Avtotransformatorlar
Avtotransformatorda birlamchi va ikkilamchi chulg`amlar elektr jihatdan
o`zaro bog`langan bo`lib, ikkilamchi chulg`am birlamchi chulg`amning bir qismini
tashkil etadi. Avtotransformatorlar bir fazali va uch fazali qilib ishlab chiqariladi.
Bir fazalilari laboratoriya avtotransformatorlari (LATR) tarzida keng qo`llaniladi.
(12-rasm, v). Uch fazaavtransformatorlarning quvvati bir fazalilarga qaraganda
katta bo`lib, chulg`amlari moyli bakka tushirilgan bo`ladi.
Avtotransformatorlar kuchlanish keng doirada o`zgartiriladigan joylarda
ishlatiladi. Ular kuchlanishni orttirib yoki pasaytirib beradi. 12-rasm, a va b da
kuchlanishni orttiruvchi va pasaytiruvchi avtotransformatorlarning sxemalari
berilgan.
Kuchlanishni orttirib beruvchi avtotransformatorning (12-rasm, a) sxemasidan
ko`rinadiki, birlamchi kuchlanish U
1
avtotransformator chulg`amlarining bir
qismiga berilib, ikkilamchi kuchlanish U
2
uning ikkala chulg`amidan olinmoqda.
Kuchlanishni pasaytirib beruvchi avtotranformatorda (12-rasm, a) birlamchi
33
kuchlanish U
1
(ikkala) butun chulg`amiga berilib, ikkilamchi kuchlanish U
2
butun
chulg`amning bir qismidan olinmoqda.
Agar chulg`amning barcha o`ramlari O`
1
+O`
2
, shoxoblangan o`ramlari O`
2
bo`lsa,
u
holda
orttiruvchi
va
pasaytiruvchi
avtotransformatorlarning
transformatsiya
koeffitsientlari
tegishlicha
2
2
1
W
W
W
k
(orttiruvchi)
va
2
1
2
W
W
W
k
(pasaytiruvchi) tarzda ifodalanadi.
Ishlatilish sharoitiga qarab avtotransformatorlar transformatsiya koeffitsienti
o`zgaradigan qilib ham yasaladi (masalan, LATR).
Avtotransformatorlar o`zgaruvchan tok dvigatellarini ishga tushirishda teatr
binolarida yorug`lik kuchini o`zgartirishda; uy-ro`zg`or va laboratoriya ishlarida
keng qo`llaniladi.
O`lchash transformatorlari
O`zgaruvchan tokning yuqori kuchlanishli zanjirlariga ulanadigan o`lchov
asboblarining o`lchash chegaralarini kengaytirish maqsadida kuchlanish va tok
transformatorlaridan
foydalaniladi.
Chunki
bunday
zanjirlarda
o`lchash
chegaralarini qo`shimcha qarshilik shuntlar yordamida kengaytirish mumkin emas,
negaki o`lchash asboblarining chulg`amlari yuqori kuchlanish ostida bo`lib, undan
foydalanishda xizmat ko`rsatuvchi shaxs hayoti uchun katta xavf tug`iladi.
Yuqori kuchlanishli tarmoq va asbob-uskunalarni himoya qilish uchun turli
himoya relelaridan foydalaniladi. Ular ham tarmoqqa o`lchash asboblari kabi tok
va kuchlanish transformatorlari yordamida ulanadi.
Kuchlanishni o`lchash transformatori.
Kuchlanish transformatorining
zanjirga ulanish sxemasi va uning belgilanishi 13-rasm, a va b da ko`rsatilgan.
Yuqori kuchlanishli birlamchi chulg`amning o`ramlari soni O`
1
nisbatan
ko`p bo`lib, tarmoqqa parallel ulanadi, ya`ni o`lchanadigan kuchlanish bevosita
ta`sir ettiriladi. Ikkilamchi chulg`amning o`ramlari soni O`
2
nisbatan kam bo`lib,
unga vol`tmetr, vattmetr, schyotchik va boshqa asboblarning kuchlanish g`altaklari
ulanadi.
34
Kuchlanish transformatorlaridagi birlamchi chulg`amning nominal kuchlanishi
U
1nom
yuqori kuchlanishli tarmoqning yoki qurilmaning nominal kuchlanishiga,
ikkilamchi chulg`amning nominal kuchlanishi U
1nom
esa 100 V ga teng qilib
olinadi. Kuchlanish transformatorlari bir fazali va uch fazali qilib ishlab
chiqariladi.
Bunday
transformatorlarning
transformatsiya
koeffitsienti:
W
W
U
U
k
ном
ном
U
2
1
2
1
;
O`lchanayotgan
kuchlanishning
haqiqiy
qiymatini
bilish
uchun
vol`tmetrning ko`rsatishini transformatsiya koeffitsienti k
U
ga ko`paytirish kerak.
Kuchlanish transformatorining past kuchlanishli ikkilamchi zanjirida o`ta
yuklanish yoki qisqa tutashiishdan saqlanish maqsadida himoya saqlagichlari
o`rnatiladi. Ayrim sabablarga ko`ra yuqori kuchlanishli chulg`am izolyatsiyasi
shikastlansa, uning transformatorga tegib qolish havfi tug`iladi. Bunday
falokatning oldini olish uchun kuchlanish transformatorining past kuchlanishli
chulg`ami va temir o`zagi erga ulangan bo`ladi.
Kuchlanish transformatori boshqa elektr o`lchov asboblari kabi 0,5; 1,0; 3,0
aniqlik sinfiga ega.
Tokni o`lchash transformatori. Kuchli toklarni kuchsiz tokka aylantirishda
tok transformatorlari ishlatiladi. Bunday transformator birlamchi chulg`amining
o`ramlari soni ko`p bo`lmay, asosiy elektr zanjiriga ketma-ket ulanadi va
o`lchanadigan tok u orqali o`tadi. Ikkilamchi chulg`amining o`ramlari soni
13-расм
35
nisbatan
ko`p
bo`lib,
unga
o`lchov
asboblari
(ampermetr,
vattmetr,
schyotchiklarning tokli g`altaklari) ketma-ket ulanadi.
Tok transformatorining zanjirga ulanish sxemasi va belgilanishi 14-rasm, a
va b da ko`rsatilgan.
Tok transformatorining transformatsiya koeffitsienti quyidagicha ifodalanadi:
1
2
2
1
W
W
I
I
k
ном
ном
I
;
O`lchanayotgan tokning haqiqiy qiymatini bilish uchun ampermetrning
ko`rsatishini transformatsiya koeffitsienti k
I
ga ko`paytirish kerak. Ikkilamchi
chulg`amning nominal toki (I
2nom
) 5 amperga mo`ljallangan bo`lib, unga
ulanadigan elektr o`lchov asboblari birlamchi chulg`amdan o`tadigan tokka moslab
darajalanadi. Ulanadigan o`lchash asboblarining elektr qarshiligi unchalik katta
bo`lmaydi. Shuning uchun tok transformatori, ko`pincha, qisqa tutashuv rejimida
ishlaydi. Demak, tok transformatorini ishlatishda ikkilamchi chulg`amga
ulanadigan nagruzkaning qarshiligi nominaldan oshmasligi shart. Birlamchi
zanjirdan tok o`tib turganida ikkilamchi zanjir aslo uzilmasligi va ochilib
qolmasligi kerak. Mabodo ikkilamchi zanjir uzilsa, tok transformatoridagi magnit
oqimi kuchayib ketib, ikkilamchi chulg`am uchlarida hayot uchun havfli
kuchlanish yuzaga keladi. Shuning uchun tok transformatorning ikkilamchi
chulg`ami elektr o`lchov asboblariga ulangan yoki qisqa tutashgan bo`lishi shart.
Tok transformatorlari 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 10 aniqlik sinflariga ega.
Payvandlash transformatori
14-расм
36
Payvandlash transformatori metalla buyumlarni, konstruktsiyalarni va
hokazolarni eritib, o`zaro ulash uchun xizmat qiladi. 5.21-rasmda avyvanlash
transformatorirning printsipial 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.
Qisqa tutashuv bo`lganda drossel` elektr yoy va transformatorning tokini
cheklaydi.
Transformator salt ishlaganda
70
60
20
U
V, nominal nagruzka bilan
ishlaganda esa 30 V ni tashkil etadi.
15-расм
37
2.3. O`quvchilarga elektr bilan ishlaydigan uy ruzg`or buyumlarini
o`rgatish uslublari.
O`quvchilar elektr sxema zanjirning nusqasi bo`lmay, balki uning mohiyati
va printsipini ifodalashga ishonch hosil qilishlari uchun doskada tasvirlangan
sxema elementlarining joylashishini o`zgartirib qaytadan chizish va hamma
sxemalarda aynan bitta zanjir tasvirlanganligini ko`rsatish kerak.
O`zgaruvchang tok kuchlanishini o`zgartirish.
Ko`pgina elektrik asboblar turli kuchlanishlarga mo`ljallangan bo`ladi. Hatto
bitta asbobning o`zini ishlatish uchun uning turli qismlariga turli kuchlanishlar
berish talab qilinadi. Masalan, radiopriyomnikda lampaning shog`lanishi uchun
o`, v kuchayttirgishning ishlashi uchun esa 350v kuchlanish talab qilinadi.
Shuning uchun asbobga beriladigan tarmoq kuchlanishini orttirish yaki
kamayttirish imkonini beruvchi moslama kerak bo`lishi ravshan. O`zgaruvchang
tok kuchlanishini elektromagnit hodisasidan foydalanib o`zgartirish mumkin
ekan, vaholanki o`zgarmas tok kuchlanishini o`zgartirish usuli juda
murakkabdir. Asoson huddi ana shu sababli amalda o`zgaruvchang tokdan keng
foydalanadi.
Transformator P.N.Yabloshkov tomonidan 1876-yilda ixtiro qilingan.
Transformatorning asosiy turlari:
1. Bir fazali va uch fazali kuchli transformatorlar-ular elektr energiyani
olisga uzatishda, iste`molchilarni elektr energiya bilan ta`minlashda ishlatiladi.
2. Avtotransformatorlar-iste`molchiga beriladigan kuchlanishni biroz
o`zgartirish yaki noldan boshlab oshirish uchun ishlatiladi.
3. O`lchov transformatorlar- yuqori kuchlanishni va katta toklarni oddiy
o`lchov asboblari bilan o`lshashga imkon beradi.
4. Payvandlash transformatorlari.
Transformator berk po`lat o`zak va unga kiygizilgan o`ramlar soni turlicha
bo`lgan ikkita g`altakdan iborat. O`zak ommaviy toklarni kamaytirish
38
maqsadida bir-biridan izolyatsiyalangan alohida-alohida listlardan yig`iladi.
Ikkala g`altakning sho`lg`amlari izolyatsiya bilan qoplanadi va bir-biriga
ulanmaydi. G`altakning o`zgaruvchang tok tarmog`iga ulanadigan sho`lg`amiga
birlamchi iste`molchiga ulanadigan g`altakning sho`lg`amiga ikkilamchi
sho`lg`am deyiladi.
Birlamchi sho`lg`amdan o`tuvchi o`zgaruvchang tok transformator
o`zagida o`zgaruvchang magnit maydon hosil qiladi. U ikkilamchi sho`lg`amda
induktsiya EYuK uyg`otadi, chunki o`zakdan o`tayotgan magnit oqimi uzluksiz
o`zgaradi. O`zak bo`lmaganda magnit kuch chiziqlari birlamchi sho`lg`am
chekkalarida har tomonga qayrilish bo`lar edi va ularning ko`pchiligi
ikkilanuvchi sho`lg`amga borib etmasdi. Bu hodisaga magnit oqimining
soshilishi deyiladi. O`zak berk bo`lmaganda ham magnit oqimi soshiladi.
Magnit oqimining soshilishi sho`lg`amdagi induktsiya e. yu. kuchini, shu bilan
birga butun qurilmaning foydali ish koeffitsientini pasaytiradi.
Agar o`zak berk bo`lsa, u holda birlamchi sho`lg`am togining deyarli barcha
magnit oqimi o`zak ishidan o`tadi va shulg`amni kesib o`tadi.
Faqat ferromagnit moddagina o`zak materiali bo`lib xizmat qilishi mumkin.
Ammo transformator o`zagini tayyorlash uchun har qanday ferromagnit ham
yaroqli bo`lavermaydi. O`zakning materiali shunday bo`lishi kerakki, uni
o`zgaruvchang magnit maydoni bilan uzluksiz qayta magnitlash uchun iloji
boricha kam energiya sarf bo`lishi kerak, aks holda transformator qattiq qiziydi.
Shuning uchun o`zak materiali sifatida maxsus transformator po`lati ishlatiladi.
Agar transformatorning ikkilamchi sho`lg`am zanjiri ochiq bo`lsa, u holda
birlamchi sho`lg`amning berk zanjirida tok juda kam bo`ladi. Buni
transformatorning juda katta o`zinduktsiyaga ega bo`lishi bilan tushintiriladi;
birlamchi sho`lg`amda hosil bo`ladigan o`zinduktsiya EYuK uning uchlardagi
kuchlanishga deyarli teng va kuchlanishga qarshi ta`sir qiladi. Bunda birlamchi
sho`lg`amdan salt ishlash toki deb ataluvchi juda kuchsiz tok o`tadi. Bu tok
39
o`zakdagi o`zinduktsiya EYuKni etarli darajada hosil qilishi uchun kerak
bo`ladigan magnit maydonining o`zgarishi saqlab turadi.
Tabiyki huddi shu magnti maydoni ikkilamchi sho`lg`amning o`ramlarida
ham e yu k ni induktsiyalaydi. O`zakning magnit maydoni birlamchi hamda
ikkilamchi sho`lg`amlarining har bir o`ramida bir hil eyuk…, demak, tahminan
sho`lg`amlaridagi kuchlanishlar hamshu sho`lg`amlarining o`ramlari soniga
to`g`ri proportsional` degan xulosa kelib chiqadi.
Agar o`ramlar sonini 2 bilan belgilasak, u holda ikkilamchi o`ram zanjiri
ochiq bo`lganda, yana transformatorning salt ishlashda qo`yidagi munosabat
o`rinlidir.
2
1
2
1
2
2
U
U
Bunda U
1-
va U
2-
mos ravishda birlamchi va ikkilamchi sho`lg`amlardagi
kuchlanish.
Agar ikkilamchi sho`lg`am uramlari birlamchi sho`lg`am uramlari sonidan
ortiq bo`lsa, bunday transformatorni yuksaltiruvchi transformator deyiladi,
chunki ikkilamchi sho`lg`amda kuchlanish birlamchi sho`lg`amdagiga
qaraganda yuqori. Agar ikkilamchi sho`lg`am uramlari birlamchi sho`lg`am
uramlari sonidan kam bo`lsa, bunday transformatorni pasaytiruvchi
transformator deyiladi.
n=
2
1
2
2
Ikkilamchi sho`lg`amni qisqa tutashtirilganda undan o`tayotgan tok o`zakda
birlamchi sho`lg`amdagi magnit oqimiga qarshi yo`nalishga qo`shimcha magnit
oqimi hosil qiladi. O`zakda magnit oqimining susayishi birlamchi sho`lg`amdagi
induktsiya EYuK ni kamaytiradi. Shuning uchun undagi tokning qiymati
o`zaktagi magnit oqimi oldingi qiymatiga erishmaguncha o`sib boradi. Ikkala
sho`lg`am bir xil qo`shimcha magnit maydoni hosil qilishi, ,sho`lg`am hosil
40
qilgan magnit oqimi esa undagi tok kuchi bilan uramlari soniga ko`paytmasi
bilan aniqlangani uchun taxminan qo`yidagicha bo`ladi.
I
1
2
1
=I
1
2
2
Bu formula transformator nagruzka bilan ishlaganda birlamchi va
ikkilamchi sho`lg`amlarning tok kuchi hamda uram sonlari orasidagi
bog`lanishni ifodalaydi. Transformator nagruzkasi deganda ikkilamchi
sho`lg`amdagi tokning to`la aktiv quvvati tushiniladi.
Bu formuladan transformator sho`lg`amlaridagi tok kuchlari
ularning uram sonlariga teskari proportsional ekanligi kelib chiqadi. Shunday
qilib, transformatorda elektrik energiyaning bir zanjirdan ikkinchi zanjirga
elektromagnit induktsiya hodisasi yordamida uzatilishi sodir bo`ladi.
Transformatorda sho`lg`amlardagi issiqlik ajratishga va o`zakning qayta
magnitlanishiga ketadigan energiya sarfi juda kam bo`ladi. Transformator
qancha quvvatli bo`lsa, uning foydali ish koeffitsienti shuncha yuqori bo`ladi.
Quvvatli transformatorning f.i.k. 98% gacha etadi. Bu esa berilgan quvvatli
tokni transformatsiyalash uchun kam quvvatli bir necha transformator o`rniga
shu quvvatga mo`ljallangan bitta transformatordan foydalanish maqsadga
muvofiq ekanligini bildiradi.
Energiyaning yuqolishini hisobga olmay, taxminan qo`yidagi xulosaga
kelishi, transformator sho`lg`amlariga ulangan ikkala zanjirdagi elektr tokining
quvvati birday va asosan ikkilamchi sho`lg`am zanjiriga ulangan asboblarning
iste`mol quvvati bilan aniqlanadi.
Agar transformatorning birlamchi sho`lg`amini o`zgarmas tok zanjariga
ulansa, u holda transformator o`zagidagi magnit maydoni o`zgarmas bo`ladi,
shuning uchun ikkilamchi sho`lg`amda e.yu.k. induktsiyalanmaydi.
Transformatorning foydali ish koeffitsienti
Transformator iste`molchiga o`zatayotgan P
2
quvvatining manbaydan
olayotgan P
1
quvvatiga nisbati transformatorning foydali ish koeffitsienti n
deyiladi.
41
n=P
2
/P
1*
100%=P
2
(P
2
+P
5
+P
ch
)
*
100%=P(P
2
+P
c
+P
3
)
*
100%
Bunda P
s
=P
5
-po`lat o`zakdagi quvvat isrofi (salt yurishi tajribadan
aniqlanadi.) P
3
=P
ch
– sho`lg`amlarda bo`ladigan quvvat isroflari (qisqa tutashuv
sho`lg`amlarinan aniqlanadi)
n= S
2
cos / S
H
cos
2
+P
s
+
2
P
ch
Bunda
=I
2
/I
2H
- yuknalish koeffitsienti; S
H
=U
1H
I
1H
–
transformator iste`mol qiladigan to`la quvvati; cos
2
– ikkilamchi
sho`lg`amning quvvat koeffitsienti.
Sho`lg`amlarda bo`ladigan quvvat isroflari tok kvadratiga proportsional
bo`lgani uchun P
3
=
g
P
ch
deb yozilgan. Sho`lg`amlardagi quvvat isroflari po`lat
o`zakdagi quvvat isrofmga teng bo`lgandagi yuklanishda foydali ish
koeffitsienti maksimal qiymatga erishadi.
U holda:
P
s
=
2
mP
ch
yaki m=P
s
/R
ch
Katta quvvatli transformatorlarda foydali ish koeffitsienti *u’-99% bo`lishi
mumkin. Kichik quvvatli transformatorlarda esa (bir necha vatt) FIK 50-50%
gacha pasayish mumkin.
Elektr energiyani uzoq masofalarga uzatish. Sanoat korxonalarini energiya
bilan ta`minlash masalasi uzoq masofaga sim orqali juda kam isrof bilan uzatish
mumkin bo`lgan elektrik energiya yordamida hal qilinadi. Ko`pgina elektr
energiya stantsiyalari daryolarga va arzon yoqilg`i, masalan, torf miqdori etarli
bo`lgan joylarga quriladi. Elektrik energiya sim orqali elektr stantsiyasiga
yuzlab va minglab kilometr masofada bo`lgan korxonalarga uzatiladi.
Elektirk energiyani uzoq masofaga uzatishning asosiy masalasi elektr
stantsiyasi bilan iste`molchini biriktiruvchi simlardagi tok quvvatining
yuqolishini kamaytirishdir. Tok keltiruvchi simlarda tok quvvatining yuqolishi
qo`yidagi formula bilan hisoblanadi:
P =I
2
R
2
42
Bundan ko`rinib turibdiki, quvvatning yuqolishi ikki usul bilan kamaytirsh
mumkin: birinchidan, simlarning qarshiligi R ni kamaytirish, ikkinchidan
undagi tok kuchini kamaytirish. Elektr stantsiyasi bilan iste`molchi orasidagi
berilgan masofadagi o`tkazgich simlarning qarshiligi faqat simlarning
ko`ndalang kesim yuzini orttirish yo`li bilangina kamaytiriladi, bu esa,
ravshanki noqulay va uncha uzoq bo`lmagan joylardagina qo`llash mumkin.
Iste`molchidagi tokning berilgan quvvatini saqlagan holda tok keltiruvchi
simlardagi tok kuchini kamaytirish bilan bir vaqtda simlar orasidagi
kuchlanishni orttirish natijasidagina erishish mumkin, bu iste`molchidagi P ni
hisoblab chiqariladigan formula
P=U I (cos )
Elektrik energiya uzatilayotgan simlar orasidagi kuchlanish qanchalik yuqori
bo`lsa, tok uzatish shunchalik qulay bo`ladi, chunki bunda tok kuchi kamayadi
va simlardagi energiyaning yuqolishi tok kuchining kvadratiga proportsional
ravishda kamayadi. Yuqorida tushintirilganidek, uzatilayotgan quvvatni
o`zgartirmasdan o`zgaruvchang tokning kuchlanishini transformator yordamida
orttirish mumkin. Shuning uchun hozirgi zamon sharoitida elektrik energiyani
uzoq masofaga transformatorsiz uzatish mumkin emas.
Elektrik energiyani uzoq masofaga uzatish sxemasi ko`rsatilgan. Elektr
stantsiyasida yuksaltiruvchi transformator o`rnatiladi. Yuqori kuchlanishli
tokning energiyasi iste`molchi turgan joyga uzatiladi. Iste`molchidan oldin
pasaytiruvchi transformator o`rnatiladi, chunki iste`molchi kishi hayotga havfsiz
bo`lgan va alohida izolyatsiya usuli talab qilmaydigan normal kuchlanishli
elektrik energiyadan foydalanadi.
1854-yilda F.A.Pirotskiy elektrik energiyani sim orqali uzatish bo`yicha
tajriba o`tkazgan. U quvvati 6 o.k ga teng bo`lgan elektrik energiyani
Peterburgga yaqin joydagi bir kilometr masofaga uzatgan. 1882-yilda frantsuz
M.Depre elektrik energiyani birinchi marta sanoatda foydalanish uchun uzatgan.
Do'stlaringiz bilan baham: |