Bir fazali transformatorlarda

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 ko‘rsatilgan.
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‘yicha 900ga 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 EYuK shuningdek, chulg‘amning aktiv qarshiligi R1 kuchlanishning pasayishini kompensatsiya qiladi. U holda Kirxgofning II qonuniga binoan birlamchi chulg‘am zanjirining elektr muvozanat holati:
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 E2ta’sirida undan I2 yuklama toki Z2n o‘ta boshlaydi. Bu tok hosil qilgan magnitlovchi 2 w2 po‘lat o‘zak va havo orqali tutashgan, tarqalgan magnit oqimi Ф2S ni hosil qiladi .
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: Demak, birlamchi tokning magnitlovchi kuchi ikkilamchi tokning magnitsizlash ta’sirini kompensatsiyalaydi. Agar 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
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 ŪL1bilan kompensatsiya qilinadi, u holdarejimidagi 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 nominal tok o‘tib, chulg‘amlar qiziydi. Keltirilgan quvvat bir qismining issiqlik tarzida atrof-muhitga tarqalishi miss chulg‘amlardagi quvvat isrofi Pm deyiladi, uni transformatorning qisqa tutashuv rejimida ishlash tajribasidan aniqlanadi.
Sxemadan ko‘rinadiki, transformatorning ikkilamchi chulg‘ami ampermetr A2 orqali qisqa tutashtirilgan.
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:
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:
4. Uch fazali transformator chulg’amlarining ulanish sxemalari
Uch fazali transformatorlar, asosan, uch fazali tok sistemasini
transformatsiyalash uchun ishlatiladi. Uch fazali transformator umumiy po‘lat o‘zakka ega bo‘lib, alohida fazalarning toklari hosil qilgan barcha magnit oqimlari ana shu o‘zak bo‘ylab tutashadi.
Uch fazali transformator sxemasi
Uch fazali transformatorning po‘lat o‘zagi ostki va ustki tomonlardan
birlashtirilgan uchta sterjendan iborat. Har bir sterjenda har fazaning birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlari joylashtirilgan. Chulg‘amlar yulduz yoki uchburchak sxemada ulanishi mumkin. Bu biriktirish sxemalari tegishlicha yulduz va Δ tarzda
belgilanadi. Chulg‘amlar qanday sxemada ulanishidan qat’iy nazar birlamchi chulg‘amning bosh (A,B,C) va oxirgi (X, Y, Z) uchlari katta harflar bilan, ikkilamchi chulg‘amning bosh (a, b, c) va oxirgi uchlari (x, y, z) kichik harflar bilan belgilanadi.
Birinchi o‘raladigan chulg‘amning o‘ralish yo‘nalishi ixtiyoriy, ammo qolgan fazalarning chulg‘amlari birinchi o‘ralgan chulg‘amning yo‘nalishida o‘ralishi kerak.
Faqat shundagina ayrim fazalardagi toklarning va ularni hosil qilgan magnit oqimlari
( ̅ A, ̅ B, ̅ C) larning shartli musbat yo‘nalishi ta’minlangan bo‘ladi.
Kirxgofning birinchi qonuniga binoan istalgan vaqt lahzasida uchala faza magnit oqimlarining yig‘indisi doimo nolga teng. Masalan, magnit oqimlarining o‘zgarish grafigidan ko‘rinadiki, ̅ A = ̅ m bo‘lgan t1 vaqtda ̅ A o‘zining musbat maksimal qiymatiga erishgan bo‘lsa, qolgan ikkita magnit oqimi ̅ B va ̅с larning manfiy yarim maksimal qiymatlarga ega bo‘lishi uchala faza magnit oqimlarining po‘lat o‘zak bo‘ylab qo‘shilishini bildiradi, ya’ni Uch fazali transformatorlarning chulg‘amlarini o‘lash sxemalari va turkumlari.
Uch fazali transformatorlar chulg‘amlarini ulash sxemalarini kasr tarzida ko‘rsatish qabul qilingan. Kasrning suratidagi belgi birlamchi chulg‘amni, maxrajidagi belgi esa ikkilamchi chulg‘amni ulash sxemasini bildiradi. Masalan, uch fazali transformatorning chulg‘amlari yulduz/yulduz sxemada ulangan bo‘lib, yulduz/ yulduz tarzda belgilanadi. Agarda yulduz/uchburchak sxemada ulangan bo‘lsa, yulduz/Δ belgi bilan ko‘rsatiladi. Amalda, asosan kichik va o‘rtacha quvvatli (taxminan 1800 kVA gacha bo‘lgan) transformatorlarning ikala chulg‘amiga nisbatan yulduz usulida ulash sxemasi qo‘llanadi. Bunday ulashda chulg‘amlarning izolyatsiyasi faza kuchlanishiga (Uf = Ul| √ ), uchburchak sxemada ulanganda esa liniya kuchlanishiga hisoblanadi. Odatda, transformatorning yuqori kuchlanishli chulg‘ami (manba tomonidagi) yulduz sxemada ulanadi. Bunda ma’lum qiymatdagi liniya kuchlanishini olish qulay va chulg‘amning o‘ramlar soni kam bo‘ladi.
Chulg‘amlarni uchburchak sxemada ulash katta tolarda ma’qul bo‘lgani uchun yulduz/Δ sxema past kuchlanish tomoni katta quvvatli bo‘lgan transformatorlarda qo‘llanadi5. Avtotransformatorlar, o’lchov trtansformatorlari, payvandlash transformatorlari.
Past kuchlanishli chulg‘am yuqori kuchlanishli chulg‘amning bir qismini tashkil qilgan transformator avtotransformator deyiladi. U pasaytiruvchi va yuksaltiruvchi transformator bo‘lishi mumkin.
avtotransformatorning A-X chulg‘ami W1 o‘ramlardan iborat bo‘lib, U1 kuchlanishli o‘zgaruvchan tarmoqqa ulangan.
Avtotransformator sxemasi.Chulg‘amning o‘ramlar soni W2 bo‘lgan a-x qismiga energiya iste’molchisi Zn ulangan.
Avtotransformator salt yurishida birlamchi kuchlanishning ikkilamchi
kuchlanishiga nisbati uning transformatsiya koeffitsiyentiga yoki o‘ramlarning W1 va W2 sonlarinig nisbatiga teng bo’ladi, ya’ni:
Avtotransformatordagi elektr energiya isroflari kichik bo‘lgani uchun hisobga olinmasa, u holda yuklangan avtorasnformatorning birlamchi va ikkilamchi
zanjirlaridagi quvvatlar bir-biriga teng bo‘ladi deb hisoblash mumkin:
I1 · U1 = I2 U2
Istalgan paytda chulg‘amning a-x qismida bir-biriga qarama- qarshi toklar (I1 va
I2 ) oqadi. Shuning uchun chulg‘amning a-x qismidagi toklar I1 va I2 ayirmasiga teng:
I = I1 - I2
Demak, chulg‘amning umumiy a-x qismi ko‘ndalang kesimi kichikroq bo‘lgan sim bilan bajarishi mumkin.
Moslab yasalganda avtotransformatorlar keng chegaralarda kuchlanishni ikkilamchi zanjirda bir tekis rostlashga imkon beradi.
laboratoriya avtotransformatorlari LATR ko‘rsatilgan.
Laboratoriya avtotransformatorning umumiy ko‘rinishi:
1-2 - rolikning tutqichi, 3-4 - chulg‘am. Uning tutqich kontaktli roligi bo‘lib, chulg‘am o‘ramlarning izolyasiyasidan tozalangan tomonida hatto dumalash ham
mumkin. Shu harakatlanayotgan kontakt yordamida ikkilamchi zanjirdagi kuchlanishni noldan 1,1* U1 gacha rostlash mumkin.
Biror avtotransformatori boshqarish uchun kuchlanishni 220 V dan 250 V gacha ushlash talab qilinadi. Transformatorning ikkilamchi cho‘lg‘amida 22000 V dan
25000 V gacha rostlash imkonini beradi.
O‘ lchash transformatorlari
Yuqori kuchlanishli zanjirlarda o‘lchash asboblari bilan ishlash xavfsizligi, shuningdek, bu asboblarning o‘lchash chegarasini kengaytirish uchun maxsus
o‘lchash transformatorlari ishlatiladi.
* Kuchlanish transformatori Kuchlanish transformatorining tuzilishi va ish
prinsipi avval ko‘rilgan bir fazali kuch transformatoriga o‘xshaydi. Birlamchi chulg‘amning o‘ramlar soni ko‘p bo’ladi va unga yuqori kuchlanish beriladi.
Kuchlanish transformatori: a) ulash sxemasi, b) kuchlanishli transformatorning shartli belgisi.
Ikkilamchi chulg‘amning o’ramlari soni ozgina bo‘ladi va unga yuqori ichki qarshilikli asboblar ulanadi (masalan, voltmetr, vattmetr, schetchiklarning kuchlanish
g‘altaklari). Shuning uchun ikkilamchi chulg‘amdan juda kichik tok o‘tadi. Demak, kuchlanish transformatori oddiy kuch transformatori singari salt yurish rejimida
ishlaydi. Kuchlanish transformatori yuqori kuchlanishni 100 V gacha kamaytirib beradi. Shuning uchun ikkilamchi chulg‘amga 100 V li voltmetr ulanadi. U holda
birlamchi kuchlanish: UI=U2KU KU - transformatsiya koeffitsiyenti.
Kuchlanish transformatorlari bir fazali va uch fazali qilib ishlab chiqariladi. Bir fazali kuchlanish transformatorning ulash sxemasi ko‘rsatilgan.
Tok transformatori
Tok transformatorlari katta o‘zgaruvchan toklarni o‘lchashda qo’llaniladi.
Ularning birlamchi chulg‘ami ampermetr singari liniya kesimiga ulanadi va o‘ramlar soni kam, ba’zida bir - ikki o‘ram yoki qalin o‘tkazgichning bir qismi bo’ladi.
Ikkilamchi chulg‘amda o‘ramlar soni ko‘p bo‘ladi va u 5 amperga (ba’zan 10 amperga) mo‘ljallangan bo‘lib, vattmetrlar, ampermetrlar va boshqa asboblarning tok chulg‘amiga parallel ulanadi .
Tok transformatori:
a) ulash sxemasi, b) tokli transformatorning shartli belgisi.
Agar ulovchi simlar va ulangan o‘lchash asboblari chulg‘amlarning qarshiligi transformator uchun yo‘l qo‘yilgan miqdordan yuqori bo‘lmasa, K - const bo‘ladi. Unda birlamchi tok:
Payvandlash transformatori
Payvandlash transformatori metall buyumlarni, konstruksiyalarni va hokazolarni eritib, o‘zaro ulash uchun xizmat qiladi payvandlash transformatorining prinsipial sxemasi ko‘rsatilgan. U transformator 1, drossel 2, yakor 3, elektrod 4, payvandlanadigan buyum 5, drossel bilan yakor orasidagi tirqish 6 dan iborat.
Payvand sifatli bo‘lishi uchun elektr yoy barqaror yonishi kerak. Buning uchun payvandlash jarayonida payvandlash toki qiymat jihatdan o‘zgarishsiz bo‘lishi lozim.
Payvandlash toki drossel 2 bilan yakor 3 orasidagi tirqish 6 ni o‘zgartirish orqali rostlanadi. Tirqish ortganda drossel chulg‘amining induktiv qarshiligi kamayib, payvandlash toki ko‘payadi va aksincha.
Payvandlash transformatorining sxemasi
Qisqa tutashuv bo‘lganda drossel elektr yoy va transformatorning tokini cheklaydi.
Transformator salt ishlaganda U20 = 60‚70 V, nominal yuklama bilan ishlaganda
esa 30 V ni tashkil etadi.
|