Reja: Transformatorning salt ish rejimidagi quvvat isroflari

Turli ish rejimlarda transformatordagi quvvat isroflari va transformatorning foydali ish koeffitsienti.
Reja:

1. 
   Transformatorning salt ish rejimidagi quvvat isroflari.
   
2. 
   Qisqa tutashuv rejimidagi quvvat isroflari.
   
3. 
   Yuklamali ish rejimidagi quvvat isroflari va foydali ish koeffitsienti
   

Transformator salt ishlaganda undan salt ishlash quvvat isroflari (yoki qisqaroq – salt isroflar) ajraladi. Bu isroflar asosan magnit o’zakda sodir bo’lib, po’lat isroflari deyiladi. Bu isroflar transformatorga tarmoqdan kelayotgan yuksiz ishlash quvvati hisobiga paydo bo’ladi.
Oddiy turdagi transformatorlarning salt ishlagandagi tarqoq maydoni asosiy maydonining 0.25% dan ham kichikdir. Po’lat isroflari esa nominal quvvatning 1% ga ham bormaydi. Chulg’amlardagi quvvat isrofi juda ham kichikdir. Transformator salt ishlaganda tarmoqdan kelayotgan quvvat quyidagicha sarflanadi:

1. 
   Birlamchi chulg’amdagi (misdagi) quvvat isrofi (chulg’am aluminiydan yasalgan bo’lsa ham mis isrofi deb nomlash qabul qilingan)
   
2. 
   Magnit o’zak po’latidagi asosiy isroflar
   
3. 
   Salt ishlashdagi qo’shimcha isroflar
   

Ya’ni salt ishlashdagi umumiy quvvat isrofini quyidagicha bo’ladi.
; (1)
Isroflarni hisoblash shuni ko’rsatadiki, I₀ va r₁ qiymatlar transformatorning quvvati oshgan sari kamayib boradi va umumiy isrof po’latdagi asosiy isroflarga sarflanadi deyish mumkin. U holda tenglik quyidagicha o’zgaradi.
; (2)
Po’latdagi asosiy isroflar ikki turga bo’lanadi, gisterezis va uyurma (fuko) toklarning isrofi deyiladi.
Birlik massali (1 kg massali) po’latdagi gisterezis isrofi (ya’ni solishtirma gisterezis isrofi) ni aniqlash uchu nemis olimi Charlz Shteynmets (1865-1923) taklif etgan empirik formuladan foydalanamiz:
; (3)
Bunda, – po’latning turiga bog’liq bo’lgan doimiy;
– qayta magnitlash chastotasi;
- induksiyaning maksimal qiymati;
– tajriba usuli bilan aniqlanuvchi qiymat – induksiya B ning darajasi.
Legirlangan po’latlarda induksiya qismati 0,8 Tl dan 1,6 Tl gacha bo’lganda α=2 deb qabul qilingan.
Uyurma toklari isrofi magnit o’zakdan o’zgaruvchan magnit oqim o’tganda, oqimning kuch chiziqlariga perpendikulyar tekislikda yo’nalishi o’ng qo’l qoidasi asosida aniqlanuvchi. E.Y.K lar hosil bo’ladi. (1-rasm) Mazkur yo’nalishda o’zaklarda shu E.Y.K lar hosil qilgan uyurma toklar oqadi. Uyurma toklarni fransuz olimi Jan Berner Fuko ixtiro qilgani uchun Fuko toki ham deb ataladi. Normal elektr mashinalarida bu toklar foydali ishlatilmaydi, aksincha quvvat isrofini vujudga keltirib, o’zakning isishiga olib keladi . Uyurma toklarning zararli ta’sirini kamaytirish uchun magnit o’zak yaxlit ferromagnit po’latdan emas, balki bir-biridan maxsus izolyatsiyalangan (maxsus loklar va oksidlar bilan) qalinligi 0,5 mm gacha bo’lgan maxsus elektrotexnik po’lat tunukalardan tayyorlanadi.
Uyurma toklar isrofini hisoblaganda quyidagi shartlarni qabul qilamiz:

1. 
   Po’lat tunukaning qakinligi uning eni va uzunligidan juda kichik;
   
2. 
   Induksiyaning vaqtga bog’liqligi sinusoidaldir va po’lat tunuka qalinligi bo’yicha bir tekis taqsimlangan,boshqacha qilib aytganda,uyurma toklarning magnit oqimiga ekranlashtirish xususiyatiga hisobga olmaymiz.
   
3. 
   Po’lat magnit singdiruvchanligi va uning solishtirma qarshiligi o’zgarmas qoladi. Shu sharoitda tunukada induktivlanayotgan E.Y.K. induksiya B va uning davr tezligi f ga proporsional, ya’ni bo’ladi. Agar uyurma tok , va ekanini hisobga olsak, po’lat tunukaning birlik massasidagi uyurma tok solishtirma isrofi quyidagicha aniqlanadi:
   

; (4)
Bunda, C_uy – po’lat turiga va qalinligiga bog’liq bo’lgan doimiy.
Transformatorlarni loyihalashda po’lat o’zakdagi quvvat isrofini hisoblash uchun 1 kg o’zak massasiga mos keluvchi “solishtirma isrof” ning induksiyaga bog’liqligini ) turli xil po’lat navlari uchun tajriba usulida aniqlanadi. Keyin aniq bir po’lat navi va berilgan davr tezlik uchun induksiyaning qiymatini 1-rasmga qo’yib aniqlanadi. Har bir o’zak bo’lagi uchun qiymatlarini shu bo’lak massasiga ko’paytirib va bu qiymatlarning yig’indisini aniqlab, o’zakni asosiy isroflari aniqlanadi.
Po’latning asosiy quvvat isrofini aniqlash uchun ba’zan quyidagi bog’lanishdan ham foydlaniladi:

Bunda, P_n1 – induksiya B 1Tl bo’lgandagi 1 kg po’latdagi isrof, ammo (5) bog’lanishdan foydalanish uchun va ko’rsatkichlarning qiymatlari ularning asoslari (B va f) ga bog’liq. Bazan, soddalashtirish uchun o’rtacha uchraydigan

2-rasm. Elektrotexnik po’latning har xil turlari uchun isroflar egri chiziqlari

1-rasm. Po’lat tunukalardagi magnit oqimi ta’sirida uyurma toklar hosil bo’lishi

induksiya B=1,2 Tl uchun va ning 50 Gs ga yaqin qiymatlari uchun qabul qilinadi.

Yuqorida aytilganidek, transformatorlarning o’zaklari maxsus transformator po’latining 0,35-0,5 mm qalinlikdagi tunukalardan yig’ladi. Bu po’latlarning magnitlash egri chiziqlari va xususiyatlari elektr mashinalarini loyihalash bo’yicha maxsus adabiyotlarda keltirib o’tiladi.
Transformatorning salt ishlashidagi qo’shimcha isroflari P_qo asosiy turlari quyidagilar:

1. 
   Po’lat tunukalarga mexanik ishlov berilishi natijasida po’lat tuzulishining o’zgarishi sababli hosil bo’lgan quvvat isrofi;
   
2. 
   O’zakning qismlari tutashgan joylari va o’zakning tortuvchi shpilka o’rnatilgan joylardagi induksiyaning har xilligi tufayli vujudga kelgan isrof;
   
3. 
   O’zakning mahkamlagichlari va boshqa konstruktiv qismlar – shpilka to’sinlarni siquvchi po’lat balkalar, transformator idishida va boshqa omillar hosil qiluvchi isroflar;
   
4. 
   Yuqori kuchlanishli transformatorlarning izolyatsiyalaridagi isroflar.
   

Salt ishlashdagi qo’shimcha isroflarini aniq hisoblashning imkoni yo’q. Shu sababli ularni transformatorning salt ishlash isroflarining tarkibiga qo’shgan holda, avvaldan tuzilgan jadval yordamida aniqlanadi. Tadqiqotlar shuni ko’rsatadiki, issiq jo’valangan po’latli transformatorlarda salt ishlash qo’shimcha isroflarining hamma xillari o’zakdagi induksiya qiymati 1,5 Tl dan oshganda keskin ortar ekan. Mazkur tadqiqotlar yana shuni, ko’rsatadiki, transformator o’zaklaridagi induksiyaning qiymati 1,15-1,17 Tl qiymatga yaqin bo’lganda qo’shimcha isroflar ulushi asosiy isroflarning 15-20% ni tashkil etar ekan.
Transformatorning qisqa tutashuv jarayonida asossiy magnit oqimi ning qiymati kichik bo’lganligi sababli magnit o’tkazgichning po’latdagi quvvat isrofi juda kichik bo’lib, uni hisobga olmaslik mumkin va qisqa tutashuv quvvati faqat misdagi (chulg’amlardagi) va quvvat isroflariga sarflanadi, ya’ni
(6)
Qisqa tutashuvdagi chulg’amlardagi quvvat isroflari quyidagilardan iborat:

1. 
   Chulg’amlarning o’zgarmas tokka ko’rsatadigan (omik) qarshiliklari r_1a va r_2a da ajraluvchi P_ma misdagi asosiy isroflar;
   
2. 
   Chulg’amlarda hosil bo’luvchi qo’shimcha quvvat isroflari – uyurma toklar hosil qilgan isroflar, o’tkazgichlar kesishuvidan hosil bo’lgan nomukammalik sababli isrof va tarqoq oqimlarning bak devorlaridan o’tishi natijasida ajraluvchi isroflardan iborat.
   

Mis o’tkazgichlarning omik qarshiliklari hosil qilgan quvvat isrofi chulg’amdagi isrofning asosiy qismini tashkil qiladi:
; (7)
Misdagi qo’shimcha quvvat isrofi masalasi murakkab bo’lib, uni aniqlash maxsus muammo hisoblanadi. Ko’pincha uni asosiy quvvat isrofi tarkibiga empirik aniqlangan qo’shimcha isrof koefitsientlari ( va ) orqali qarshilik va larni kattalashtirish yo’li bilan kiritiladi, ya’ni va ,
Shunday qilib,
; (8)
qo’shimcha quvvat isroflarining qiymatlari chulg’am turlariga (konsentrik va almashinuvchi), chulg’am o’tkazgichi kesim yuzasining shakliga (aylana yoki to’rt burchakli), chulg’am tuzulishiga va boshqalarga bog’liqdir. Normal sharoitlarda va koeffitsientlarning qiymatlari 1,05 – 1,15 oraliqda, ba’zi xollarda kattaroq bo’ladi.
Salt ishlashdagi quvvat isrofi P_o singari, qisqa tutashuvdagi quvvat isrofi P_q ham muhim ekspluatatsion ahamiyatga ega. Uning qiymatini nisbat qiymati orqali ko’rish mumkin. Normal transformatorlar uchun bu nisbat 2,5-4 gacha bo’ladi. Quyidagi 1-jadvalda bu nisbatning qiymatlari bir va uch fazali transformatorlar uchun keltirilgan. (chulg’am harorati 75⁰C da)
Transformator F.I.K. egri chizig’ining shakliga ning qiymati katta ta’sir qiladi
1-jadval

	Transformator quvvatlari (kV·A)	nisbat qiymatlari
1	5-20	3.7-3
2	30-240	3-2
3	320-5600	2-1
4	7500-60000	1-0,4

Transformatorning yuklamali ishlashi uning birlamchi chulg’ami tarmoqqa, ikkilamchi chulg’ami esa yuklama yoki yuklama tarmog’iga ulanganda sodir bo’ladi. Bu holatdagi yuklamali ish rejimidagi quvvat isrorlari va transformatornining foydali ish koeffitsientini ko’rib chiqamiz.

Hamma elektr mashinalari singari transformatorlarda ham F.I.K. η deb, transformatorning aktiv quvvat birligida tarmoqqa uzatilayotgan (ikkilamchi) quvvati P₂ ning unga keltirilayotgan birlamchi quvvat P₁ ga nisbatiga aytiladi. Shunday qilib, F.I.K. nining qiymati quyidagiga teng bo’ladi:
; (9)
Katta quvvatli transformatorlarda F.I.K. ning qiymati juda yuqori (99%) bo’ladi. Shuning uchun F.I.K.ni bevosita aniqlash usuli, ya’ni P₁ va P₂ larni o’chov asboblari yordamida aniqlab, F.I.K. ni hisoblash qo’llanilmaydi, chunki P₁ va P₂ larni o’lchash noaniqliklari F.I.K. ni aniqlashda qo’pol xatolikka olib kelishi mumkin.
Bunday hollarda F.I.K. ni aniqlashning bevosita usuli, ya’ni u yoki bu quvvatni aniqlash boshqa quvvat isroflari orqali amalga oshiriladi.
Agar P_m – chulg’amlar misidagi, P_p – po’latdagi quvvat isrofi bo’lsa va
; (10)
Ushbu qiymatlarni aniqlashda ba’zi farazlar qabul qilinadiki, bunda F.I.K. ni aniqlash birmuncha soddalashadi va shu bilan birga, qoniqarli aniqlikdagi natijalar olinadi.