {E} _{1}=en_{1}} n2, E1=en1 {\displaystyle \mathrm {E} _{1}=en_{2}}, E2=en2 мұндағы {\displaystyle e}e -- бір орамдағы индукциялық ЭҚК. Осы екі өрнектеншығады. Активті кедергі аз болғандықтан, бірінші реттік катушка үшін шығады. Активті кедергі аз болғандықтан, бірінші реттік катушка үшін аламыз.

Жүктемелі трансформатор. Екінші реттік тізбекке қандай да бір жүктеме қосайық (2.25, ә-сурет). Онда бұл тізбекте жиілігі бірінші реттік тізбектегі ток жиілігіне тең {\displaystyle i_{2}}i2 айнымалы ток туады. Сондықтан екінші катушкада өздік индукция ЭҚК-і пайда болады, оның үштарындағы кернеу аздап төмендейді. Ленц ережесі бойынша өздік индукция ЭҚК-і магнит ағынын азайтады. Бұл магнит ағыны екі катушканы бірдей тесіп өтетін болғандықтан, оның азаюы бірінші реттік катушкадағы өздік индукция ЭҚК-і {\displaystyle Epsilon_{1}}-дің кемуіне әкеп соғады. Ал, онда бірінші тізбекте {\displaystyle U_{1}}u1 кернеудің мәні тұрақты болса да ток күші артады.

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
6

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

Өз ретінде бірінші реттік тізбектегі ток күшінің өсуі магнит ағынының артуын тудырады, онда екінші реттік тізбектегі индукциялың ЭҚК-і мен ток күші артады. Бұдан әрі осы сипатталған процестер берілген жүктеме үшін белгілі бір магнит ағыны, екінші реттік тізбектегі индукциялық ЭҚК-і жәнө бірінші реттік тізбектегі {\displaystyle I_{1}}I1 ток күші тұракталғанша жүре береді.
Енді трансформатор генератордан өзінің зая жүрісіне қарағанда екінші реттік тізбек тұтынатын қуатқа тең қуатты көбірек алады. Егер аздаған энергия шығынын ескермесек, энергияның сакталу заңы бойынша, генератордың энергиясы бірінші реттік тізбектен екінші реттік тізбекке магнит өрісі арқылы беріледі. Сондықтан шығынды ескермей, былай жазуға болады:I1U1=I2U2 {\displaystyle I_{1}U_{1}=I_{2}U_{2}}, бұдан {\displaystyle {\frac {U_{2}}{U_{1}}}={\frac {I_{1}}{I_{2}}}=k.}Кернеуді неше ece арттырса, ток күші сонша есе кемиді. Қазіргі трансформаторлардың пайдалы әрекет коэффициенті {\displaystyle \eta ={\frac {U_{2}I_{2}}{U_{1}I_{1}}}} өте жоғары, ол 99%-ға дейін жетеді, яғни шығын бар болғаны 1 -- 2%
Жүктемесіз трансформатор
Екінші реттік катушкаға жүктеме қосылмасын (2.25, а-сурет), яғни трансформатор зая жүрісте болсын. Онда екінші реттік орамада ток жүрмейді, сондықтан жуықтап алғанда оның қысқыштарындағы кернеу Жүктеме жоқ кезде екінші реттік тізбекте энергия шығыны жоқ. Ал бірінші реттік тізбекте жалғаушы сымдар мен өзекшенің джоульдік жылу бөліну есебінен қызуына және өзекшенің қайта магниттелуіне кететін өте аз энергия шығыны бар, мұны ескермесе де болады. Сонымен, трансформатордың зая жүрісі үшін (2.21)-ді ескере отырып,
аламыз, мұндағы, -- трансформация коэффициенті, яғни екінші және бірінші реттік катушкалардың орам сандарының қатынасына тең шама. Трансформатордың зая жүрісінде Егер болса, трансформатор төмендеткіш, ал бұл трансформатор жоғарылатқыш деп аталады. Жоғарылатқыш трансформатордың бірінші реттік катушкасының орам саны екінші реттік катушканың орам санынан аз, ал төмендеткіш трансформаторда керісінше.

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
7

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

Tрансформатормен біз жергілікті жерлердегі ток шамасын реттеп отыруға қолданамыз, онсыз қазіргі кездегі еш бір электрлік техника іске жарамсыз болар еді. Соның көмегімен біз өзімізге керек етіп тұрған кернеу мен токты аламыз. Трансформаторлар өз кезегінде бірнеше түрге бөлінеді: 1. күшейткіш трансформатор; 2. төмендеткіш трансформатор; 3. авто трансформатор; 4. пик трансформатор; 5. ток трансформатор; 6. кернеу трансформатор; 7. импульстік трансформатор; 8. бөлгіш трансформатор жəне т.б. болып бөлінеді. Айналатын бөлшектері болмауына байланысты қарамастан трансформаторлар электр машиналары қатарына жатады. Олар электр индукциялық заң негізінде бір шамадағы кернеулі электр энергиясын, екінші шамадағы кернеулі электр энергиясына айналдырады. {\displaystyle k1} {\displaystyle k={\frac {U_{1}}{U_{2}}}} {\displaystyle U_{2}=\mathrm {E} }
{\displaystyle U_{1}=\mathrm {E} _{1}=n_{1}e}

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
8

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

ІІ тарау 2.1 Құрылысы мен жұмыс істеу принципі
Егер трансформатордың 2-ші реттік орамалар саны 1-ші реттік орамалар санынан көп болса, онда ол - жоғарылатқыш трансформатор қызметін атқарады. Керісінше болса яғни 1-ші реттік орамалар саны 2-ші реттік орамалар санынан көп болса - төмендеткіш трансформатор қызметін атқарады.

2.1 сурет
Трансформатордың жұмыс iстеу принципi электромагниттiк индукция құбылысына негiзделген. Бiрiншi реттi орамдар арқылы айнымалы ток өткен кезде ферромагниттiк өзекшеде айнымалы магнит ағыны пайда болады. Бұл магнит ағыны өз кезегiнде екiншi реттi орамдарды да тесiп өтетiн болғандықтан осы орамдарда индукциялық ЭҚК-iн туғызады. Егер екiншi реттi орамдар тұтынушыларға қосылған болса, онда бұл тiзбектен де айнымалы ток өтедi. Ал бұл айнымалы ток өзекшеде қайтадан өзiнiң айнымалы магнит ағынын туғызады. Екiншi орамдардың туғызған магнит ағыны өзекшедегi толық магнит ағынын кемiтедi, бұл өз кезегiнде бiрiншi реттi орамдардағы өздiк индукция ЭҚК-iнiң кемуiне алып келедi. Өздiк индукция ЭҚК-iнiң кемуiнен бiрiншi реттi тiзбекте ток арта бастайды да, қоректендiрушi кернеудiң мəнi өздiк индукция ЭҚК-iне теңескенде жүйеде тепе-теңдiк орнайды. Орамдар санының бiр-бiрiне қатынасын(2.1)трансформациялау коэффициентi деп атайды. К1 болғанда трансформаторлар төмендеткiш, ал K1 болса жоғарылатқыш трансформаторлар болып табылады. Бiрiншi жəне екiншi орамдардағы ток күшi, кернеу мен орам сандарының арасында мынадай байланыс бар
(2.2)
Энергияның сақталу заңына сəйкес

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
9

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

(2.3)Мұндағы Р2=I2 U2 cosφ2 - екiншi тiзбектен тұтынушылар пайдаланатын қуат, Р1 =I1U1cosφ1 - бiрiншi тiзбекке қоректену көзiнен берiлетiн қуат, ал Рор=I1 2 r2 +I22 r2 - актив кедергiлерi r1 жəне r2 - ге тең орамдардағы қуат шығыны да, Рөз - ферромагниттiк өзекшенiң магниттелуiмен байланысты қуат шығыны. Трансформатордың пайдалы əсер коэффициентi (ПƏК)
(2.4)
Бүгiнгi күннiң технологиялары ПƏК-i 97-98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкiндiк бередi. Трансформаторлардың электр энергиясын тасымалдаудағы рөлi ерекше. Электр энергиясын қашық аралықтарға тасымалдау күрделi ғылыми-техникалық мəселе болып табылады. Бұл жердегi негiзгi мəселе энергия шығынымен байланысты. Өткiзгiштердiң қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль-Ленц заңына сəйкес тiзбектегi ток күшiнiң квадратына пропорционал, яғни Q=I2Rt. Олай болса тасымалдау кезiндегi бос шығынды азайту үшiн тасымалданатын қуатты кемiтпестен, ток күшiн мүмкiндiгiнше азайту қажет. Оның бiрден-бiр жолы кернеудiң шамасын аса жоғары, жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерiнiң болуы осымен байланысты. Электр энергиясын өндiретiн жерде кернеудi трансформаторлардың көмегiмен 400-500 мың вольтқа дейiн жоғарылатады да, тасымалдап жеткiзген соң энергияны тұтынатын жерде керiсiнше өндiрiстiк 220 вольтқа дейiн кемiтедi. Tрансформатормен біз жергілікті жерлердегі ток шамасын реттеп отыруға қолданамыз, онсыз қазіргі кездегі еш бір электрлік техника іске жарамсыз болар еді. Соның көмегімен біз өзімізге керек етіп тұрған кернеу мен токты аламыз. Трансформаторлар өз кезегінде бірнеше түрге бөлінеді:
1. күшейткіш трансформатор;
2. төмендеткіш трансформатор;
3. авто трансформатор;
4. пик трансформатор;
5. ток трансформатор;
6. кернеу трансформатор;
7. импульстік трансформатор;

Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
10

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

8. бөлгіш трансформатор жəне т.б. болып бөлінеді. Айналатын бөлшектері болмауына байланысты қарамастан трансформаторлар электр машиналары қатарына жатады. Олар электр индукциялық заң негізінде бір шамадағы кернеулі электр энергиясын, екінші шамадағы кернеулі электр энергиясына айналдырады. 2.2 Трансформаторлардың қызметі.
Трансформатор кернеудің шамасын өзгеретін параметрлердің өзара электрлік байланысынсыз өзгертуге арналған электр құрылғы. Трансформаторлар электр техникасында, электроникада, автоматтандыруда, телемеханикада, байланыс құрылғыларында, теледидарда, ЭЕМ мен техниканың басқа салаларында кең қолданыс тапты. Электр энергетикасында күш трансформаторлары елеулі орын алады. Олардың көмегінсіз электр энергиясын беру, тарату мен қолдану мүмкін емес. Электр энергиясын шығаратын көздердің кернеуі 20-30мың Вольттан аспайды. Мұндай кернеумен электр тасымалдау желісінде (ЭТЖ) Джоуль-Ленц заңы бойынша электр шығындары ретінде жоғалады.

2.2 сурет
ЭТЖ электр энергиясының шығынын айтарлықтай төмендетуді бір мезгілде кернеуді жоғарылата отырып, ток күшін азайту арқылы іске асыруға болады. Осы жағдайда берілетін электр қуаты S=UI өзгеріссіз күйінде қалады да,
Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
11

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

оның шығыны P=I2R квадраттық дəрежеде төмендейді. Энергетиканың қазіргі өркендеген кезеңінде электр қуаты миллион Вольттық кернеулермен мыңдаған километр қашықтықтарға тасымалданады. Мұндай жоғарғы кернеуді тек трансформаторлардың көмегімен ғана алуға болады. Басқа тұрғыдан алып қарағанда, жүздеген мың Вольттық кернеуді тұрғын үйлерге кіргізу, техникалық жағынан алғанда мүмкін емес. Кернеуді жоғарлату жəне төмендету трансформатордың тамаша қасиетті. 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 жəне параметрлік эффектіге негізделген. Негізгі элементтері магнитөткізгіш жəне онда орналасқан бірінші реттік орамалар (БРО) мен бір немесе бірнеше екінші реттік орамалардан (ЕРО) тұрады.
2.3 сурет
Трансформатордың барлық орамалары бір-бірімен индуктивті түрде, ортақ магнит өрісімен байланысқан. Бірқатар трансформаторларда екінші реттік орама қызметін бірінші реттік ораманың бір бөлігі атқарады, мұндай
Пар.
Құжат №_
Қолы_
_Күні_
Пар._
12

ИТК г.Алматы 1302000 Автоматтандыру және Басқару

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 жəне екінші реттік орамалардағы кернеулердің қатынасы олардағы орамдар санының қатынасына тең болады. Түрлендіретін ток түріне қарай 1 фазалы жəне 3 фазалы трансформаторлар болады. Атқаратын қызметіне қарай олар: 1. күштік немесе қоректендіру трансформаторлары (электр энергиясын таратуға арналған);
2. жоғары кернеулі сынақ трансформаторлары;
3. ток немесе кернеу импульстерін түрлендіру үшін қолданылатын импульстік трансформаторлар; 4. үлкен токтар мен кернеулерді өлшеуге арналған өлшеуіштік трансформаторлары;
5. жоғары кернеулі сынақ трансформаторлары;
6. жоғары жиілікті кернеулерді түрлендіруге арналған радиожиілікті трансформаторлар;
7. радиоэлектрондық құрылғылардың қоректендіруші блоктарында қолданылатын радиотрансфор - маторларға, т.б. бөлінеді Импульстік трансформаторлар мен қоректендіру 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, электртехникалық болат таспаларынан, магнитодиэлектриктер мен фериттерден) жасалады. Электрмен жабдықтау жүйелерінде, негізінен майлы трансформаторлар қолданылады. Қазіргі трансформаторлар, Фуко тогын азайту үшін оқшауланған пластиналардан құралған тұйық өзекшеден түрады. Өзекше пластиналары трансформаторлық болаттан жасалады, ол өте аз шығынмен оңай қайта магниттеледі.
Өзекшеге екі катушка кигізіледі . Бір ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.