|
2-mavzu. Transformator chulg‘amlaridagi eyuk va toklar
|
| Sana | 07.12.2023 | | Hajmi | 1,62 Mb. | | #113391 |
Bog'liq 2 mavzu
2-mavzu. Transformator chulg‘amlaridagi EYUK va toklar.
Yuqorida aniqlangan almashtirilgan elektr sxema (1.18,b-rasm) transformatorning barcha rejimlarida zarur bo‘lgan aniqlikda tadqiqot qilish imkonini beradi. Quvvati 50 kV·A va undan yuqori bo‘lgan transformator tavsiflarini uning yordamida aniqlash katta ahamiyatga ega, chunki bunday transformatorlarni bevosita eksperimental usulida aniqlash ba’zi texnik qiyinchiliklar bilan bog‘liq: elektr energiyani besamara sarf qilish, qimmatbaho va katta xajmli yuklantirish uskunalari zaruratligi.
Almashtirish sxema parametrlari ni hisoblash (transformatorni loyihalash jarayonida) yoki tajriba usullari yordamida aniqlash mumkin.
Quyida almashtirish sxema parametrlarini tajriba usuli bilan aniqlash tartibi keltirilgan. Uning uchun yuksiz ishlash (yu.i.) va qisqa tutashuv (k.t.) tajribalarini o‘tkazish zarur bo‘ladi.
YUksiz ishlash tajribasi. YUksiz ishlash deb transformatorning shunday ishlash rejimi nazarda tutiladiki, unda birlamchi chulg‘amga turli qiymatlarda kuchlanish ulab, ikkilamchi chulg‘am uzilgan, ya’ni yuklanishga ulanmagan ( ) bo‘ladi. Bunday holat uchun kuchlanishlar va toklar tenglamalari quyidagi shaklga keladi
(1.40)
Transformator yuksiz ishlaganda foydali quvvat nolga teng bo‘lgani uchun, transformatorning kirishidagi yu.i. quvvati magnit o‘zakdagi magnit quvvat isrofi (gisterezis va uyurma toklar isroflari)ga, hamda faqat birlamchi chulg‘amdagi Joul (misdagi) isroflari I02r1 (chulg‘amdagi tok oqishi sababli uning qizishi)ga sarf bo‘ladi.
Biroq, I0 tokning kichik ekanligini e’tiborga olib (uning qiymati nominal tok I1nom ning 2-10% dan katta emas), elektr I02r1 isroflarni e’tiborga olmaslik va transformatorning barcha yu.i. quvvati magnit o‘zakdagi magnit quvvatlardan iborat, deb hisoblash mumkin. Shu sababli magnit isroflarni transformatorda yu.i. isroflari, deb qabul qilingan.
Transformator yuksiz ishlash tajribasi 1.29,a-rasmda keltirilgan sxemadan foydalanib bajariladi. Sxemaga ulangan elektr o‘lchov asboblari komplekti bevosita birlamchi chulg‘amga keltirilgan kuchlanish , ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanish , yu.i. quvvati va yu.i. toki ni o‘lchash imkoniyatini beradi.
1.29-rasm. Bir (a) va uch fazali (b) transformatorlar yuksiz ishlash tajribasi
sxemalari
Bir fazali transformator birlamchi chulg‘amiga, aksariyat, kuchlanishni 0 dan 1,15·U1nom gacha ravon oshirish imkonini beruvchi bir fazali kuchlanish rostlagichi (BKR) dan beriladi. Bunda, tahminan bir hil oraliqda yu.i. toki oshirilib, barcha o‘lchov asboblari ko‘rsatkichlari yozib olinadi. Shundan so‘ng yu.i. tavsiflari: yu.i. toki Io, yu.i. quvvati va yu.i. quvvat koeffitsienti ning kuchlanishga bog‘liqligi (1.30-rasm) quriladi.
1.30-rasm. Transformator yu.i. tavsiflari
Bu tavsiflarning egri chiziqli ekanligi magnit o‘zakning to‘yingan holatiga bog‘liq bo‘lib, kuchlanish U1 ning ma’lum qiymatidagina yaqqol tus oladi.
Uch fazali transformatorning yu.i. tajribasi bajarilishida birlamchi chulg‘am U1 kuchlanishi biror uch fazali kuchlanish rostlagichi UFKR (1.29,b-rasm) yordamida boshqariladi. Yuksiz ishlash tavsiflari uchchala faza tok va kuchlanishlarining o‘rtacha qiymatlari uchun quriladi
(1.41)
(1.42)
Bir fazali transformator uchun quvvat koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi
(1.43)
(1.44)
Bunda va - bir fazali vattmetrlarning ko‘rsatkichlari; va -kuchlanish va toklarning faza qiymatlari.
Yuksiz ishlash tajribasi natijasi bo‘yicha quyidagilar aniqlanadi:
transformatsiyalash koeffitsienti
k = U1/U20 = wl/w2;
kuchlanish nominal U1nom bo‘lgandagi yu.i. toki (nominalga nisbatan protsentda)
i0=(Ionom/I1nom)100%. (1.45)
yu.i. quvvat isrofi R0.
Uch fazali transformatorlarning yu.i. rejimida fazalardagi toklar teng emas va nosimmetrik tizimni tashkil qiladilar (§ 1.8ga qarang), shu sababli quvvat R0 ni ikki vattmetr usuli (1.29,b-rasmda keltirilganidek) yoki uch vattmetr usuli yordamida o‘lchash zarur. Yu.I. rejimida 1.31-rasmdagi almashtirish sxemasining birlamchi shoxobchasi kuchlanishlar pasayuvi juda kichik miqdor bo‘lganligi sababli, sezilarli xatoga yo‘l qo‘ymasdan, magnitlovchi shoxobcha parametrlarini hisoblashda quyidagi ifodalarni qo‘llash mumkin:
(1.46)
(1.47)
(1.48)
Aksariyat, umum mo‘ljal katta va o‘rta quvvatli transformatorlarda nominal birlamchi kuchlanish bo‘lganda yu.i. tokining miqdori i0=10÷0,6% dan oshmaydi. Agar nominal kuchlanish U1nom ga mos bo‘lgan amaldagi yu.i.toki I0nom va yu.i. quvvati P0nom katalogdagi shu transformator ko‘rsatkichlaridan katta bo‘lsa, bu shu transformatorning nosozligidan darak beradi: chulg‘amlarda qisqa tutashgan o‘ramlar mavjudligi yoki magnit o‘zak plastinalarida tutashliklar borligidan darak beradi.
1.31-rasm. Transformatorning yuksiz ishlash almashtirish sxemasi
Misol 1.4. Yuqorida 1.30-rasmda uch fazali transformatorning yu.i. tavsiflari keltirilgan bo‘lib, pasport qiymatlari quyidagicha: Snom=100kV·A; Ulnom,/U2nom=6,3/0,22 kV; chulg‘amlar ulanish Y/Y. Transformator almashtirish sxemasi magnitlovchi shoxobchasining parametrlari zm, rm va xt xamda QK chulg‘ami faza kuchlanishi U2f = 127 V nominal bo‘lganda yu.i. toki aniqlansin.
Echish. Magnitlovchi shoxobcha to‘la qarshiligi (1.46) dan
Magnitlovchi shoxobcha aktiv qarshiligi (1.47) dan ,
Magnitlovchi shoxobcha induktiv qarshiligi (1.48) dan
Yuksiz ishlash toki (1.45) dan
bunda tokning QK chulg‘amidagi nominal tok
bunda U2nom— ikkilamchi kuchlanishning liniya qiymati.
Qisqa tutashuv tijribasi. Transformatorning qisqa tutashuvi (q.t.) shunday rejimki, unda ikkilamchi chulg‘am klemmalari qisqa tutashgan bo‘lib (zn=0), bu chulg‘amdagi kuchlanish nolga teng bo‘ladi (U2=0). Ekspluatatsiya sharoitida, transformatorga to‘la kuchlanish U1nom ulanganda, qisqa tutashuv avariya rejimi hisoblanadi va transformator uchun katta xavf tug‘diradi.
Q.t. tajribasi o‘tkazishda bir fazali transformatorning QK chulg‘ami qisqa tutashtiriladi (1.32,a-rasm), YuK chulg‘amiga esa pasaytirilgan kuchlanish beriladi, kuchlanish rostlagichi bilan UK.nom gacha asta oshirib, birlamchi (I1k=I1nom) va ikkilamchi (I2k=I2nom) chulg‘amlardagi toklar nominal qiymatlarigacha etkaziladi. Shu tariqa o‘lchov asboblari ko‘rsatkichlari yozib olinadi va q.t. tavsiflari: q.t. toki I1K, q.t. quvvati Rk, va quvvat koeffitsientining kuchlanishga bo‘lgan bog‘liqligi quriladi (1.33-rasm).
Uch fazali transformator bo‘lganda tajriba 1.32,b-rasmda keltirilgan sxema bo‘yicha bajariladi, q.t. kuchlanishi va q.t. toki uchchala faza ko‘rsatkichlarining o‘rtacha arifmetik qiymatlaridan olinadi
1.32-rasm. Bir (a) va uch fazali (b) transformator qisqa tutashuv
tajribasi sxemasi
(1.49)
(1.50)
Q.t. dagi quvvat koeffiuienti quyidagicha aniqlanadi
cosφk=Rk/(3UkI1k), (1.51)
bunda uch fazali transformator aktiv quvvati ikki vattmetr usuli bilan o‘lchanadi. Unda q.t. quvvati quyidagicha bo‘ladi
(1.52)
Ushbu (1.52) tenglikda PK i RK — bir fazali vattmetrlarning ko‘rsatkichlari, Vt.
1.33-rasm. Transformator q.t. tavsifi
Qisqa tutashuv tajribasida transformator chulg‘amlaridagi nominal tokni ta’minlaydigan kuchlanish qisqa tutashuv nominal kuchlanishi deyiladi va, aksariyat, nominal kuchlanishga nisbatan foizda hisoblanadi va transformator pasportida keltiriladi
(1.53)
Kuchli transformatorlar uchun = (5-10)·U1HOM , %.
Yuqorida keltirilgan (1.20) ga ko‘ra, magnit o‘zakdagi magnit oqim birlamchi kuchlanish U1ga proporsionaldir. Ammo bu kuchlanish q.t. vaqtida 10·U1HOM %dan oshmasligi sababli magnit oqim ham juda kichik bo‘ladi. Bunday kichik magnit oqimni hosil qilish uchun shunchalar kichik magnitlovchi tok kerak bo‘ladiki, tokiga nisbatan uni e’tiborga olmasa ham bo‘ladi. Shuning uchun qisqa tutashgan transformatorning toklar tenglamasida quyidagicha bo‘ladi almashtirish sxemasida esa magnitlovchi shoxobcha bo‘lmaydi (1.34,a-rasm).
Bunday almashtirish sxemasi uchun kuchlanishlar tenglamasini quyidagicha yozish mumkin
, (1.55)
yoki (1.56)
Qisqa tutashuvda transformatorning to‘liq qarshiligi
(1.57)
bunda va — qisqa tutashuv qarshiligi ning aktiv va reaktiv tashkil etuvchilari.
Transformatorning qisqa tutshuv toklar (1.54) va kuchlanishlar (1.55) tenglamalaridan foydalanib, q.t. tajribasi uchun vektor diagrammasini quramiz (1.34,b-rasm).
1.34-rasm. Transformatorning qisqa tutashuv almashtirish sxemasi (a) va vektor diagrammasi (b)
(1.54)
Diagramma qurishni kuchlanish vektoridan boshlaymiz. So‘ngra kuchlanishga nisbatan φk burchagi ostida tok vektori I1K = –I2K ni o‘tkazamiz. Birlamchi, so‘ngra ikkilamchi chulg‘amlardagi kuchlanishlar pasayuvi , va , vektorlarini qo‘yib, AOV to‘g‘ri burchakli uchburchakni hosil qilamiz. Bu uchburchak qisqa tutashuv uchburchagi deyiladi. Uchburchakning tomonlari quyidagilarga teng bo‘ladi
bunda
(1.58)
bu erda Uk.a Uk.r — qisqa tutashuv kuchlanishining aktiv va reaktiv tashkil etuvchilari, V.
Qisqa tutashuvdagi almashtirish sxemasining to‘liq, aktiv va induktiv qarshiliklari quyidagicha bo‘ladi
(1.59)
(1.60)
(1.61)
Aniqlangan qarshiliklar va , quvvat , quvvat isrofi cosφk miqdorlari ishchi harorat +750S ga keltirish kerak
(1.62)
(1.63)
(1.64)
. (1.65)
Bu erda - chulg‘am harorati θ1 bo‘lgan qisqa tutashuv aktiv qarshiligi;
α=0,004 - mis va alyuminiy uchun qizishdan kengayish koeffitsienti.
Qisqa tutashuv tajribasida asosiy magnit Fmax maydoni birlamchi chulg‘amda nominal kuchlanish bo‘lgandagi magnit oqimning birnecha foizini tashkil etganligi sababli, q.t. dagi magnit isroflarini e’tiborga olmasa ham bo‘ladi. Demak, transformatorning q.t. dagi olayotgan quvvati to‘laligicha chulg‘amlardagi elektr isroflarga sarflanar ekan
Bundan so‘ng, q.t. quvvati ishchi harorat +75 °S ga keltiriladi
Misol 1.5. Quvvati 100 kV·A, liniya kuchlanishlari 6,3/0,22 V, chulg‘amlar ulanishi Y/Y (kuchlanish QK chulg‘amlarigi ulangan) uch fazali transformator q.t. tajribasi o‘lchov asboblar natijalari 1.1-jadvalda keltirilgan. Q.T. tavsivlarini quring:
q.t. toki ning kuchlanish ga bog‘liqligi;
q.t. quvvati ning kuchlanish ga bog‘liqligi;
q.t. quvvati koeffitsienti ning kuchlanish ga bog‘liqligi.
Echish. Quyida 1.1-jadvalda q.t. tajribasi natijasida olingan parametrlarning bo‘lgandagi faza nominal q.t. kuchlanishi ga mos keluvchi qiymatlari keltirilgan.
1.1-jadval
№
izmereniya
|
UkA, B
|
UkB, B
|
UkC, B
|
IkA, A
|
IkB, A
|
IkC, A
|
Pk, Bt
|
1
2
3
4
|
64
105
147
191
|
63
105
146
189
|
62
103
145
190
|
2,9
5,1
7,2
9,2
|
3,0
5,0
7,0
9,2
|
3,1
5,0
7,2
9,1
|
190
513
1040
1780
|
Uch faza uchun q.t.dagi faza kuchlanishlarinig o‘rtacha qiymatlari (1.49)dan
Uk.nom = (191 +189 +190)/3 = 190 V.
Uch faza uchun q.t. tokining o‘rtacha qiymati (1.50)dan
I1k=(9,2+9,2+9,1)/3=9,15A.
Q.t. tajrabasidan transformator almashtirish sxemasi parametrlari: - (1.59) dan q.t. to‘la qarshiligi
zk=Uk.nom/I1nom=190/9,15=20,8Om;
- Q.t. quvvati ifodasidan Pk = I1k2rk q.t. aktiv qarshiligini aniqlaymiz
rk = Pk /(3 I12nom)=1780/(3·9,152) = 7,1 Om;
- Q.t. induktiv qarshiligi (1.61) dan
Tajribalar o‘tkazilayotganda transformator chulg‘amlarining harorati θ1=20°S, deb hisoblab, hosil qilingan qiymatlarni chulg‘amlar qizishi natijasida hosil bo‘lgan harorat +750 C ga keltiramiz: q.t. aktiv qarshiligi (1.62) ifodadan aniqlanadi
rk75= 7,1[1 + 0,004(75 - 20)] = 8,6 Om;
q.t. to‘la qarshiligi
q.t. quvvati (1.64) ifodadan aniqlanadi
Rk75=3I1k2rk75=3·9.152·8.6 =2160 Vt;
Quvvat koeffitsienti
cosφk75 = rk75 /zk75= 8.6/21.5 = 0,40;
q.t. kuchlanishi (1.65)dan
uk75 =( I1k zk.75/Ulmm)100 = (9,15·21,5·√3/6300)l00 = 5,4%.
Shunday tartibda q.t. tokining boshqa qiymatlari uchun q.t. parametrlarini hisoblaymiz. Hisoblashlar natijalarini 1.2-jadvalga kiritamiz, so‘ngra qisqa tutashuv tavsiflarini quramiz (1.33-rasm).
1.2-jadval
№ izmereniya
|
Uk,V
|
I1k,A
|
Rk75,VT
|
cosφk75
|
1
2
3
4
|
65
108
152
190
|
3
5
7
9,15
|
230
620
1260
2160
|
0,40
0,40
0,40
0,40
|
4-Mavzu. Transformator chulg’amlaridagi EYK va toklar
Transformator magnit o‘zagining asosiy o‘zgaruvchisi F magnit oqimi, birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlar o‘ramlari w1 va w2 bilan ilashib (1.1-rasm), ularda EYUKlarni induktivlaydi
; .
Faraz qilaylik, magnit oqim F vaqtning sinusoidal funksiyasi, ya’ni
(1.4)
bunda magnit oqimining maksimal qiymati.
U holda (1.4) ni e1 ifodaga qo‘yib, uni differensiallasak, quyidagi hosil bo‘ladi
(1.5)
Biroq, bo‘lganligi uchun
(1.6)
Shunga o‘xshash
(1.7)
Ifodalar (1.6) va (1.7) dan shuni ko‘rish mumkinki, EYUK e1 va e2 fazasi bo‘yicha F magnit oqimdan burchakka orqada qolmoqda. EYUKning maksimal qiymati
(1.8)
1.14-rasm. Bir fazali transformatorda magnit maydonlar
Bunda ni ga bo‘lsak va (1.8)ga qo‘ysak, birlamchi EYUKning ta’sir etuvchi (effektiv) qiymatini topamiz (V).
, (1.9)
shunga o‘xshash, ikkilamchi chulg‘am EYUKi
(1.10)
QK chulg‘ami EYUKning YUK chulg‘ami EYUKga nisbati transformatsiyalash koeffitsienti deyiladi
(1.11)
Amaliy hisoblashlarda transformatsiyalash koeffitsienti ma’lum aniqlikda QK chulg‘ami kuchlanishining YUK chulg‘ami kuchlanishiga nisbati olinadi: .
Transformator chudg‘amlaridagi toklar I1 va I2 asosiy magnit oqim F dan tashqari, har biri faqat o‘zining chulg‘amlari o‘ramlari bilan ilashuvchi tarqoq magnit oqimlarini F61 va F62 (1.14-rasm) va ularda tarqoq EYUK larni hosil qiladilar. Bu EYUKlar birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarda quyidagicha bo‘ladilar:
bunda va - ushbu chulg‘amlarning tarqoq induktivliklari.
Tarqoq magnit oqimlar aksariyat magnit singdiruvchanligi doimiy bo‘lgan nomagnit muxitlarda (havo, moy, mis) tutashganligi sababli, ular induktivliklari i doimiy deb hisoblash mumkin.
Tarqoq EYUKlarning ta’sir etuvchi qiymatlari mazkur chulg‘amlardagi toklarga proporsional:
, (1.12)
bunda x1 va x2 - mos ravishda, birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarning tarqoq induktiv qarshiliklari, Om (ushbu ifodalarda manfiy belgi shu EYUKlarning tarqoq reaktivligi ekanini ko‘rsatadi).
Shunday qilib, transformatorning har bir chulg‘amida ikkitadan EYUK induktivlanar ekan: asosiy magnit maydon F dan EYUK va tarqoq magnit maydon (F61 birlamchi chulg‘amda va F62 ikkilamchi chulg‘amda) EYUKlari.
Transformatorning tarmoq kuchlanishi ga ulangan birlamchi chulg‘ami uchun, birlamchi chulg‘am aktiv qarshiligi da hosil bo‘lgan kuchlanishlar pasayuvini e’tiborga olib, Kirxgofning ikkinchi qonuni uchun kuchlanishlar tenglamasi quyidagicha yoziladi (Uning tepasidagi nuqta vektor qiymatni belgilash uchun qo‘yilgan)
yoki, EYUK va ni tenglamaning o‘ng tomoniga o‘tkazib va tarqoq EYUKlarni tarqoq induktivlik orqali ifodalab x1, transformator birlamchi zanjirining kuchlanishlar tenglamasini hosil qilamiz
. (1.13)
Birlamchi chulg‘amda asosiy magnit oqim F induktivlagan EYUK E1, o‘zinduksiya EYUK ekanligini ko‘rsatadi, shu sababli birlamchi chulg‘amga tarmoqdan keltirilgan kuchlanish ga nisbatan teskari fazada bo‘ladi.
Aksariyat induktiv va aktiv kuchlanishlar pasayuvi boshqa qiymatlarga nisbatan juda kichik miqdorlardir, shu sababli ma’lum aniqlik bilan aytish mumkinki, transformatorga keltirilgan tashqi kuchlanish EYUK bilan muvozanatlanadi, ya’ni
. (1.14)
Transformatorning yuklanish qarshiligi ulangan ikkilamchi chulg‘ami uchun kuchlanishlar tenglamasi quyidagicha yoziladi
(1.15)
ya’ni, ikkilamchi chulg‘amda induktivlangan EYUKlar yig‘indisi kuchlanishlar pasayuvi yig‘indisi bilan muvozanatlanadi. Bunda - ikkilamchi chulg‘am aktiv qarshiligi. Yuklanishdagi kuchlanishlar pasayuvi transformatorning ikkilamchi chulg‘amidagi kuchlanishni ifodalaydi
. (1.16)
Ushbu (1.15) tenlamani birlamchi chulg‘am EYUK tenglamasiga o‘xshash (1.13) holatga keltiramiz. Bunda (1.12) va (1.16) ifodalarni e’tiborga olib, transformatorning ikkilamchi zanjiri kuchlanishlar tenglamasini hosil qilamiz
(1.17)
Bu tenglamadan shuni ko‘rish mukinki, yuklanishga ulangan transformator chiqish klemmasidagi kuchlanish shu chulg‘am EYUKdan ikkilamchi chulg‘am qarshiliklari dagi kuchlanishlar pasayuviga farq qilar ekan.
1.5. Magnit yurituvchi kuch va tok tenglamalari
Faraz qilaylik, transformator yuksiz ishlash rejimida (1.15,a-rasm) ishlayapti, ya’ni uning birlamchi chulg‘ami klemmalariga U1 kuchlanish ulangan, ikkilamchi chulg‘am uzilgan (I2=0). Ushbu rejimda birlamchi chulg‘amdagi I0 toki yuksiz ishlash toki deyiladi.
1.15-rasm. Bir fazali transformator yuksiz ishlash (a) va yuklanish (b) rejimlari
Bu tok yordamida hosil qilingan magnit yurituvchi kuch (MYUK) magnit o‘zakda asosiy magnit oqimni hosil qiladi, uning maksimal qiymati quyidagiga teng
(1.18)
bunda - magnit o‘zakning magnit qarshiligi.
Ikkilamchi chulg‘amni ZN yuklanishga ulasak (1.15,b-rasm) unda I2 toki hosil bo‘ladi. Bunda birlamchi chulg‘amdagi tok I1 miqdorgacha ortadi.
Endi magnit oqim Fmax va MYUKlarning ta’sirlari bilan hosil bo‘ladi
(1.19)
Bu magnit oqimni (1.19) dan aniqlash mumkin
yoki, U1≈(-E1) ekanligini e’tiborga olib, quyidagini olamiz
(1.20)
Ifoda (1.20) dan ko‘rinadiki, asosiy magnit maydon F qiymati transformator yuklanishiga bog‘liq emas ekan, chunki kuchlanish U1 o‘zgarmas deb qabul qilindi. Biroq, shuni nazarda tutish zarurki, bu hisoblashlar tahminiy va yuklanishning nominal miqdordan oshmaydigan holatlariga taalluqlidir. Buning sababi shundaki, F ning o‘zgarmasligi tenglikka asoslangan va unda birlamchi zanjir kuchlanishlar pasayuvi e’tiborga olinmagan [(1.13) bilan solishtiring].
Qabul qilingan ekanligi (1.18) va (1.19) ifodalarni tenglashtirish imkonini beradi
,
natijada transformator MYUK tenglamasini hosil qilamiz
(1.21)
Ifoda (1.21) ni o‘zgartirib, birlamchi chulg‘am MYUK tenglamasini ikki tashkil etuvchilarning yig‘indisi sifatida yozish mumkin
MYUK tenglamasining tashkil etuvchisi transformator magnit o‘zagida asosiy magnit maydoni F ni hosil qiladi, tashkil etuvchisi esa ikkilamchi chulg‘am MYUK ni muvozanatlaydi.
Transformator ikkilamchi chulg‘ami MYUK ning asosiy magnit maydon F ga ta’sirini Lens qoidasi bo‘yicha tushuntirish mumkin. Bu qoidaga ko‘ra chulg‘amda induktivlangan EYUK shu chulg‘amda shunday tok hosil qiladiki, u o‘zining magnit ta’siri bilan EYUK ni hosil qilgan birlamchi sababga qarshi yo‘naladi. EYUK ni hosil qilgan birlamchi sabab asosiy magnit maydon F dir. Shuning uchun ikkilamchi chulg‘amdagi tok magnit oqim Fga qarama-qarshi yo‘nalgan, ya’ni u bilan qarama-qarshi fazada bo‘lgan va uni kamaytirishga yo‘nalgan MYUK ni hosil qiladi. Agar ikkilamchi chulg‘am w2 qisqa tutashgan yoki sof induktiv qarshilikki ulangan bo‘lganda edi, u holda tok EYUK fazasidan Ψ2 = 90°ga orqada qolgan va MYUK butkul magnit o‘zakka nisbatan magnitsizlovchi bo‘lar edi.
Real vaziyatlarda esa ikkilamchi chulg‘am yuklanish qarshiligi ZH = rn ± ±jxH ga ulangan bo‘ladi, shu bilan birga, uning o‘zi ham r2 aktiv qarshilikka ega. Shuning uchun toki va EYUK orasidagi faza siljishi 90° dan farq qiladi va asosiy magnit maydon F ga MYUKning hammasi ta’sir etmay, faqat uning reaktiv tashkil etuvchisi ta’sir etadi.
Aktiv-induktiv yuklanishda yuk toki EYUK dan burchakka orqada qoladi, MYUK o‘zining reaktiv (induktiv) tashkil etuvchisi bilan transformator magnit o‘zagiga magnitsizlovchi ta’sir etadi
bunda — yuklanish tokining reaktiv tashkil etuvchisi.
1.16,a-rasmda transformatorning aktiv-induktiv yuklanishi uchun ikkilamchi chulg‘am MYUK vektor diagrammasi keltirilgan. Diagrammada ikkilamchi chulg‘am EYUK vektori fazasi bo‘yicha asosiy magnit oqimi Fmax vektoridan 900 ga, ikkilamchi chulg‘am MYUK fazasi bo‘yicha EYUK dan ψ2 burchakka orqada qoladi. Bu diagrammalardan ko‘rinadiki, ikkilamchi chulg‘am MYUKning reaktiv (induktiv) tashkil etuvchisi asosiy magnit oqim Fmax bilan qarama-qarshi fazada, ya’ni transformator magnit o‘zagiga magnitsizlovchi ta’sir etar ekan.
Transformator ishining tahlili shuni ko‘rsatadiki, transformator nominalga yaqin yuklanishida asosiy magnit oqim F qiymati sezilarsiz o‘zgarar ekan va avval qabul qilingan F ≈ const shart asosli ekan. Chunki reaktiv tashkil etuvchisi magnit o‘zakka magnitsizlovchi ta’sir etadigan ikkilamchi chulg‘am MYUKning birlamchi chulg‘am MYUK bilan kompensatsiyalanadi
(1.22)
Transformator yuk toki o‘zgarishida ikkilamchi chulg‘am MYUK o‘zgaradi, bu esa tashkil etuvchi hisobiga birlamchi chulg‘am MYUK ning o‘zgarishiga olib keladi. YUksiz ishlash MYUK tashkil etuvchisi qiymati esa o‘zgarishsiz qoladi, lekin transformator asosiy magnit maydonini F ≈ const hosil qilish uchun etarli bo‘ladi.
Transformator aktiv-sig‘im yuklanishli bo‘lganda yuklanish toki EYUK dan fazasi bo‘yicha burchakka ilgarilab ketganda, MYUK reaktiv (sig‘im) tashkil etuvchisi asosiy magnit maydon Fmax fazasi bo‘yicha mos keladi va transformator magnit o‘zagini magnitlaydi (1.16-rasm). Bunday holda aktiv-induktiv yuklanishdagidek [(1.22)ga qarang], birlamchi MYUK ( ) tashkil etuvchisi ikkilamchi MYUK ta’sirini kompensatsiyalaydi.
MYUK tenglamasi (1.21) ni o‘ramlar soni ga bo‘lsak
yoki 1.23)
bunda , — birlamchi chulg‘am o‘ramlar soniga keltirilgan ikkilamchi chulg‘amning yuk toki.
Ifoda (1.23)ni o‘zgartirib, transformator toklar tenglamasini hosil qilamiz
(1.24)
Bu tenglamadan birlamchi tok ni ikki tashkil etuvchilarning yig‘indisi deb qarash mumkin: magnit o‘zakda asosiy magnit oqimini hosil qilish uchun etarli bo‘lgan va MYUK ni hosil qiladigan toki, hamda ikkilamchi MYUK ni hosil qilgan tok .
1.16-rasm. Aktiv-induktiv (a) va aktiv-sig‘im (b) yuklanishli transformator vektor diagrammasi
1.17-rasm. Yuksiz ishlash tokini tashkil etuvchilarga ajratish
Birlamchi tok tashkil etuvchilarining bunday ta’sir etishi shunga olib keladiki, yuk toki I2 ning xar qanday o‘zgarishi unga nisbatan teskari fazada bo‘lgan birlamchi tok I1 ning o‘zgarishiga olib keladi.
Asosiy magnit oqimi F o‘zgaruvchan bo‘lgani uchun, transformator magnit o‘zagi doimiy qayta magnitlanishda bo‘ladi. Shu sababli magnit o‘zakda gisterezis va uyurma toklardan magnit isroflari bo‘ladi. Magnit isroflarning quvvati yuksiz ishlash tokining aktiv tashkil etuvchisiga proporsional bo‘ladi. Shunday qilib yuksiz ishlash toki ikki tashkil etuvchiga ega: magnitlovchi tok IOR ni aglatuvchi reaktiv tashkil etuvchi va magnit isroqlari tufayli sodir bo‘luvchi aktiv IOA tashkil etuvchiga
(1.25)
Aksariyat yuksiz ishlash toki IO ning aktiv tishkil etuvchisi IOA deyarli katta emas IOA = 0,1·IO va u yuksiz ishlash tokiga sezilarli ta’sir etkaza olmaydi.
1.17-rasmda transformator yuksiz ishlash rejimidagi vektor diagramma keltirilgan. Unda yuksiz ishlash toki va uning tashkil etuvchilari va ko‘rsatilgan. Asosiy magnit oqim fazasi bo‘yicha yuksiz ishlash tokidan δ burchakka orqada qoladi va uni magnit isroflari burchagi deyiladi. Aktiv tashkil etuvchi ortsa bu burchak ham ortadi. Katta va o‘rta quvvatli transformatorlarda yuksiz ishlash toki nominal tokning 2-10% tashkil etadi. Shuning uchun nominal yuklanishga yaqin yuk rejimlarda tok IO ni e’tiborga olmasdan (1.22) ni quyidagicha yozish mumkin
(1.26)
yani, transformator chulg‘amlaridagi toklar shu chulg‘amlar o‘ramlari srniga teskari proporsionaldir. Shu sababli QK chulg‘amlari o‘ramlar soni kichik va kesim yuzasi katta bo‘lgan o‘tkazgichlardan yasaladi, YUK chulg‘amlari o‘ramlari soni katta bo‘ladi.
|
| |
