Transformatorlar

- Ye\

lari soni i, ga va chastotaga boglik, buladi, ya’ni ■ ₄ 44^/ ■

Magnit okimi transformator chulgamlarida / va Ye₂ asosiy va sochilma EYuK Ye _t ni xosil kiladi Okimning bir kismi kisman birlamchi chulgam uralgan sterjenь (uzak) va xavo bilan kurshala- di. Bu okimni birlamchi chulgamning s o ch i l m a okimi deyila­di va F_s| bilan belgilanadi Sochilma magnit okimining kiymati juda kichkina buladi, asosiy magnit ok,imi F ning bir necha pro- tsentinigina tashkil kiladi. Sochilma magnit okimi birlamchi chulgamda soch il ma EYuK £, ni xosil kiladi. Sochilma EYuK ning kiymati birlamchi chulgamning sochilma induktiv k^arshili- gida kuchlanish pasayishi bilan e’tiborga olinadi, ya’ni £_s| =-u/„x_|. Transformator salt ishlaganda ikkilamchi chulgam kuchlanishi (t/₂) ikkilamchi chulgam EYuK Ye₇ ga teng buladi, ya’ni

ye₇=0_}.

Salt ishlash sharoitida transformatorga tarmokdan berila- digan kuchlanish. asosan, birlamchi chulgamda xosil buladigan uzin- dukiiya EYuK £, bilan xamda juda oz kismi, birlamchi chulgam­ning aktiv va induktiv karshiliklarida kuchlanishning pasayi­shi (/₀/?, va jj₀x,) bilan muvozanatlashadi Shunday ekan, transformatorning salt ishlashi uchun E Yu K lar va toklar tenglamasini kuyidagicha yozish mumkin:

£/, = (E_[) + jI_Bx_i + /D,

⁼ ^ (1-10) /, = /o-

Endi transformatorning salt ishlash rejimi uchun vektor diagrammasini kuramiz. Vektor diagrammani kurishda nektorning uchi va oxiri tushunchasi kiritiladi. Odatda, vektorning yunali- shini kursatuvchi tomoni uning oxiri, vektor boshlanadigan nukta uning bosh i deb kabul kilingan. Vektor diagrammani Kurishdan oldin unda katnashuvchi kattaliklar uchun masshtab tan- lanadi. Salt ishlash rejimi uchun vektor diagramma kurishni aso­siy magnit okimi F_t ning vektorini tanlangan masshtabda bi- ror O nuktadan istalgan y$>nalishda, masalan, gorizontal yuna- lishda chizamiz (16-rasm).

Transformatorlarning salt ishlash toki birlamchi chulgamning nominal tokiga nisbatan juda kichkina buladi va amalda nomi­nal tokning 2 ... 10% idan oshmaydi.

Salt ishlash toki ikki kismdan iborat buladi: s alt ishlash to­kining reaktiv tsismi / va salt ishlash tokining ak­tiv kismi 1_Ы. Salt ishlash tokining reaktiv kismi transformatorning ferromagnit J/zagida uning magnit okimini xosil kiladi. Shuning uchun Xam tokning bu kismini kupincha magnitlovchi tok (/ ) deyiladi.




16-расм. Салт ишлаш режими учун ток ва кучланишлар век­тор диаграмма».
*

Magnitlovchi tok salt ishlash toki­ning asosiy kismini tashkil kila­di. Magnitlovchi tokning kiymati transformatorning magnit zanji- rini xisoblash yuli bilan anikda- nadi. Vektor diagrammada esa bu tok­ning (ya’ni, /_0r yoki / ) vektori mag­nit okimi vektori yunalishida chiziladi.

Transformator ishlashi uchun salt ishlash rejimida uzgaruvchan tok manbaidan kandaydir aktiv kuvvat- ni kdbul kiladi. Bu kuvvat, asosan, magnitlanish jarayoniga sarflanadi.

Ferromagnit uzakda magnit okimi doimo uzgarib turganligi uchun bu aktiv kuvvat kayta magnitlanishga (gisterezisga) xamda uyurma toklar xosil bulishiga sarflanadi Bu kuvvat transformatorning pulatida sarflanadigan yoki isrof buladigan kuvvat deyiladi. Salt ishlash kuvvati, taxminan pulatda isrof buladi­gan kuvvatga teng, ya’ni r_v = dr_ya buladi. Pulatda isrof buladi­gan kuvvat kancha katta bulsa, salt ishlash tokining aktiv kismi Xam shuncha katta buladi. Agar ferromagnit uzak kalinligi 0,35 ... 0,5 mm bulgan ayrim plastinkalardan yigilib chastota 50 Gi bulsa, salt ishlash toki /_0< /₀ ning kupi bilan 10% ini tashkil kiladi. 1_0sh ning kiymati gisterezis va uyurma toklar ta’sirida sarfla­nadigan aktiv kuvvat kiymati bilan aniklanadi. Salt ishlash tokining aktiv kismi /_0a ning vektori fazasi buyicha /_ch vekto- ridan 90' oldinda keladigan kilib chiziladi. Bunda salt ishlash toki /₀ vektori /_0a va /_0r vektorlarining geometrik yigindisi

2. 
   
   33
   Elektr mashmnalari
   

bilan anikdanadi. Vektor diagrammadan /₀ ning effektiv kiy­matini kuyidagicha aniklash mumkin:

/o=V^/o. ^{+ /}oV (I—ID

Demak, /₀ vektori magnit okimi F_ya vektoridan a burchakka oldinda keladigan buladi. a burchak magnitaviy orkada Kolish burchagi deyiladi.

Asosiy magnit okimi birlamchi va ikkilamchi chulgamlarda Ye_> va Ye₂ EYuK ni xosil kiladi. Ilgari aytilganidek, bu EYuK ning vektorlari fazalari jixatidan magnit okimi vektorlaridan 90° orkada keladigan kilib chiziladi. Transformatorga elektr tar- mogidan beriladigan kuchlanish vektorini aniklash uchun bir­lamchi chulgam uchun EYuK tenglamasiga murojaat kilamiz. Bunda (-£,) vektor mivdor jixatidan £, vektorga teng va yunalishi jixatidan unga karama-karshi chiziladi. Birlamchi chulgamning aktiv karshiligida kuchlanish pasayishi, ya’ni /₀D, vektor (-£,) vektor oxiridan /_v vektor yunalishida chiziladi. Chulgamning induktiv karshiligida kuchlanish pasayishi, ya’ni j/₀x, vektor fazasi jixatidan /₀ vektordan 90' oldinda kilib chiziladi. Bu vektor I₀R_t vektor oxiridan /_a vektorga tik kilib chiziladi. ]_BR_I va u/_pjc, vektorlarning geometrik yigindisi birlamchi chulgam­ning tUla karshiligida kuchlanish pasayishi, ya’ni /₀g, vektorni beradi. Shunday kilib, diagrammada birlamchi chulgamning aktiv, induktiv va tula karshiliklarida kuchlanishlar pasayishi uch- burchagini xosil kilamiz (16-rasm). Chulgam karshiliklari va ulardagi kuchlanish pasayishi juda kichkina bulgani uchun vektor diagrammada bu uchburchak juda kichkina buladi.

Transformatorga tarmokdan beriladigan kuchlanish £/, vektori (-£,) va /„g, vektorlarning yigindisi bilan anikdanadi yoki vek­tor 1_ax| uchini nukga O bilan tutashtirib V, vektorni olamiz.

Transformator salt ishlaganda uning ikkilamchi chulgamidan olinadigan foydali kuvvat (Ya₂) nolga teng Lekin transforma­tor ishlashi uchun tarmokdan kandaydir kuvvat kabul kiladi. Bu Kuvvat salt ishlash kuvvati (Ya_p) deyiladi. Salt ishlash kuvvati magnitlanish jarayoniga sarflanadigan kuvvatdan (bu \akda yukorida aytib utildi) xamda birlamchi chulgamdan tok utganda

uning aktiv karshiligida issiklik energiyasiga aylanadigan kuv­vat (/d L,) dan iborat. Salt ishlash toki 1_p va chulgamning aktiv karshiligi L, kichkina bulganligi uchun birlamchi chulgamda is­siklikka aylanadigan kuvvat (/₀³L,) mikdori juda ozgina bula­di; shuning uchun xisoblashlarda kupincha u e’tiborga olinmaydi, Bu sharoitda tarmokdan olinadigan kuvvat fakat magnitlanish jarayonida (Ar_shs + Ar_uyu) sarflanadi deyilsa buladi. Lekin aslida:

Ry = A/\„c + D/V + II L, (1 — 12)

Salt ishlash kuvvati R_s ning kiymati, transformatorning salt ishlash parametrlari va boshkalar salt ishlash tajribasidan anik­lanadi. Salt ishlash tajribasi \akida keyinchalik tuxtalamiz.

6. 
   Transformatorning nagruzka bilan (normad sharoitda) ishlashi
   

Dastlab nagruzkali transformatorning birlamchi va ikkilamchi chulgamlari uchun EYuK tenglamasini aniklaymiz.

Transformatorning ikkilamchi chulgami kismalariga iste’­molchi, ya’ni nagruzka ulanganda uning birlamchi chulgamidan va ikkilamchi chulgamidan /, tok utadi. Bu toklar xosil kilgan mag­nitlovchi kuchlar (I_lw_] va f₇w₂) birgalikda transformatorning aso­siy magnit okimi Fni xosil kiladi. Asosiy magnit okimi aso­san transformatorning pulat uzagi orkali tutashadi (17-rasm). Ayni vaktda bu toklar xar bir chulgam atrofida kisman uzak va xavo orkali tutashadigan F_g| va F_s2 — sochilma okimlarni xam Xosil kiladi. Bu yerda F_s| — birlamchi chulgam va xavo orkali tuta- shadigan sochilma magnit okimi; F_s2 — ikkilamchi chulgam va xavo orkali tutashadigan sochilma magnit okimi. Sochilma okimlar xam vaktbirligi ichida uzgarganligi uchun bu okimlar ilashgan uram- larda kushimcha, ya’ni sochilma EYuK xosil kiladi. Sochilma okim­lar ta’s irida xosil buladigan EYuK sochilma EYuK deyila­di. Sochilma EYuK ni £, va Ye_s1 bilan belgilaymiz. Sochilma EYuK xam uzinduktsiya EYuK dir Ularning kiymati (1—6) formula yor­damida aniklanishi mumkin, ya’ni

£_s, = 4,44i>|/F_s])

£_s2 =4,44m^₃/F_£2.

Elektr yurituvchi kuchlar £_g| va £_s2 ni /, va /, toklar xosil kiladi- gan va shu EYuK ni kompensatsiyalovchi reaktiv kuchlanish pasa-

yishlari bilan almashtirish ancha Kulaylik tugdiradi, ya’ni ularning k;iymati chulgamlarning induktiv karshiliklarida kuchlanish pasa­yishi bilan aniklanadi:

(1-13)

4; S'¹⁴)

bu yerda jCj va x_} — sochilma okimlar ta’sirida vujudga keladigan bir­lamchi va ikkilamchi chulgamlarning induktiv karshiliklari. Xarf- dar ustiga kuyilgan nuk^a ularning vektor kiymatini bildiradi

Sochilma EYuK reaktiv xarakterga ega buladi. (—j) kupaytuv- chisi esa sochilma EYuK l_t va /, toklarga nisbatan 90° orkada koli- shini kursatadi.

Shunday kilib, transformatorning xar bir chulgamida, aynan bir vaktda, asosiy EYuK va sochilma okimlar \osil kiladigan sochilma EYuK \osil buladi. Oldin aytib utilganidek, birlamchi chulgamda *osil buladigan £, elektr yurituvchi kuchi uzinduktsiya EYuK bulib, uning yunalishi transformatorga tarmokdan beri­ladigan kuchlanish U_t y^nalishiga teskari, kiymati esa tarmok kuchlanishi kiymatiga, deyarli teng buladi. Tarmok kuchlanishi­ning ozgina kismi birlamchi chulgamning aktiv va induktiv kar- shiliklarida kuchlanish pasayishiga sarflanadi. Transformator nominal nafuzka bilan ishlaganda birlamchi chulgamning aktiv va reaktiv ka r sh i l i k l a r i d a kuchlanish pasayishi tarmok kuchlanishining taxminan 2,5...5% ni (salt, ya’ni nafuz- kasiz ishlaganda esa S/, ning 0,125.. 0,25% ni) tashkil kiladi.

Birlamchi chulgamga tarmokdan beriladigan kuchlanish S/, vakt- ning ^ar bir momentida shu chulgamda kosil buladigan barcha EYuK lar yigindisi bilan muvozanatlashadi. Kirxgofning ikkinchi Konuni asosida fansformatorning birlamchi chulgami uchun EYuK lar tenglamasi kuyidagicha yoeiladi:

t/| + f| + £_S| = /,/?,

yoki

i, = (-£,)- £_S) ♦ /,L,.

yoki bu tenglamadagi sochilma EYuK ni sochilma induktiv karshi- likdagi kuchlanish pasayishi bilan ifodalasak:

bu yerda /,L, va U,*, — birlamchi chulgamning aktiv va induktiv karshiliklarida kuchlanish pasayishi.

Transformatorning chulgamlari solishtirma karshiliklari kichkina bulgan (kupincha mis yoki alyuminiy) simlardan uraladi. Shuning uchun chulgamning aktiv karshiligida kuchlanish pasayi­shi £, kiymati ga nisbatan juda kichkina buladi, shuningdek, transformatorning sochilma induktiv karshiliklari va, demak, mos xolda ularda kuchlanish pasayishi xam juda kichkina buladi. Shuning uchun takribiy xisoblashlarda chulgamning aktiv va in­duktiv karshiliklarida kuchlanish pasayishi e’tiborga olinmasa Xam buladi. U xolda tarmokdan, transformatorning birlamchi chul­gamiga beriladigan £/, kuchlanish shu chulgamda xosil buladigan asosiy EYuK Ye_{ bilan, taxminan muvozanatlashadi, ya’ni

(1-16)

Transformatorning ikkilamchi chulgamida xosil buladigan asosiy EYuK Yo₂ ga iste’molchiga nisbatan, tok manbai sifatida tsarash mumkin. Ikkinchi chulgam kuchlanishi = I₂z_u bilan anik­lanadi. Yukoridagi muloxazalar asosida ikkilamchi chulgam uchun EYuK tenglamasini kuyidagicha yozish mumkin:

⁺ ^s₂ ⁼ ^2^2 ⁺ K?»

yoki (1 — 14) ifodaga asoslanib:

U₂=E₂-ji₂x₂~i₂R₂. (1-17)

Transformator ikkilamchi chulgamining aktiv va induktiv kar­shiliklari va ularda kuchlanishning pasayishi Yo₂ ga nisbatan juda kichkina buladi. Takribiy xisoblashlarda ular xam e’tibor­ga olinmasligi mumkin. U xolda