Transformatorlar

35-rasm.



torning ikkilamchi kuchlanishining uegarishini aniklashda foy- dalanilapi. Soddalashtirilgan ekvivalent elektr sxemaga moye vektor diagramma kurish mumkin. Bunday vektor diafamma 35- rasm, v da keltirilgan. Bu diafamma elekf energiyasini uzatish liniyasida kuchlanish pasayishiga tegishli vektor diafammaga uxshaydi Bu diafammadagi uchburchak OA'A^tsiska tutashish uchburchagidir. Transformatorning soddalashtirilgan vektor

diafammasini kurish uchun L, U\, cosv₂ = ^ \amda k^iska tuta-

tish uchburchagining parametrlari t/, va t/^berilgan bulishi lozim. Odatda, soddalashtirilgan ekvivalent sxemadan magnit­lovchi tok birlamchi chulgam nominal tokidan ancha kichik bulgan­da foydalaniladi Amalda bu sharoit fansformator tula nafuz- ka bilan yoki unga yakin sharoitda ishlaganda vujudga keladi. Kam nafuzka bilan ishlaydigan transformator parameflarini \isob- lashda soddalashtirilgan ekvivalent sxemadan foydalanish yara- maydi. Bunda uning -p?la ekvivalent elekf sxemasidan foydala­nish lozim.

M asal a.

Bir fazali fansformator kuyidagi berilganlarga ega:

U_t = 6000V, i_k = 400V, L, = 4,3Om; x, =8,6 Om; = 0,0190m;

X_g = 0,038 Om.

Transformatorga ulangan nafuzkaning karshiligi g„ = 1,8 Om; kuvvat koeffitsiyenti so5f_i=0,8 (ind). Ikilamchi chulgam kismlaridagi kuchlanish anikpansin.

Berilganlar buyicha transformatorning birlamchi chulgami uramlari soniga keltirilgan karshiliklarni aniklaymiz:

Ечиш:

Трансформаторнинг трансформациялаш коэффициентини аниклаймиз




20

^ = K²R₇ = 15 0,019 = 4,27 Om,

X¹₂ = K²X, = 15 0,038 - 8,550m,

L„ = L, + R\ = 4,3 + 4,27 = 8,57 Om, x_k = X_t +X'₇ =8,6 + 8,55 = 17,15 Om,

L_yu = g_yu cosq>_H = 1,8 0,8 = 1,44 Om,

Xщ ⁼ Zjo ’ sin f_i = 1,8 0,6 = 1,08 Om,

R^X^:R„ = 225 1,44 = 324 Om,

X'_yu = K²X_Yu = 225 1,08 = 243 Om, z'_n = K²z„ = 225 1,8 = 405 Om.

Butun zanjirning k.arshiligi

Z = yj(R, + R'J + (*, + = d/(8,6 + 325 U +(17,55 + 243U = = ,/333,56 + 260,15 = 423 Om.

Zanjirda tok = 1\ = = 14,2 A.

Ikkilamchi chulgam knsmalarida keltirilgan kuchlanish

U\ =1\-g'_l = 14,2 405 = 5750 V Unda ikkilamchi chulgam kuchlanishi

15. 
    Ikkilamchi chulgamda kuchlanish kiymatini uzgartirish va transformatorning tashki xarakteristikasi
    

Nagruzka xarakterы aktiv-induktiv bulganda transformator­ning ikkilamchi kuchlanishi U₂ uning salt ishlashidagi ikkilam­chi chulgam kuchlanishi ^„dan kichikrok buladi. Nagruzka kiymati ortgan sari ikkilamchi kuchlanish kiymati kamaya boradi va ak-

sincha, nagruzka kiymati kamaya bor- gani sari transformatorning ikki­lamchi kuchlanishi orta boradi. De­mak, transformatorda ikkilamchi chulgam kuchlanishi nagruzka kiyma­ti uzgarishiga kerab doimo uzgarib turar ekan. Salt ishlashdan to no­minal nagruzka bilan ishlashgacha bulgan oralikda transformatorda ikkilamchi chulgam kuchlanishining uzgarishi uning muxim kursatkichi Xisoblanadi. Kuchlanishning uzgari­shi AU_h bilan belgilanadi va kuyi- dagicha aniklanadi:

di_ya

20

Keltirilgan transformatorda salt ishlash sharoitida 1U₂₀= f/,_n buladi, unda:

= %^-100%. (1-71) ^U I n

Transformatorda ikkilamchi chulgam kuchlanishining kanchalik uzgarishini uning soddalashtirilgan ekvivalent elektr sxemasi uchun kurilgan vektor diagrammadan xam anikdash mumkin. Shu maksadda diagrammani kayta chizamiz Diagrammani vektor U\ ni biror yunalishda chizishdan boshlaymiz (36-rasm). Agar nagruzka aktiv va induktiv karshilikpardan iborat bulsa, vektor 1\ vek­tor U₂ dan burchak f₂ ga orkada buladi. Vektor G₇ % vektor £/' oxiridan /' vektori yunalishida; vektor jj'₂jtj esa (vektor /j R'_: oxiridan vektor G dan 90° oldinda keladigan kilib chiziladi. Endi vektor t/j ga vektorlar /' R‘ va jl\x\ ni kUshib transfor­matorning birlamchi chulgami kuchlanishi vektori £/, ni anikpay- miz. Vektor diafammadan fansformatorning ikkilamchi chulgami kuchlanishi uzgarishini aniklash uchun vektor £/, uchidan vektor Uj davomiga tik chizik tushiramiz va nukta N ni topamiz. Unda:

g/_|i = ir₂ = VN = BD + DH,

BD = VS cosqij = /,L, cos
₂ = U_M coscp₂.

DH - CF = y4Csintp₂ = jl_tx_K sin f₂ = U_v sin f₃.

Demak:

^=£/m ^coscP₂ ^{+ C/}y>^sin4V

Bunda ikkilamchi chulgam kuchlanishining nisbiy uzgarishi:

du % = . 100% = ⁱ* ^cos* ^Sl,: 100%. ⁱ Ui* v„

Agar ikkilamchi chulgam kuchlanishi aktiv tsismining nisbiy uzgarishi i_k, =^100% va reaktiv kismining nisbiy Uzgarishi

*■4 n

=^2-100% bUlsa,

ⁱ\ k

unda:

Dы_n% = i_m soyafz + sin f₂ buladi. (1-72)

Bu formula yordamida AU_H ning kiymati transformatorning na- gruzkasi nominal k;iymatga yetganda tugri aniklanadi. Nagruzka k;iymati nominal kiymatdan kam bulsa yoki uzgarib tursa, ikki­lamchi chulgam kuchlanishining uzgarishini aniklash uchun bu for- mulaga nagruzka koeffitsiyenti kiritiladi.


7
Transformatorning nagruzkasi xar xil bulganda, birlamchi chulgam toki U, ning nominal tok /_|nga nisbati nagruzka ko­effitsiyenti deyiladi va R bilan belgilanadi:











U xolda ikkilamchi chulgam kuchlanishining uzgarishi kuyidagicha aniklanadi:

Af/_K% = P(«_ucosv₃ +u_vsinv₂). (1-73)

Demak, nagruzka koeffitsiyenti uzgarmas (3 = const) bulganda ikkilamchi chulgam kuchlanishining nisbiy uzgarishi nagruzka toki na burchak ₃ ga boglik bular ekan yoki boshkacha aytganda, nagruzka kiymatiga va uning xarakteriga boglik bular ekan 37-rasmda na­gruzka kiymati uzgarmas, ya’ni R = const bulganda ikkilamchi chul- FaM kuchlanishining uzgarishini kuvvat koeffitsiyenti, ya’ni coscp₃ ga bogliklik xarakteri kursatilgan Transformatorning nagruz- kasi fakat aktiv karshilikdan iborat bulsa, AU_U% uncha katta bulmaydi. Aktiv-induktiv xarakterli nagruzkada kattala-

shadi va sozf₂= sozf_kbulganda eng katta kiymatga erishadi. Aktiv- sirim xarakterli nagruzkada DV_n% manfiy buladi.

Transformatorning tashki xarakteristikasi . £/, = £/,_n= const; /= const va sozf₂= const bulganida ikkilamchi chulgam kuchlanishining nagruzka toki /₂ ga boglanishi, ya’ni U'i = f(l₂) yoki nagruzka koeffitsiyenti r ga boglanishi trans­formatorning ta sh k i xarakteristikasi deyiladi. Nagruz­ka koeffitsiyenti 0 dan 1 gacha uzgarganda transformatorning tash­ki xarakteristikasi deyarli tufi chizik kurinishida buladi (38- rasm, 1-chizik)-

Umuman, kiska tutashish kuchlanishi i_k % va uning aktiv i^% va reaktiv ujfa tashkil etuvchilarining kiymati transformatorning kuvvatiga boglik Katta va urtacha kuvvatli transformatorlarda kiska tugashish kuchlanishining reaktiv kismi uning aktiv kismiga kara­ganda ancha katta buladi. Shuning uchun \am bunday transformator- larda reaktiv nagruzka ikkilamchi chulgam kuchlanishini anchagina uzgartirali. Aktiv-induktiv xarakterli nagruzkada soBf., kancha kich­kina bulsa, tashki xarakteristika pastga shuncha kup egiladi va bun­da doimo U\ < U, buladi. Akthb-chfhm xarakterli nafuzkada esa burchak f₂ ning ba’zi kiymatlarida I₂ > U_t bulishi mumkin. Kichik kuvvatli fansformatorlarda, odatda uning aktiv karshiligidagi kuchlanish pasayishi reaktiv karshiligidagi kuchlanish pasayishi- dan kattarok buladi. Shuning uchun bunday fansformatorlarda ak­tiv xarakterli nafuzka reaktiv xarakterli nafuzkaga Karaganda kuchlanishni kattarok uzgartiradi (38-rasm, 2-chizik)

15. 
    Transformatorda kuvvat isrofi va uning foydali ish koeffitsiyenti
    

Transformator normal sharoitda ishlaganda u elektr tarmo- gidan energiya oladi. Bu energiyaning asosiy kismi magnit may- doni vositasida birlamchi chulgamdan ikkilamchi chulgam klemma- lariga ulangan iste’molchilarga uzatiladi; energiyaning ozgina Kismi transformatorning uzida isrof buladi Bundan keyingi muloxazalarda elektr energiyasi urnida kuvvat xakida ran boradi. Chunki vakt birligi ichida sarflangan energiya yoki tokning ba- jargan ishi elektr kuvvatini ifodalaydi.

Transformator ishlaganda uning ferromagnit uzagi doimo kayta magnitlanib turishi, ya’ni gisterezis xodisasi va pulat uzakning ayrim plastinkalarida uyurma toklar ta’siri, umuman magnit xodisalari natijasida kuvvatning bir kismi isrof buladi. Bu kuvvat magnit isrofi yoki tr a n s fo r m ato r n i n g p^lat uzagida isrof buladigan kuvvat deyi­ladi. Transformatorning pulat uzagida isrof buladigan kuvvat Kiymati salt ishlash tajribasidan aniklanadi Anikrok aytgan- da salt ishlash tajribasidan salt ishlash kuvvati R₀ (birlamchi chulgam zanjiriga ulangan vattmetr yordamida) aniklanadi. Bu kuvvat birlamchi chulgamdan salt ishlash toki 1_a utganda birlamchi chupgamning aktiv karshiligi L, da issikdikka aylanadigan va magnit xodisalar natijasida isrof buladigan kuvvatlardan ibo- rat buladi, ya’ni:

R_a = /„ D, + Dr_p = /₀²R, + Dr_t + Ar,.

Salt ishlash sharoitida birlamchi chulgamdan juda kichkina salt ishlash toki 1_a utadi. Birlamchi chulgamning aktiv karshiligi juda x,am kichkina buladi. Shuning uchun bu sharoitda issikka aylana­digan kuvvat juda kichkina buladi Xisoblashlarda, kupincha, bu kuvvat e’tiborga olinmaydi. Demak, transformator salt ishla­ganda va nominal kuchlaniщda salt ishlash kuvvati uning pulat uzagida buladigan magnit isrofi Dr_p ga teng buladi deyish mum­kin, ya’ni R₀ = Ar_p.

Gisterezis xodisasi sababli kuvvat isrofi pulatning kayta magnitlanishidan yuzaga keladi. TSiklik magnitlanish jarayonida isrof buladigan kuvvat kiymati pulat ogirligining xar kilo- gramiga vatt xisobida kuyidagi formula bilan aniklanadi:

5. 
   
   81
   Elektr mashinalari
   

Agar bu ifodani ferromagnit Uzak massasining ogirligi G ga kulaytirilsa, transformatorning pulat uzagida gisterezis tu- fayli isrof buladigan umumiy kuvvat aniklanadi Bu formulada magnit induktsiyasining ulchov birligi tesla esga olinadi, / — kayta magnitlanish chastotasi o, - pulatning markasiga boglik bulgan koeffitsiyent; turli markali pulatlar uchun a₂ = 2,4...4,4

Magnit maydoni uzgaruvchan maydon bulgani uchun transfor­matorning chulgamlarida uning asosiy EYuKlari \osil buladi, shu bilan birga, pulat Uzakning ayrim plastinkalarida xam EYuK- lar xosil buladi. Ayrim plastinkalarda xosil buladigan bu ke- raksiz EYuKlar plastin kalarda uyurma toklar *osil tsiladi. Uyurma toklar transformator pulat uzagini kizdiradi va bunda ma’lum mikdorda kuvvat isrof buladi. Uyurma toklar ta’siri natijasi­da yuzaga keladigan kuvvat isrofi kuyidagi formula bilan anik- lanadi:

bu yerda: p_u — pulatning markasiga va ayrim plastinkalarning kalinligiga xamda sifatiga boglik koeffitsint. Bu koeffitsi­yent kuchsiz va Urtacha legirlangan pulat uchun o_u= 29...3,6; yukori legirlangan pulat uchun o_u= 1...0,6 ga teng. Pulat uzakning butun massasida isrof buladigan kuvvatni aniklash uchun bu ifodani \am pulatning massasi G ga kupaytirish kerak. Transformatorlar pulatidagi kuvvat isrofi, agar i, = const bulsa, nagruzka kiymatiga deyarli boglik bulmaydi; turli nagruzka bi­lan ishlaganda magnit isrofi deyarli bir xilda koladi. Shuning uchun magnit isrofi d o i m i y isrof buladigan kuvvat deyiladi.

Transformator normal sharoitda ishlaganda uning birlamchi va ikkilamchi chulgamlaridan tok utib turishi natijasida KU^N_ vatning bir kismi issiklikka aylanib turadi. Chulgamlarda is­siklikka aylanadigan kuvvat chulkamlar toklarining kvadratiga turri proportsional. Chulgamlarda tok kiymati uzgarishi bilan issiklikka aylanadigan kuvvat kiymati xam uzgarib turadi. Chul- ramlarda issiklikka aylanadigan kuvvat transformator­ning mis simlarida isrof buladigan kuvvat (Ar_m) yoki elektrik isrof (Ar) deyiladi. Elektrik isrof kuvva- tining kiymati kiska tutashish tajribasidan aniklanadi. K^ska tutashish sharoitida transformator tarmokdan oladigan kuvvat

R^ elektr isrofdan bir oz kattarok buladi. Chunki kuvvatning oz Kismi transformatorning pulat uzagida isrof buladi, ya’ni:

K = + DL-

Kiska tutashish tajribasida birlamchi chulgamga juda kichkina kuchlanish beriladi, bu sharoitda magnit okimi xam juda kichkina buladi, demak, magnit isrofi xam ozgina buladi. Kupincha, bu sha­roitda magnit isrofi e’tiborga olinmaydi. Unda: R_k— Ar_z buladi yoki

R^Ьr? = /ya,/,²L) + mj'{Ya'_g = L1, /’(/?, + R'₂) = ml;. (1-76)

Demak, elektr isrofi nagruzka kiymatiga boglik ravishda uzgarib turadi. Nagruzka kiymati turlicha bulganda elektr isro­fi kuvvatining yukoridagi formulasiga nagruzkalanish koeffi­tsiyenti kiritiladi.U xolda:

D/>₃ = R² •buladi,

bu yerda ^—nominal kiska tutashish kuvvati; R = ur nagruz­kalanish koeffitsiyenti.

Shunday kilib, transformator ishlaganda unda isrof bUla- digan jami kuvvat

Ar = R_a + $^g Ru, (1-77)

buladi.

Transformatorda birlamchi va ikkilamchi chulgamlarining kuv- vatlari kuyidagicha aniklanadi: