Трансформаторлар.

Трансформатордың қолданылу аймақтары және техникалық һәм экономикалық қажеттілігі. Трансфер аатордың құрылысы.

1. Трансформатордың әрекеттік паркы.

2. Трансформаторлық ЭҚК-тін теңдеуі.

Трансформатор электр эиергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге және кернеуді реттеуге арналған электромагниттік кұрылғы.

Трансформатордың қажеттігі электр энергиясының оны таратқан кездегі шығынын азайту және сымдық материалды үнемдеу мақсатынан келіп туған. Оны мынадай қарапайым мысалдан айқын көруге болады.

Қуаты£/= ЮкВА электр энергиясын /км қашықтыққа генератордың кернеуімен, яғни U₂ =ЮкВ кернеумен оуе желісі аркылы жепсізу керек болсын. Желі сымымен жүретін ток

Токтың тығыздығын 5 = 2JI/мм деп алса, мұндай ток үшін көлденең қимасының ауданы

сым керек болады.

Егер осы электр энергиясын сол қашықтыққа U2 -110кВ кернеумен жеткізетін болса. Онда ток күші

Мұндай ток үшін, қабылдап алған токтың тығыздығында сымның көлденең қимасының ауданы

Бірінші нұсқа үшін Сіі = њ/9і кг сым керек болса, екінші нұсқа үшін (?2 - у/?2 кг сым керек болады. Мұндағы G|, G2- сәйкесті нұсқадағы сымның массалары да, ал у - сым материалының үлесті тығыздығы. Егер осы екі нұсқадағы сым массаларының

қатынасын анықтаса

немесе G₁=12G₂

Бұл кернеудің денгейін арттырса. Токтың азаюына байланысты жіңішке сым алуға, ендеше желілік сымның массасын азайтуға болатынын көрсетеді.

Сыммен ток жүрген кезде ол кызады: мұнда электр энергиясы жылу эиергиясына түрленеді де электр кабылдағышқа жетпей электр желісінің бойынша шығындалады. Белгілі өрнектер бойынша бірінші жо>іе екінші нұсқаларда шығьындалған энергияның қуаты

және

мұндағы: ЛР|, ЛҒ2- бірінші және екінші нұсқалардағы шығындалған энергияның қуаты; р- сым материалының үлесті кедергісі.

Осы екі теңдіктен шығындадлған қуаттардың ара қатынасын

немесе

Бұдан ксрнеудің деңгейін арттырса, сымдағы токтың азаюына байланысты, ондағы электр энергиясының шығынының азайтындысы көрініп тұр.

Сонымен егер электр энергиясын алысқа беруде кернеудің деңгейін көтерсе. онда желіде энергияның шығъіны азаяды және сымдық материал үнемделеді. Осы мақсатта кернеудің деңгейін реттеу үшін трансформатор ойлап табылған.

Өндірістің және техниканың дамуына байланысты номинал кернеуі әртүрлі кұрылғылар пайда болды; 50-70 В-тік пісірістіру трансформаторлары, 12-40 В-тік алаттык жарыкхандыру шамдары, түрлендіргіштер, электрондық құрылғылар және т.б. Осықұрылғылардың. барлығында да трансформаторлар падаланылады. Электр өлшеу жұмыстарында жоғары кернеулер мен үлкен токтарды өлшеу үшін өлшеуіштік трамсформаторлар қолданылады.

Электрмен жабдықтау жүйелерінде электр тораптарында қолданылатын трансформаторларды күштік трансформаторлар деп атайды. Электр стансаларында кернеуді жоғары атқыш күштік трансформаторлар койылса, электр қабылдағыштар қасында төмендеткіш күштік трансформаторлар қойылады.

Күштік трансформаторларың қуаты; 10 кВА-ден 1 мяв-кВА-ге дейін барады және мәндері стандартталған болады.

Қуаты аз трансформаторлар негізіем әртүрлі тұрмыстық электрлік аспаптарда радиотехникада және автоматикада қолданылады.

Трансформаторлар оларға берілетін кернеулердің санына қарай бір фазалы және үш фазалы кернеуді түрлендіруіне қарай жоғарылатқыш және төмендеткіш болып бөлінеді.

Трансформаторлар әртүрлі міндет атқарғанымен оларлың негізгі құрылысы және әрекеттік нарқылары бірдей. Сондыктан трансформатордың әрекеттік: нарқын және әртүрлі жұмыс алпілерін бір фазалы трансформатор арқылы қарастыруға болады.

Транеформатор ферромагнитті магнит өткізгіш өзектен және кем дегенде екі орамадан тұрады (11.1 -сурет). Орамалар трансформатордың түріне қарай өзекте бірінің үстіне екіншісі, қат р немесс зр жерге ораналасуы мүмкін.

Орамалардың бірі кернеу кезіне қосылады да біріншігәр орама дел, ал екіншісінің кысқыштарына электр қабылдағьштар қосылады да екіншігәр орама деп аталады. Орамалардың орамдары бір - 6ipiмен және өзекпен оқшауланған.

Өзек қалыңдығы 0.3...0,5 мм трансфер чаторлық болат парақшалардан жиналған.

Энергияның юектегі шығының азайту үшін парақшалар бір-бірінен және орамалардан лакпен оқшауланған біріншігәр ораманы айнымалы кернеу көзіне қосқан кезде онымен айнымалы ток жүреді де, ораманын айналасында айнымалы магнит өрісі пайда болады, яғни магнит өрісі қоздырылады. Aл ферромагнитті өзек осы өрісте тњргаідъоеіям магниттеніп. ораманың магнит өрісін күшейтеді және электр энергиясын магнит өрісінін энергиясына түрлендіру арқылы екіншігөр орамаға жеткізіп береді.

Айнымалы магнит ағыны екіншігөр орам, ал қиып өтіп жататындықтан электромагниттік индукция мына бойынша онда айнымалы ЭҚК тудырады:

мұндағы: w2 - екіншігэр орамының орам саны; d<S>ldt - магнит ағынының өзгеру жылдамдығы.

Өзекіеп магнит ағыны өзін қоздырган біріншігәр ораманы да киып өтетіндіктен онда өздік индукция ЭҚК-і пайда болады.Трансформатордың әрекеттік паркының літосенті былайша кескінделеді:

Трансформатор тек қана айнымалы ток тізбегінде жұмыс істей алады, яғни айнымалы кернеуді ғана түрлендіреді. Себебі тұрақты ток тұрақты магнит өрісім қоздырады. Ал тұрақты магнит өрісі қозғалмай тұрған орамада ЭҚК тудырмайды. Трансформатордың өзегі тек қана ферромагнитті материалдан жасалады, өйткені ферромагнитті twee материал (мысалы. алюминий, мыс қола. т.б.) магниттенбейді, сондықтан ол магнит өткізгіш бола алмайды. *хппьімллы магнит өрісі екіншігөр орамада өзара индукция ЭҚК-ін, агі біріншігөр орамада өздік индукция ЭҚК- ін тудырады (11.2- сурет).

Электромагнитгік индукция заңы бойынша орамалардың әрбір орамында пайда болатын ЭҚК(ГІ.1)

Өзектегі магнит ағыны синусоидал болатындықтан, яғни

(11.3)

Орамада пайда болатын ЭҚК

(11.4)

Бақылау сұрактары:

1.Трансформатор не үшін керек құрылғы?

2.Атқаратын кызметіне карай кандай трансформаторлар болады?

3.Трансформатордын кұрылысы кандай С кэне трансформатордын өзегі кандай жұмыс аткарады?

4.Трансформатордын әрекеттік паркы қалай түсіндіріледі?

5.Трансформатор орамаларынын ЭҚК і кандай шамалардан тәуелді? Өрнегін жазыңыз. Негізгі әдебиет: 1(114-118]; 3[237-238;24С] Қосымша әдебиет: 7(301-305]