Тақырыбы: Трансформаторлар

Жоспар: 1. Трансформаторлар құрылысы

2.Жұмыс істеу принципі

Трансформатор дегеніміз - кернеудің әсер мәнін өзгертетін құрылғы. Негізгі функциясы – эдектр тізбегіндегі кернеуді өзгерту.

Трансформаторлар дегеніміз – статикалық электрондық аппарат. Себебі айналмалы бөліктері жоқ. Трансформаторлар электромагниттік аппарат жұмыс істеу принциптері электромагниттік индукция заңына негізделген.

2.1.-сурет. Бір фазалы кернеу трансформаторының қурылысы. а - магнитөткізгіш; в - орамалар.

Конструкциясы. Трансформатордың 2 бөлігі болады. Болаттан жасалған өзекше және 2 орамасы бар: 1- орамасы генераторға қосылған, 2- орамасына тұтынушылар жалғанады. Ораманың материалдары сары сым (мыс немесе альюминий). Өзекше магнит өткізгіштіктің жұмысын атқарады. Орамалардың қызметі- электр тогын өткізу.

Жұмыс істеу принципі. Генератордың трансформатордың 1 орамасына u₁ кернеуі берілген. u₁ кернеуі арқылы 1 орамадан і₁ тогы өтеді. Өзекшеде магнит ағыны пайда болады. Электромагниттік индукция заңы бойынша 1-2 орамаларда Е₁, Е₂ электр қозғағыш критерийі пайда болады. 2- орамасында Е₂ арқылы і₁ тогы өтеді жіне 2 орамада u₂ кернеуі пайда болады.

Трансформатор айналымы ток тізбегінде жұмыс істейді, егер бұл трансформаторды тұрақты ток тізбегіне қоссақ 1-орамасында тұрақты ток пайда болады. Ток арқылы өзекшеде тұрақты магнит ағыны пайда болады. Бірақ, 1-2 орамасында электр қозғаушы күштер индукцияланбайды. Себебі, айналы ток тізбегінде

Е₁ = 4.44 f₁ w₁ ф_m

Е₂ = 4.44 f₁ w₁ ф_m

Тұрақты ток тізбегіндегі f₁ = 0 фаза саны бойынша трансформаторда 1 фазалы және 2 фазалы болып табылады. Трансформатор 2 топқа:

1.Күштік трансформаторлар

2. Өлшеуіш трансформаторлар

Өлшеу трансформаторлары 2 топқа:

А) Кернеу трансфоматор,

Б) Ток трансформаторы.

Кернеу трансформаторының 2 орамында стандартты 100 В кернеу болып табылады. Ал, ток трансформаторда 2 –орамасының тогы 5А тең. Коэффициент формуласы:

1. cos  - қуат коэффициенті

2. = ПӘК Р₂ - пайдалы қуат, Р₁ - тұтынған қуат.

3. = , = - жүктеме коэффициенті

4. К , К , К - трансформация коэфициенті.

№3 Лекция

Тақырыбы: Трансформатордың жұмыс тәртібі.

Жоспар: 1. Трансформатордың қалыпты жұмыс тәртібі.

2. Трансформатордың бос жүріс режимі.

3. Қысқа тұйықталу режимі.

Қалыпты жұмыс режимі - трансформаторды калыпты кернеу желігіне косканда, шексіз ұзак уақыт төлқұжатында көрсетілген жүктемемен қызуы белгіленген мөлшердан аслайтын жұмысын қамтамасыз ететін негізгі эксплуатациялау режимі.

Төлқүжат-дегеніміз трансформатордың қалыпты жұмысына сай келетін барлық негізгі өлшемдері жазылған метал қаңылтыр. Мұнда толық қуат S, кВА; бірінші U жэне екінші U орамалардыңжелілек кернеуі, В; бірінші жэне екінші орамаларды жалғаудың электрлік сұлбалары; жалғастыру топтары; фазалар саны; тоқгың жиілігі; қысқа тұйықтау кернеуі; И_к %; жұмыс тәртібі; суыту тәсілі және трансформаторды жинау жэне эксплуатациялау кездерінде қажет болатын кейбір қосымша мағлұматтар жазылады.

Транс форматордың ПӘК өте жоғары сандықтан екі орамадағы қуат бірдей деп алады. Трансформатордың төлқұжатында қуат коэф­фициенті көрсетілмейді және жүктеменің cos-iнe тең деп саналады. Трансформатордың бірінші және екінші орамаларындағы қалыпты токтардың I_1Н және I_2Н мәндері мына өрнектермен есептеледі:

I_1Н = S_{H /} 3U_{1Н ;}

I_1Н = S_{H /} 3U_1Н

Бос жүріс режимі. Трансформатордың бос жүріс режимі - трансформатордың екінші орамасы ажыратулы, ал бірінші орама-сының қалыпты кернеуге қосылған болуы кездегі жұмысы. Бұл кезде:

U_1X = U_1H

J_2x =0

Трансформатордың бос жүріс режим кезінде екінші орамадағы ток нөлге тең (ораманың қысқыштары ажыратулы) жэне тек қана бірінші орама бойынан ток / өткен кезде онда магнит ағыны пайда болады. Екінші орамнан магнит ағынын магнитеізденді-ру эсері болмайтындығынан трансформатордың бос жүріс ре-жиміндегі тоқ, трансформатордың қалыпты тоғының 10%-нен артпайды: І_1х=(0,1,„0,03) І_1н Трансформатордың қуаттығы артқан сайын, бос жүріс тоғы пайыздық қатынас бойынша азаяды, ал трансформатордың қуаттығына тең қалыпты кернеу шамалы ғана өседі. Трансформатордың екінші ораманың қысқыштарындағы бос жүріс кернеуі ондағы индукцияланған ЭҚК-ке тең:

U_2X = Е₂

Трансформатордың бос жүріс режимі кездегі тұтынатын қуаты, оның калыпты қуатының 1% -нан артпайды Р= (0,01...0,00З)Р_н

Ол қуат трансформатордың бірінші орамында сымдарда элек-трлік жэне магниттік және болат өткізгіштің магниттік, к^йынды тоқтардан, гистерезис кұбылысын шығындарды түзеуге кетеді.

Трансформатордың куаттылығы жоғары болған сайын, бос жүріс жұмыс шығынының оның қалыпты қуатына үлесі, солғұрлым аз болады. Трансформатордың жүксіз жұмысынын тәртібі онын тасымалдау коэффицентін жуықтап есептеуге пайдаланады. (K_m=U₁/U_2x), бұл магнитөткізгіш болатта, тармақтардагы магниттену өлшемдері, олардың физикалык мэндері келесі тараулардың тармақтарында қарастырылады.

Қысқа түйықталу режимі. Қысқа тұйықталу дегеніміз трансформатордың екінші орамасы қысқа тұйықталып, бірін-ші ораманың қысқыштарына, бірінші орамадагы тоқтың шамасы қалыпты жағдайдагы мэніне тең болатындай кернеуге жалғануы.

Оның екі түрі: апаттық, мұнда алғашқа кернеу қалыпты кернеуге тең және лабороториялық, онда бірінші ораманың қысқыштарына бірінші орамадағы тоқтар қалыпты мөлшерде болатындай мөлшерде кернеу беру.

І_1К3 = І_1н

І_2К3 = І_2н

Апатты жағдайда трансформатордағы ток қалыпты тоқтан (15...20) есе артық болады, эксплуатациялау барысында оған жол беруге болмайды. Ондайда трансформаторды желіден «дереу» ағыту қажет.

Лабороториялық қысқаша тұйықталу кернеуі қалыпты кер-неудің 5...10 % болады: и_к=(0,05...0,1)U_H. Ол неғұрлым аз болса трансформатордың қуаттылығы соғұрлым болады. Оның сандық мэні трансформатордың төлқұжатында % -бен беріледі:

u_к % = U_к 100% /U_H

Қысқаша түйықталу режимде транс форматорда өтетін физикалық процесстер, жүкпен жүмыс істеу кезіндегідей, тек айырмасы екінші ораманың қысқыштарындағы кернеу нөлге тең, ал қорытынды маг­нит ағыны соған жуық.

Электрлік тепе-тендік тендеуі мына түрге келеді.

U_к= -E_1k +I_1kZ_1k

U_к= -E_2k - I_2kZ_2k

Екінші орамадағы магнит ағыны бірінші орамадағы тоқтың күші арқылы пайда болатын магнит ағынын толық жабады, себебі темір магнит өткізгішті бос жүріс режиміне қарағанда ұлгайған магниттік өтімділік болуынан жоғары канықпағандық жағдайда ұстайды. Іс жүзінде қысқа тұйыкталу режимде трансформаторда шашырау ағыны гана қалады. Трансформатор орамаларындағы активті кедергі аз. Сондықтан қалыпты кернеудің бірлік пайызын құрайтын кернеу кезІнде де орамадағы тоқтың мәні қалыпты шамасына Ом заңына сәйкес жетеді.

Қысқа түйықталу кезінде, негізгі ағын өте аз болғандыктан, маг­нит өткізгіштердегі шығынды тәжірибеде инженерлік дәлдікпен екі орамадағы Омдық кедергіге тең деп алып жэне қысқа тұйыкталудың қосынды шығынын екі орамның Омдық кедергісіне теңеп алуға бо-лады.

P_к = P_m1 + P _m2

Күш тік транс форматорларында қысқа тұйыкталу қуаты

I_к = I_Н кезінде қалыпты куаттылықтың(3...0,5 %) құрайды, демек Р_к= (0,03... 0,005) Р_н

Қысқаша түйықталу қуаты, жүксіз жүмыс қуатынан (2,5...4,0) есе артық:

Р_к=(2,5„. 4,0)Р_х

Қысқатұйықталудыңтэжірибе кезінде алынған мэндері орамадағы электр шығындарын және трансформатордың өлшемдерін аныктауга арналған кейбір тэжірибелік есептерді шығару кезінде пайдаланады.

№4 Лекция