Transformatorlar

53- раем. Частотани икки марта оширишнинг трансфор­матор схемаси.

Частотани 2 ва 3 марта ошира- диган трансформаторлар схемалари амалда куп ишлатилади.

Частотани икки марта сшириш. Бу курилма Тр = 1 ва Тр—2 лардан иборат булиб, х,ар бир трансформатор учтадан чулгамга эга, бирламчи чулгам 7, кушимча магнитловчи чулгам 2 ва иккилам­чи чулгам 3. Трансформаторларнинг бирламчи чулгамлари тескари тартибда кетма-кет уланади, к$шим- ча магнитловчи ва иккиламчи чулгамлар тугри кетма-кет уланади (53-расм). Шунинг учун таъминловчи кучланиш U_l узгаришининг биринчи ярим даври давомида трансформаторларнинг бирига F^+F, бош^асига уларнинг айирмаси га тенг булган маг-

нитлончи куч таъсир этади. Бу ерда: F^ ва / кушимча магнитлай- диган ва бирламчи чулгамнинг магнитловчи кучлари. Натижада биринчи трансформаторнинг узаги туйинган *олда булади, маг­нит оцимининг Ф₁ узгариш эгри чизиги япалоклашади; иккинчи узакдаги Ф₂ нинг эгри чизигила оким камайиб кетади. Кейинги ярим даврда F нинг й^налиши узгаради, F илгаригидагича кдлади. Ок,имлар Ф, ва Ф_г нинг узгариши \ам алмашинади. Улар бир-би- ридан 180" га силжийди ва носимметрик булади. Демак, уларда ток, ва жуфт гармоникалар булмайди. Бирламчи чулгамда ЭЮК Е_у

27. Частотани узгартирувчн трансформатор схемалари

g

[Д. Д. -<=>-

2
l

|G i	t i
Lj	Lj	JJ
	2	2 | 1

g»

54-rasm. Chastotani uch marta oshirishning transformator sxemasi:

a—uch fazali transformator yordamida; b—uchta bir fazali transfor­mator yordamida.

okimlar F, va F₂ ning ayirmasi bilan xosil kilinadi. Bu ayirma otsim chastota^ bilan uzgaradi. Ketma-ket ulangan ikkilamchi chul- gamlarda yigindi EYuKyigindi okim F,+F,ta’sirida xosil kili­nadi xamda bu EYuK birinchi va tok garmonikalarga ega bulmaydi. Shuning uchun ikkilamchi chulgam U₃ kuchlanish F, va F_;okimlarning ikkinchi garmonikasi bilan aniklanadi, ya’ni ikki marta ortik chastota bilan Uzgaradi (chastotasi 2/| buladi). Kushimcha magnitlay- digan chulgamdagi tokni rostlab, kurilmaning chikish kuchlanishi t/₃ ni uzpartirish mumkin buladi. Kushimcha magnitlaydigan chulgam­dan uzgaruvchan tok utmasligi uchun, bu zanjirga drosselь Dr ulanadi. Ikkilamchi chulgamda kuchlanish pasayishini kompensatsiyalash uchun nagruzka karshiligi Z_h bilan ketma-ket chfhm S ulanadi Sigim kurilmaning kuvvat koeffitsiyentini oshiradi.

Chastotani uch marta oshirish. Chastotani uch marta oshirish uch fazali tarmokk³ ulangan transformatorning pulat Uzagi tuyinganda xosil buladigan uchinchi garmonikalardan foy- dalanishga asoslangan. Oldin aytilganidek (14-§), transforma­torning ikkilamchi chulgami uchburchak usulida ulanganda ayrim fazalarda EYuK uchinchi garmonikasining uzgarishi bir xil buladi va shu chulgamlardan chastotasi uch marta ortik tok uta boshlaydi Demak, transformator ishlaganda uning pulat uzagini tuyingan Xolda buladigan kilib tayyerlanadi (bunda uchinchi garmonika EYuK katta buladi) va ikkilamchi chulgamlarni ochik uchburchak usulida ulanadi (54-rasm, a), bunda ikkilamchi chulgamga ulangan nagruz ka (ZJ ga chastotasi 3/J bulgan kuchlanish berilishi mumkin. Uch fazali transformator urnida uchta bir fazali transformator ish- latilishi xam mumkin (54-rasm, b).

Chastota uch marta ortganda transformatorda kuchlanish pasayi­shi ancha kupayadi. Kuchlanish pasayishi kompensatsiyalash uchun Z_h ga ketma-ket kilib chfhm S ulanadi Chastotani 4,6 va 8 marta oshiruvchi apparatlar \am amalda kullaniladi.

28. 
    Kuchlanishi tekis rostlanadigan transformator
    

Transformatorlarning kuchlanishi kupincha pogonali rostlana- di. Kup xollarda transformator kuchlanishini katga diapazonda juda tekis rostlash talab kilinadi. Kupincha bu maksadda chulgamning izolyatsiyalanmagan tashki yuzasida sirpanadigan kontakt chutkalar ishlatiladi va shu asosda ulanadigan chulgam uramlarini tekis uzgar tiriladi. Bu usul kichik kuvvatli avtotransformator (LATR) larda KUllaniladi. Katta kuvvatli transformator va avtotransformator larda kuchlanishni uzgartirish uchun uram kismi kiska tutashganda

kiska tutashish tokini chegara- lovchk karshilikli ikkita chutka ishlatiladi. Amalda kuegaluvchan chulgamli yoki kuzgaluvchan uzakli transformatorlar xam kullani- ladi. Bunda transformatorning parallel ulangan ikkita birlam­chi chulgami sterjenning pastida va yuk,orisida urnatiladi. Ikki­lamchi chulgami esa kuzgaluvchan uzakka urnatiladi. Uzak sur il gan­da ikkilamchi chulgam bilan kur- shaladigan magnit okimi uzgara- di na kuchlanish kiymati + £/₃dan (ikkilamchi chulgam yukorida) — i_g gacha (pastda) juda tekis uzgaradi.




55-расм. Кушимча магыитлопчи чулгамли бир фазали трансфор­матор.
Sunggi vaktlarda uzgarmas tok bilan yedshimcha magnitlanadi- gan elementli (kuchlanishi tekis rostlanadigan) transformator­lar ishlatilmokda. Bunday bir fazali transformatorning bir­lamchi va ikkilamchi chulgamlari ikkita chekka sterjenlarga urna­tiladi (55-rasm). Sterjenlar orasida magnit shunti buladi. Magnit shunti \am maxsus pulatdan yigiladi. Magnit shunti chulgamlar­ning elektromagnit alok,asini pasaytiradi, sochilma okimlar esa kupayadi. Foydali okim chekka sterjenlar bilan kurshaladi. Agar kichkina magnitlovchi tok e’tiborga olinmasa, /, va 1₂ toklar magnit shunti orkali kurshaladigan sochilma okimlar F_s1 va F_s, ni xosil kiladi. Sochilma okim katta bulgani uchun chulgamlar­ning induktiv karshiligida kuchlanish pasayishlari (/'^x, jljCj) katta buladi va ikkilamchi kuchlanish ancha kamayadi. Magnit shun- tining ikkita sterjenida uzgarmas tok manbaiga ulanadigan kushimcha magnitlovchi chulgam uraladi. Uzgarmas tok xosil kila- digan magnit okimi fakat shunt orkali beriladi. Tok k^ancha katta bulsa, magnit okimi xam shuncha katta buladi, bunda uzak kuchli- roktuyinadi. Natijada F_s| va F_s3 okimlar kamayadi, bu esa ikki­lamchi chulgam kuchlanishining kupayishiga olib keladi. Uzgarmas tok kiymatini Uzgartirib, ikkilamchi chulgam kuchlanishi kiy- matini juda tekis uzgartirish mumkin buladi. Ikkilamchi chul­gamning bir kismi birlamchi chulgam sterjenida urnatilishi xam mumkin. Bunda chulgamlarning elektromagnit alokasi kuchayadi, sochilma okim kamayadi, rostlash diapapazoni xam kamayadi.

28. 
    Kuchlanish stabilizatorlari
    

Ma’lumki, elektr tarmogida kuchlanish kiymati doimo uzga- rib turadi Ba’zi elektrotexnik kurilmalar tarmok kuchlanishi- ning kiymati doim bir xil bulishini talab kiladi. Zanjirdagi kuchlanish kiymatini bir xilda saklaydigan apparat kuchla­nish stabilizatori deyiladi. Odatda urtacha kuvvatli kuril- malarda turli priniipda ishlaydigan elektromagnit stabiliza- torlar ishlatiladi Bulardan asosiylari kuyidagilar:

1. 
   tuyingan temir Uzakli yoki ferromagnitli stabilizator;
   
2. 
   kuchlanish yoki toklar rezonansi asosida ishlaydigan, ya’ni ferrorezonans stabilizator.
   

1. 
   Tuyingan temir Uzakli sta b i l i z ato r l a r . Ferromagnit stabilizator uch Uzakli va uch chulgamli (maxsus kon- struktsiyadagi) transformatordan iborat buladi, urtadagi ster- jenda uralgan chulgam (uramlar soni w,) birlamchi chulgam xisob- lanadi (55-rasm, a). Bu chulgam U kuchlanishli tarmokka ulanadi. Ungdagi sterjeni urtadagi uzakdan ingichkarokbulib, unga trans­formatorning ikkilamchi chulgami (uramlar soni w₇) uraladi. Stabilizator ishlaganda bu sterjenь (ingichka bulgani uchun) tuda tuyinadi. Chapdagi sterjeniga kompensatsiyalovchi chulgam (uram soni w_%) uraladi. Bu chulgam ikkilamchi chulgam bilan ketma-ket ulanadi. Ba’zida kompensatsiyalovchi chulgami Uralgan sterjenь Kuzgaluvchan kilib tayyorlanadi. Asosiy temir uzak (birlamchi chul­gam) bilan bu sterjenь orasidagi masofa (xavo oralik) ni uzgar­tirib, kompensatsiyalovchi chulgam uramlarini kesib utuvchi mag­nit okimi kiymati uzgartiriladi.
   

Tarmok kuchlanishi uzgarganda urtadagi sterjenda magnit okimi uzgaradi, lekin ungdagi sterjenь tuyinganligi uchun unda magnit

okimining kiymati deyarli uzgarmaydi Shuning uchun xam tarmok kuchlanishi uzgarganda ikkilamchi chulgam kuchlanishi U\ deyarli uzgarmaydi (56-rasm b, 1-egri chizik).

Kompensatsiyalovchi chulgam kuchlanishi £/ yunalishi ikkilam­chi chulgam kuchlanishi U\ yunalishiga karama-karshi buladi. Shu­ning uchun tarmok kuchlanishi U. uzgarganda U\ ning ozgina uzga- rishini kompensatsiyalovchi chulgam kuchlanishi butunlay yukota- di. 55-rasm, b da kompensatsiyalovchi chulgam kuchlanishining tarmok kuchlanishi U\ ga boglanishi 2-tugri chizik bilan kursatilgan. Stabilizatordan olinadigan kuchlanish kuyidagicha aniklanadi:

U,=U’-U_t.

Natijada tarmok kuchlanishi chekli diapazonda xar kanday uzgarsa xam iste’molchi oladigan kuchlanish uzgarmay kolaveradi.

Tarmok kuchlanishi noldan maksimal kiymatigacha uzgarganda ikkilamchi chulgam kuchlanishi U₇ tez ortadi (3-egri chizik), sungra tuyinishga yakinlashganda uning usishi juda sekinlashadi. Lekin kompensatsiyalovchi chulgam kuchlanishi £/ tarmok kuchlanishi f/_T ga proportsional ortadi. Transformator chulgamlari va temir uzak- lari parametrlarini tugri tanlash yuli bilan egri chizik I kiyali- gining (u bilan gorizontal chizik orasidagi a burchak) egri chi­zik 2kiyaligiga ({/ va i/_T orasidagi a burchakka) barobar bulishi- ga erishiladi. Fakat shundagina stabilizatordan olingan kuchlanish ^ikkilamchi chulgam kuchlanishlar U\ va t/ ning yigindisigateng buladi va uning kiymati tarmok kuchlanishi kiymatiga boglik bulmaydi. Shunday kilib (karshiligi uzgarmas bulganda), tarmok kuchlanishi nominal kiymatidan ±20% ga uzgarganda stabiliza­tordan iste’molchi oladigan kuchlanish kiymati fakat +2% ga uzga- radi. Bunda tarmok kuchlanishining chastotasi xam bir xil buladi.

Stabilizator konstruktsiyasi oddiy, mustaxkam va inertsiyasiz asbob xisoblanadi. Lekin bunday stabilizatorning FIK (40 + 60%) va kuvvat koeffitsiyenti (0,4) kichik, undan olinadi-






gan kuchlanish sinusoidadan boshkacharok shaklga ega xamda bu kuch- lanishning tarmok chastotasiga boglikligi kamchiliklari xisob­lanadi. Shuning uchun amalda sifati ancha yaxshi ferrorezonans stabilizatorlar keng ishlatiladi.

2. 
   Ferrorezonans stabilizatorlar. Fsrrorezonans stabilizator reaktiv galtak 1, S kondensator va avtotransforma­tor 2 dan iborat (57-rasm, a). Stabilizatordan olinadigan kuchla­nish f/₂ reaktiv galtak kuchlanishi U\ x,amda avtotransformator- dan olinadigan kuchlanishlar U₇ ning ayirmasiga teng kilib olinadi, ya’ni U₇ -Uj -U”.
   

Raltak kuchlanishi U\ toklar rezonansi xodisasi sababli tar­mok toki /, bilan egri chizikush boglanishli buladi (57-rasm, b,

7. 
   egri chizik). Temir uzagi tuyinmaganligi uchun avtotransfor- matordan olinadigan kuchlanish U" tarmok toki /, ga proportsio- nal buladi (2-egri chizik,). Agar avtotransformator va reaktiv gal­tak parametrlari egri chizikning magnit tuyinishi kismida egri chizik, I bilan abstsissa uki orasidagi burchak a, ya’ni uning kiyaligi egri chizik 2 kiyaligiga teng kilib olinsa, stabilizatordan olina­digan kuchlanish uzgarmay kolaveradi, ya’ni U\ -U" = const buladi.
   

V xolda stabilizatordan olinadigan U₂ kuchlanish kiymati /, tokiga va, demak, tarmok kuchlanishiga (f/ ga) boglik bulmaydi (.Zegri chizik) Odatda stabillash diapazoni U_} kuchlanishi nami­nal kiymatining 30% dan ashmaydi Bunday stabilizatorning foydali ish koeffitsiyenta 80 + 85% ga teng buladi.

Stabilizatordan olinadigan kuchlanishning tarmok kuchlani­shi chastotasiga xamda iste’molchining kuvvat koeffitsiyenti (coscp) ga boglik bulishi, shuningdek, undan olinadigan kuchlanish shak- lining sinusoidadan boshkacharok bulishi ferrorezonans stabi- lizatorlarning kamchiligi xisoblanadi.

28. 
    T}trilagich sxemalarida ishlatilaligan transformatorlar
    

Kuyida tugrilagichlarining ba’zi schemalarini keltiramiz.

a) Bir fazali ikkita yarim davrli tugrilagichning kuprik sxe- masini kurib chikamiz. Bunday sxema amalda kup kullanadi (58- rasm, A)

Bunday tukrilagich bir fazali transformatordan, uning ik­kilamchi chulgamiga kuprik sxemasida ulangan turtta dioddan tu- zilgan. Kuprikning birinchi diagonaliga transformatorning ik-

8. 
   Elektr mashimalari 113
   

kilamchi chulgami, ikkinchi diagonaliga nagruzka karshiligi L_n ulanadi. Transformator ikkilamchi kuchlanishi uzgarishining birinchi yarim davrida, ya’ni a nuktasining poteniiali 6 nukta- sining poteniialidan katta bulganda D va D diodlar ochik, na- fuzka karshiligi /?_ndan tok uta boshlaydi (58-rasm, A). Bu vaktda D va D lar yopik. Ikkilamchi kuchlanishning ikkinchi yarim davri­da b nuktasining poteniiali a nuktasining potentsialidan katga bulgan xolat uchun D va D lar ochik, bu vaktda D va D lar yopik- Ikkala yarim davrda xam nagruzka karshiligidan utadigan tok- ning yunalishi uzgarmaydi. Tugrilagichning vakt buyicha olin­gan diagrammasi asosida tugrilangan kuchlanish va tokning urta­cha kiymatlari U_HJP =№;/_n?r-0,9ⁱ^_n. Bundan U₇ = ,_r. Xar bir dioddan utadigan urtacha tok (ikkilamchi chulgam toki):






L* jp = L fp = °.⁵L, fp- Ikkilamchi chulgamning maksimal toki /_2p1 =

с *?

= ^^sh-, £/_H?=0,9f/₃ ni e’tiborga

^Ay

olib /₂ = 0,78/_n}r.

Teskari kuchlanishning maksimal kiymati maksimal

tok I 1*57/_m>r Tugrilagichning pulьslanish koeffitsiyenti A* = 0,67.

b) Uch fazali tugrilagichlar, aso- san, ikki xil buladi: neytraldan sim chikarilgan sxema va uch fazali kuprik sxemasi.

58-rasmda neytraldan sim chika­rilgan uch fazali tugrilagichning sxemasi keltirilgan. Sxema chulgam­lari Y/Y shaklda ulangan uch fazali transformator, uning uchta fazasiga ulangan uchta diod va nagruzka karshiligi /?_n dan tuzilgan. Tugri­lagichning ishini 58-rasm, V da keltirilgan vakt diagrammasida kurib chikish kupay. Diodlarning xar biri davrning uchdan bir kismida galma-galdan ishlaydi. Diodlar kaysi bir chulgamning bosh kismasida musbat potentsial boshkalariga Karaganda katta­rok bulsa, shunda ishlaydi. Nagruzka karshiligi Ya_ts dan utadigan tok x;ar bir diodning tokidan iborat bulib, xar bir fazada tufi- langan toklarning yigindisi bilan, ya’ni /_||=/₁+/_v+1_sbilan anik- lanadi. Tokning pulьslanishi kichkina. Tugrilangan kuchlanish­ning Urtacha kiymati U_{H 9v}-],\7U_2it. Xar bir berk diodda teskari kuchlanishning kiymati ..._gt=2,09t/_[fp. Tugrilangan tokning urta-

/ u

cha va maksimal kiymati I^_r._9r ^{= -}u^_; ^tms d -1.21 /„ .

Neytraldan sim chikarilgan uch fazali tufilagichla tugrilan­gan tokning urtacha kiymati 100 A gacha, kuchlanishning kiymati bir necha un kilovattgacha yetadi.

Uch fazali tugrilagichning kuprik sxemasi 58-rasm, S da be- rilgan.

Uch fazali tugrilagichning kuprik sxemasida oltita diod bulib, D,, D,, D₅ lar bir guruxni; D₇, D, D₆ lar ikkinchi guruxni tashkil

kiladi. Birinchi guruxning umumiy nutstasi nagruzka karshiligi /?_n da musbat kugbni, ikkinchi guruxning umumiy nuktasi man~ fiy kutbni xosil kiladi. Bu tUgrilagichda vaktning kar bir mo- mentida nagruzka karshiligi va ikkita dioddan tok, shu diodlar- ga eng katta kuchlanish berilganda utadi. Masalan, /₍—/₂ vakti ora- sida (58-rasm, 6) diod D nagruzka k^arshiligi R_it — diod D zanjiridan tok utadi, chunki bu diodlarga U_M liniya kuchlanishi berilgan. Shu vakt oraligida bu kuchlanish boshka liniya kuchla- nishlaridan katta. 1₂—^ oraligida D va Ddiodlar ochiladi; ular- ga U kuchlanishi berilgan va boshkalar. Nagruzka karshiligida tokning yunalishi bir xil buladi (uzgarmaydi). Tugrilangan kuch- lanishning pulьslanishi kichkina. Pulьslanish koeffitsiyenti 0,057. Tugrilangan kuchlanishning urtacha kiymati U_H^-2,34U_g.

Teskari kuchlanishning maksimal kiymati U =1.045f/_Hfp.

Bunday tugrilagichning FIK oldingisiga Karaganda kattarok.

Bilimni tekshirish uchun savol va gpopshiritslar

1. 
   Bir fazali va uch fazali transformatorning tuzilishi va ishlash printsipini tushuntiring.
   
2. 
   Transformator kanday konun asosida ishlaydi? Transformatsiya- lash koeffitsiyenti nima, u k,anday aniklanadi?
   
3. 
   Transformatorning ishlash rejimlari xakida suzlab bering.
   
4. 
   Salt ishlash tajribasi sxsmasini chizing, undan nimalar anikla nadi?
   
5. 
   K,isk;a tutashish tajribasi k;anday utkaziladi va unda nimalar anits- lanadi?
   
6. 
   Transformatorning tash^i tavsifi nimani kursatadi? Kuchlanish­ning nisbiy pasayishi nima?
   
7. 
   Uch fazali transformator chulgamlarining ulanish sxemalarini chizib kursating, ulanish guruxlari nimani kursatadi?
   
8. 
   Transformator parallel ulanayotganda kanday shartlar bajarili- shi lozim?
   
9. 
   Avtotransformatorning sxemasi va kUllanishi *akida suzlab be ring.
   
10. 
    Ulchov transformatorlari necha xil buladi, sxemalarini chizing.