1-мавзу: электр машиналари фанига кириш, фаннинг предмети ва услублари

11-расм. Салт ишлаш характеристикаси

Хақиқий носинусоидал салт ишлаш токининг эгри чизиғини эквивалент сину-соида i_о1 билан алмаш-тириб, бирламчи чўлғамнинг электр юритувчи кучлари тенгламасини символик ша-клга келтиришимиз мумкин, чунки салт ишлаш режи-мини аниқловчи ҳамма қийматлар вақт бўйича синусоидал ўзгаради. Шу туфайли бирламчи чўлғамнинг кучланишининг мувозанат тенгламасини қуйидагича ёзиш умкин:

(4-16)



12-расм. Салт ишлаш вектор диаграммаси
Электр юритувчи кучлар тенгламаси (4-16)дан фойдаланиб трансформаторнинг салт ишлаш векторлар диаг-раммасини (11--расм) қуриш мумкин.
Бунинг учун асосий магнит оқим Ф_о векторини абсцисса ўқининг мусбат йўналишида жойлаштирамиз (аслида Ф_о векторини ихтиёрий равишда йуналтириш мумкин). Электр юритувчи куч Е₁=Е₂ вектори ундан 90°га кечикади; вектори ток вектори билан фаза бўйича мос келади. Бирламчи чўлғамдаги кучла-нишнинг векторини қуриш учун (4-16) га кўра тескари ишора билан олинган векторига ва векторларини қўшиш керак.
12-расмда тушуниш қулайлиги учун ва векторлари Е₁ векторига нисбатан жуда катталаштирилган масштабда келтирилган. Аслида эса ўрта ва юқори қувватли трансформаторларда кучланишнинг пасайиши:
(4-17)
бу ерда салт ишлаш режимидаги кучланиш нинг 0,5% идан ҳам кичик бўлади.
Трансформаторнинг юклама билан (нормал шароитда) ишлаши.
Дастлаб юкламали трансформаторнинг бирламчи ва иккиламчи чулғамлари учун ЭЮК тенгламасини аниқлаймиз.
Трансформаторнинг иккиламчи чулғами қисмаларига истеъмолчи, яъни юклама уланганда унинг бирламчи чулғамидан I₁ ва иккиламчи чулғамидан I₂ ток ўтади. Бу токлар ҳосил қилган магнитловчи кучлар (I, ₁ва I_{2 2}) биргаликда трансформаторнинг асо­сий магнит оқими Ф ни ҳосил қилади. Асосий магнит оқими асосан трансформаторнинг пўлат ўзаги орқали туташади (17-расм). Айни вақтда бу токлар ҳар бир чулғам атрофида қисман ўзак ва ҳаво орқали туташадиган Ф_с1 ва Ф_с2 — сочилма оқимларни ҳам ҳосил қилади. Бу ерда Ф_с1 — бирламчи чулғам ва ҳаво орқали тута­шадиган сочилма магнит оқими; Ф_с2 — иккиламчи чулғам ва ҳаво орқали туташадиган сочилма магнит оқими. Сочилма оқимлар ҳам вақт бирлиги ичида ўзгарганлиги учун бу оқимлар илашган ўрамларда қўшимча, яъни сочилма ЭЮК ҳосил қилади. Сочилма оқим­лар таъсирида ҳосил бўладиган ЭЮК сочилма ЭЮК дейилади. Сочилма ЭЮК ни Е_с1 ва Е_с2 билан белгилаймиз. Сочилма ЭЮК ҳам ўзиндукция ЭЮК идир. Уларнинг қиймати қуйидаги формула ёрдамида аниқланиши мумкин, яъни
Е_с1=4.44 ₁ Ф_с1
Е_с2=4.44 ₂ Ф_с2
Электр юритувчи кучлар Е_с1 ва Е_с2 ни I₁ ва I₂ токлар ҳосил қиладиган ва шу ЭЮК ни компенсацияловчи реактив кучланиш пасайишлари билан алмаштириш анча қулайлик туғдиради, яъни уларнинг қиймати чулғамларнинг индуктив қаршиликларида кучланиш паса­йиши билан аниқланади:

17-расм. Юклама билан ишлаётган трансформаторда сочилма оқимлар.


бу ерда x₁ ва х₂ — сочилма оқимлар таъсирида вужудга келадиган бир­ламчи ва иккиламчи чулғамларнинг индуктив қаршиликлари. Ҳарфлар устига қўйилган нуқта уларнинг вектор қийматини билдиради. Сочилма ЭЮК реактив ҳарактерга эга бўлади. (—j) кўпайтувчиси эса сочилма ЭЮК I₁ ва I₂ токларга нисбатан 90° орқада қолишини кўрсатади.
Шундай қилиб, трансформаторнинг ҳар бир чулғамида, айнан бир вақтда, асосий ЭЮК ва сочилма оқимлар ҳосил қиладиган сочилма ЭЮК ҳосил бўлади. Олдин айтиб ўтилганидек, бирламчи чулғамда ҳосил бўладиган электр юритувчи кучи узиндукция ЭЮК бўлиб, унинг йўналиши трансформаторга тармоқдан бериладиган кучланиш U₁ йўналишига тескари, қиймати эса тармоқ кучланиши қийматига, деярли тенг бўлади. Тармоқ кучланишининг озгина қисми бирламчи чулғамнинг актив ва индуктив қаршиликларида кучланиш пасайишига сарфланади. Трансформатор номинал юклама билан ишлаганда бирламчи чулғамнинг актив ва реактив қаршиликларида кучланиш пасайиши тармоқ кучланишининг тахминан 2,5...5% ни (салт, яъни юкламасиз ишлаганда эса II нинг 0,125...0,25% ни) ташкил қилади.
Бирламчи чулғамга тармоқдан бериладиган кучланиш U₁ вақтнинг ҳар бир моментида шу чулғамда ҳосил бўладиган барча ЭЮК лар йигиндиси билан мувозанатлашади. Кирхгофнинг иккинчи қонуни асосида трансформаторнинг бирламчи чулғами учун ЭЮК лар тенгламаси қўйидагича ёзилади:
ёки
ёки бу тенгламадаги сочилма ЭЮК ни сочилма индуктив қаршиликдаги кучланиш пасайиши билан ифодаласак:

бу ерда 1₁К₁ ва 1₁х_] — бирламчи чулғамнинг актив ва индуктив қаршиликларида кучланиш пасайиши.
Трансформаторнинг чулғамлари солиштирма қаршиликлари кичкина бўлган (кўпинча мис ёки алюминий) симлардан ўралади. Шунинг учун чулғамнинг актив қаршилигида кучланиш пасайиши қийматига нисбатан жуда кичкина бўлади, шунингдек, трансформаторнинг сочилма индуктив қаршиликлари мос ҳолда уларда кучланиш пасайиши ҳам жуда кичкина бўлади. Шунинг учун такрибий ҳисоблашларда чулғамнинг актив ва ин­дуктив қаршиликларида кучланиш пасайиши эътиборга олинмаса ҳам бўлади. У ҳолда тармоқдан, трансформаторнинг бирламчи чулғамига бериладиган кучланиш шу чулғамда ҳосил бўладиган асосий ЭЮК билан тахминан мувозанатлашади, яъни бўлади.
Трансформаторнинг иккиламчи чулғамида ҳосил бўладиган асосий ЭЮК га истеъмолчига нисбатан, ток манбаи сифатида қараш мумкин. Иккинчи чулғам кучланиши = I₂z_н билан аниқланади. Юқоридаги мулоҳазалар асосида иккиламчи чулғам учун ЭЮК тенгламасини қўйидагича ёзиш мумкин:
ёки
Трансформатор иккиламчи чулғамининг актив ва индуктив қаршиликлари ва уларда кучланишнинг пасайиши Ё₂ га нисбатан жуда кичкина бўлади. Тақрибий ҳисоблашларда улар ҳам эътибор­га олинмаслиги мумкин. У ҳолда бўлади. Лекин трансформатор салт ишлаб турганда (яъни I₂қ0 бўлганда), нинг қиймати га тенг бўлади, яъни . Юқоридаги мулоҳазалар асосида трансформаторнинг трансформация коэффициентини бирламчи ва иккиламчи кучланишлар нисбати билан ҳам аниқлаш мумкин, яъни
.
Юклама билан ишлаб турган трансформаторда асосий магнит оқими йиғинди магнитловчи куч, яъни томонидан ҳосил қилинади ва бирламчи ҳамда иккиламчи чулғамларда асо­сий ва сочилма ЭЮК лар ҳосил бўлади. Лекин трансформаторга уланган юклама қиймати доимо ўзгариб туради. Эксплуатация давомида трансформаторнинг юкламаси номинал қийматдан ошиб кетмаслиги лозим.
Трансформаторнинг бирламчи ва иккиламчи чулғами магнит­ловчи кучларининг ўзаро боғланиши анча мураккаб. Магнитловчи кучларнинг ўзаро боғланишини кейинроқ тушунтирамиз. Қисқа қилиб айтганда, трансформаторнинг иккиламчи чулғами токи I₂ нинг ҳар қандай ўзгариши, мос ҳолда унинг бирламчи чулғами токи I₁ нинг ўзгаришига сабаб бўлади. Пўлат ўзакда ҳосил бўладиган асосий магнит оқимининг қиймати иккиламчи чулғамга уланадиган юклама қийматига қараб жуда оз (7...8%) ўзгариши трансформаторга хос хусусиятдир. Демак, трансформаторнинг магнит оқими салт ишлаш ҳолатидан юкламаси номинал қийматгача ўзгарганда деярли ўзгармас экан.