Transformatorning ish rejimlari.
Тransformatorning ishlash prinsipi
1.53-rasmda
ko‘rsatilgan magnit o‘tkazgich po‘latga (1) sim (2) o‘ramlar o‘ralgan.
Тransformator ikki o‘ramli bo‘lsa, bir fazali, agarda uch o‘ramli bo‘lsa uch fazali bo‘ladi.
Birinchi o‘ramiga U1 kuchlanish manbadan ulanadi. Buni transformatorning birinchi o‘rami
deb, uning o‘ramlarini w1 deyiladi. Ikkinchi o‘ramni w2 ikkinchi o‘ram deb aytiladi. Unda
hosil bo‘lgan kuchlanishni E2 deyiladi. O‘ramlarning uchlarini A va a, oxirlarini X va x
deyiladi. O‘zgaruvchan kuchlanish U1 ta’sirida birinchi o‘ramning o‘ramlaridan
o‘zgaruvchan tok I oqib o‘tib, o‘zgaruvchan magnit yurgazuvchi kuch i w1 hosil qiladi,
bu esa magnit o‘tkazuvchi
po‘lat temirdan kesib o‘tuvchi asosiy o‘zgaruvchan magnit oqimi F ni hosil qiladi. Katta
magnit o‘tkazuvchanlik qobiliyatiga ega bo‘lgan magnit o‘tkazuvchini qo‘llash o‘ramlar
orasidagi o‘zaro elektromagnit aloqasidagi magnit oqimini oshirishga imkoniyat yaratadi.
Magnit oqimi F birinchi o‘ramni ikkinchi o‘ram bilan ulab, ularni birlashtiradi.
Birinchi o‘ramning sinusoidal kuchlanishi sinusoidal magnit oqimini hosil qiladi:
bu yerda: F – magnit oqimi; Fm – birinchi o‘ramdagi elektr yurituvchi kuchning
amplitudasi (EYK); sinωt – tezlik burchagi. Magnit oqimi birinchi o‘ramda o‘zinduksiya
elektr yurituvchi kuchini induksiyalaydi. Bu hosil qilingan EYK o‘ramlarning o‘ram soniga
va magnit oqimining tezligiga proporsional:
bu yerda: E1m = ωM1Fm – birinchi o‘ramdagi elektr yurituvchi kuch (EYK) tebranishlari
(amplitudasi). Magnit oqimi ikkinchi o‘ramda EYK hosil qiladi. Bu quyidagicha ifodalanadi:
Тransformatorning ikkinchi o‘ramidagi EYK fazasi birinchi o‘ramdagi EYK fazasiga
o‘xshab magnit oqimidan 2π burchakka orqada qoladi, chunki bu ikkala EYK shu
magnit oqimi bilan induksiyalanadi.
EYK chastotasi bir xil bo‘lganligi va bir xil magnit oqimi bilan induksiyalanganligi
uchun birinchi o‘ramdagi EYK ikkinchi o‘ramning EYK dan farq qiladi, chunki birinchi
o‘ramning o‘ram soni M1 ikkinchi o‘ram soni M2 dan farq qiladi. O‘ram soni qancha ko‘p
bo‘lsa, EYK shuncha ko‘p bo‘ladi. Birinchi o‘ram EYK ning ikkinchi o‘ram EYK ga
nisbati transformatorning koeffitsiyenti deb ataladi:
Тransformatorning M2 o‘rami ko‘p bo‘lib, M1 o‘rami kam bo‘lsa, kuchlanishni oshiruvchi
transformator deyiladi, agarda M2 o‘rami kam bo‘lib, M1 o‘rami ko‘p bo‘lsa, kuchlanishni
kamaytiruvchi transformator deb aytiladi. Тransformatorlar bir fazali va uch fazali bo‘ladi.
Transformatorlardan normal foydalanish maqsadida uning pasportida quyidagi
nominal kattaliklar ko‘rsatilgan bo‘ladi:
1) transformatorning turi;
2) chiqish tomonidagi nominal quvvat Snom, kVA;
3) birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarning nominal liniya kuchlanishlari
(U1nom va U2nom ) kV;
4) salt ishlagandagi quvvat isrofi (P0 = Pp ) , kVt;
5) mis chulg‘amlardagi, ya’ni qisqa tutashuv paytidagi quvvat isrofi (Pm= Pk) kVt; 6) qisqa
tutashuv kuchlanishi (uq ) %
7) yuklama nominal va uning yarmiga teng hamda cosφ2 =1 dagi foydali ish
koeffitsienti. Transformator birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarining nominal toklari esa
uning nominal kattaliklaridan hisoblab topiladi. Bir fazali transformatorlarda Kichik quvvatli
transformatorlarning nominal kuchlanishi va toki xujjatda ko‘rsatilgan bo‘ladi.
Transformatorning ish rejimlari
Salt ishlash rejimi. Transformatorlarni ishlatish jarayonida ko‘pgina vaqt
ularning birlamchi chulg‘ami manbaga ulanib, ikkilamchi uchlari bo‘sh qoladi.
Bunday rеjim transformatorning salt (yuklamasiz) ishlash rejimi dеyiladi. Salt ishlash rejimida
U1 = Unom va I2 = 0 bo‘ladi. Bunga mos sxеma 4.6-rasmda ko‘rsatilgan.
4.6-rasm. Salt ishlash rejimi tajribasi
Transformatorning birlamchi chulg‘amiga bеrilgan sinusoidal kuchlanish U1
ta’sirida chulg‘amdan salt ishlash toki I0 w1 oqib o‘tadi. Bu tokning magnitlovchi
kuchi I0 w1 po‘lat o‘zak bo‘ylab tutashuvchi asosiy magnit oqimi Ф = Фmsinωt ni va
qisman havo hamda po‘lat o‘zak orqali tutashib tarqalgan magnit oqimi Ф1S ni hosil
qiladi. Bu o‘zgaruvchan magnit oqimlari o‘zining chulg‘amlarda induksiyalangan
EYuK lari bilan quyidagi bog‘lanishga ega: Dеmak, EYuK lar ularni induksiyalangan magnit
oqimlaridan faza bo‘yicha900 ga kеchikadi. Bu EYuK larning ta’sir etuvchi qiymatlari: yoki
E1 = 4,44 · f1 · w1 · Фm
E2 = 4,44 · f · w2 · Фm (4.7)
E1S = 4,44 · f · w1 · Ф1S Birlamchi chulg‘amga berilgan kuchlanish ̅1 EYuK ( ̅
1 va ̅1S larni, shuningdek, chulg‘amning aktiv qarshiligi R1 kuchlanishning pasayishini
kompensatsiya qiladi. U holda Kirxgofning II qonuniga binoan birlamchi chulg‘am zanjirining
elektr muvozanat holati:
Ū1 = ̅1 + ̅1S + ̅0 R1 Agar EYuK ̅1S ni chulg‘amdagi kuchlanishning induktiv pasayuvi ̅0 ·
XL1 bilan kompensatsiya qilinadi desak va ̅0 R1= ̅R1 bo‘lsa: Ū 1 = ̅1 +Ū R1 + Ū L1 Ū 1 = ̅1
+ ̅0 R1 + ̅0 X L1 (4.8)
Tok I0 birlamchi chulg‘am nominal tokining (3‚10) % ini tashkil etgani uchun
vektor diagrammada hosil bo‘lgan kuchlanishlar uchburchagi real masshtablarda
qurilsa, juda kichik bo‘ladi. Shuning uchun U1 ≈ E1 deyish mumkin. U holda olingan nisbat
va E1 = 4,44fw1Fm ga binoan asosiy magnit oqimi Ф ni kuchlanishga
proporsional deyish mumkin. Salt ishlash rejimida transformatorning quvvat
koeffitsienti cosφ0 = 0,2‚0,3, ikkilamchi chulg‘amdagi tok I2 = 0 bo‘lgani uchun
U20=E2 bo‘ladi. Natijada K= I10 / I20 ; P0 = Ppo’lat
Yuklama rejimi. Bu rejimda kuchlanish yuklamaga bog‘liq emas.
Transformatorning ikkilamchi chulg‘amini biror yuklama ga ulaganimizda EYuK E2 ta’sirida
undan I2 yuklama toki Z2n o‘ta boshlaydi. Bu tok hosil qilgan magnitlovchi yoki kuch ̅2 w2
po‘lat o‘zak va havo orqali tutashgan, tarqalgan magnit oqimi Ф2S ni hosilqiladi Yuklama
rejimidagi
transformator
sxemasi
Bu oqim asosiy magnit oqimiga qarama-qarshi yo‘nalgani uchun uni,
shuningdek, elektr yurituvchi kuch E1 ni ham kuchsizlantirmoqchi bo‘ladi. U holda
transformator elektrik muvozanat holatining buzilishiga yo‘l qo‘yiladi. Ammo
birlamchi chulg‘amning magnitlovchi kuchi ̅1w1 shunday o‘zgaradiki, natijasida
transformatorning muvozanat holati saqlanib, o‘zakdagi asosiy magnit oqimi Ф
miqdor jihatidan o‘zgarishsiz qoladi. Bu holda magnitlovchi kuchlar muvozanati quyidagicha
ifodalanadi: ̅1w1 + ̅2 w2 = ̅0 w1 yoki ̅1 w1 = ̅0 w1 - ̅2
Demak, birlamchi tokning magnitlovchi kuchi ikkilamchi tokning magnitsizlash
ta’sirini kompensatsiyalaydi. Agar (4.9) ifodaning ikkala tomonini wг ga bo‘lsak,
magnitlovchi kuchlar tenglamasidan toklar tenglamasiga o‘tish mumkin: Bu yerda
kattalik ikkilamchi tokning magnitsizlash ta’sirini muvozanatlovchi birlamchi tokning tashkil
etuvchisi hisoblanadi. Shuning uchun bu kattalik ikkilamchi tok deyiladi. U holda birlamchi
tok Ya’ni salt ishlash toki bilan keltirilgan ikkilamchi tokning geometrik yig‘indisiga teng.
Yuklama toki I2 noldan boshlab, tok I1 esa salt ishlash toki I1 dan boshlab ortadi. Salt ishlash
toki nominal tokning I0 = (2,5‚10%) • I1nom ulushini tashkil etadi. Taxminiy
hisoblashlarda ̅deyish mumkin.
Yuklama toki I2 ning o‘zgarishi bilan tok I1 ning tashqi ta’sirsiz o‘z-o‘zidan
o‘zgarishi transformatorning o‘z-o‘zidan rostlanishi deyiladi. U holda ikkilamchi
zanjirning yuklama rejimidagi elektr muvozanati tenglamasi Kirxgofning ikkinchi
qonuniga binoan Ū 2 = ̅2 - Ū R2 - ̅2S ,
(4.10) Bu yerda: Ū2 — ikilamchi chulg‘am uchlaridagi kuchlanish; I2 x R2 = ŪR2
ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning aktiv pasayishi; E2s - tarqalgan magnit
oqimi Ф2S tufayli induksiyalangan EYuK. F2S ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning
induktiv pasayuvi ŪL1 = ̅2 · XL2 bilan kompensatsiya qilinadi, u holda Ū2 = ̅2 + Ū R2 + Ū
L2 (4.12) Ū 2 = ̅2 + ̅2 R2 + ̅2 X L2
(4.8), (4.11) va (4.12) tenglamalar yordamida transformatorning yuklama
rejimidagi vektor diagrammasini qo‘shib quramiz.
Qisqa tutashuv rejimi. Bu rejimda ikkilamchi chulg‘am uchlari o‘zaro tutashib,
tashqi qarshilik Z2n = 0 bo‘ladi. Transformator uchun bunday rejim nomaqbul rejim
hisoblanadi. Bunda ikkilamchi, shuningdek birlamchi tok nominalidan 18- 20 marta
ortib ketadi. Bu hodisaga yo‘l qo‘yib bo‘lmaydi. Shuning uchun real sharoitlarda
transformatorni qisqa tutashuv tokidan saqlash maqsadida avtomatik ajratkichlar
o‘rnatiladi. Transformatorlarni laboratoriya sharoitida tekshirish uchun «qisqa
tutashuv» pasaytirilgan kuchlanishlarda amalga oshiriladi. Transformator nominal yuklama
bilan ishlaganda uning chulg‘amlaridan tarzida atrof-muhitga tarqalishi miss chulg‘amlardagi
quvvat isrofi Pm deyiladi, uni transformatorning qisqa tutashuv rejimida ishlash tajribasidan
(4.9-rasm)
aniqlanadi.
Sxemadan ko‘rinadiki, transformatorning ikkilamchi chulg‘ami ampermetr A2 orqali qisqa
tutashtirilgan. 4.9-rasm Tajriba vaqtida birlamchi chulg‘amga potensiometr P yordamida ikala
chulg‘amdan ham nominal toklar (I1 = I 1 nom
; I 2= I 2 nom) o‘tadigan darajada pasaytirilgan kuchlanish beriladi. Bu kuchlanish
transformatorning qisqa tutashuv kuchlanishi (Uq) deyiladi:
yoki Qisqa tutashuv kuchlanishi transformator nominal kuchla- nishining kichik
ulushini (Uk ≈ 0,1U1n) tashkil etgani uchun po‘lat o‘zakdagi quvvat isrofi Pn ≈ 0
deyish mumkin. U holda qisqa tutashuv paytida vattmetr ko‘rsatgan quvvat Pq miss
chulg‘amlarning qizishiga sarf bo‘lgan quvvat isrofi P ga teng bo‘ladi, ya’ni:
Pk = Pn + · R1 = 0 + P m = P m Tajribadan olingan ma’lumotlar bo‘yicha transformatorning
qisqa tutashuv parametrlarini aniqlash mumkin:
Transformatorlarning ishlash prinsipi
Transformatorning istalgan rejimini tavsiflash uchun chulg‘amlarning e.yu.k. va m.yu.k.
muvozanat tenglamalaridan foydalaniladi
.
Magnit zanjiri uchun Kirxgofning birinchi qonuni qo‘llaniladi.
Transformatorning almashtirish sxemasi orqali transformator ishini analitik va grafik usullar
bilan tekshirish jarayoni soddalashadi.
Transformatorlar quyidagi ish rejimlarida ishlaydi:
a) Salt ishlash rejimi;
b) YUklama rejimi;
v) Qisqa tutashuv rejimi.
|
