O`zbekiston Respublikasi xalq ta’limi vazirligi Ajiniyoz nomidagi Nukus davlat pedagogika instituti

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14 

 

 

 

II-BOB. TRANSFORMATORLAR VA ULARNI ULASH USULLARI 

2.1. Transformatorning tuzilishi va ishlash printsipi. 

Transformator  turlarining  ko`p  bo`lishiga  qaramay,  ularda  bo`ladigan 

elektromagnit  jarayonlar  umumiy  o`xshashlikka  ega  bo`lib,  ularning  ishlash 

printsipi bir xildir. 2-rasmda bir fazali ikki chulg`amli transformatorning sxemasi 

va  shartli  belgilanishi  ko`rsatilgan.  Transformator  po`lat  o`zak  (magnit 

o`tkazgich) 1 dan ikkita mis chulg`amlar 2 dan iborat. Po`lat o`zakning induktsion 

toklar  hisobiga  qizib  ketishini  kamaytirish  maqsadida  u  qalinligi 

5

,

0

35

,

0

mm 

bo`lgan elektrotexnik po`lat plastinalardan yig`iladi. Platinalarning ikki tomoniga 

izolyatsion lok surtiladi yoki ular tegishlicha qizdiriladi. Po`lat o`zak plastinalarni 

yig`ish tartibi 3-rasmda ko`rsatilgan. Qatlam platinalarining choklari  

ustma-ust tushmasligi kerak.  

Po`lat o`zak magnit zanjirini hosil qilish uchun xizmat qiladi va shu tufayli 

asosiy  magnit  oqimi  F  po`lat  o`zak    bo`ylab  harakatlanadi.  Po`lat  o`zakning  mis 

chulg`amlari o`ralgan qismi sterjen` deyiladi. Transformatorning manbaga ulangan 

chulg`ami  birlamchi,  iste`molchiga  ulangani  esa  ikkilamchi  chulg`am  deyiladi. 

Shuning  uchun  birlamchi  chulg`amga  (zanjirga)  oid  kattaliklar  1  indeksiga  ega, 

masalan,  birlamchi  chulg`amning  o`ramlar  soni 

1

w

,  qismalaridagi  kuchlanish 

1

u

, 

zanjirdagi tok 

1

i

 va h.k. Shuningdek, ikkilamchi chulg`amga oid kattaliklar soni 2 

indeksiga ega, masalan, 

2

2

2

,

,

i

u

w

 va h.k. 

Transformatorning  birlamchi  chulg`amiga  berilgan  sinusoidal  kuchlanish 

(

t

U

u

m

sin

1

)  ta`sirida  chulg`amdan  o`zgaruvchan  tok  oqib  o`tadi.  Bu  tok 

transformatorning  po`lat  o`zagida  o`zgaruvchan  magnit  oqimi  (F)ni  hosil  qiladi. 

Chulg`amlarning  o`ramlarini  kesib  o`tayotgan  bu  asosiy  magnit  oqimi  birlamchi 

chulg`amda o`zinduktsiya, ikkilamchi chulg`amda esa o`zaro induktsiya hodisasiga 

 

 

15 

binoan  tegishlicha 

1

e

va 

2

e

  elektr  yurituvchi  kuchlarni  induktsiyalaydi.  Mazkur 

EYuKlarning ta`sir etuchi qiymatlari: 

Ф

w

f

E

1

1

44

,

4

,                                      (1) 

Ф

w

f

E

2

2

44

,

4

.                                      (2) 

 

 

                                                 

3-rasm 

Bu  erda 

f

–o`zgaruvchan  tokning  chastotasi,Gts  

2

1

, w

w

-birlamchi  va 

ikkilamchi chulg`amlarning o`ramlari soni  F-asosiy magnit oqimi, Vb. 

Demak,  (1)  va  (2)  ifodalardan  ko`rinadiki,  chastota 

f

va  magnit  oqimi  F 

o`zgarmas  bo`lganda  chulg`amlarda  induktsiyalangan  EYuK 

1

E

va 

2

E

lar  ularning 

o`ramlari soniga proportsional ekan, ya`ni  

2

1

2

1

w

w

E

E

. 

Bu nisbat transformatorning transformatsiya koeffitsienti hisoblanadi, ya`ni 

2

1

2

1

w

w

E

E

k

.                                                 (3) 

Mazkur  koeffitsient  transformatorga  berilgan  kuchlanishning  necha  marta 

o`zgarishini  ko`rsatadi.  Agar 

1

k

bo`lsa,  transformator  kuchlanishni  pasaytirib 

beruvchi, agar 

1

k

bo`lsa, kuchlanishni orttirib beruvchi hisoblanadi. 

Agar  2-rasm,  a  da  ko`rsatilgan  transformatorning  ikkilamchi  chulg`amiga 

nagruzka (

H

Z

2

) ulasak, EYuK (

2

e

) ta`sirida undan tok (

2

i

) o`ta boshlaydi. Shunday 

qilib,  kuchlanishi 

1

u

,  tok  kuchi 

1

i

bo`lgan  manbaning  elektr  energiyasi 

transformator yordamida kuchlanishi 

2

u

 va tok kuchi 

2

i

bo`lgan elektr energiyasiga 

aylantirib, iste`molchiga uzatiladi. 

 

 

16 

Transformatorning  manbadan  (tarmoqdan)  olayotgan  birlamchi  quvvati 

1

1

1

1

cos

I

U

P

 

bo`lsa, 

uning 

iste`molchiga 

berayotgan 

ikkilamchi 

quvvati

2

2

2

2

cos

I

U

P

.  Agar  transformatordagi  quvvat  isrofi  hisobga  olinmasa, 

2

1

P

P

bo`ladi. 

Birlamchi va ikkilamchi zanjirlardagi faza siljish burchaklarini taxminan bir 

xil desak, 

2

2

1

1

I

U

I

U

deyish mumkin. Agar kuchlanishlar bir-birlari bilan xuddi 

EYuKlar  kabi  nisbatta  bo`ladi  desak,  transformatsiya  koeffitsientini  qayta  yozish 

mumkin: 

1

2

2

1

2

1

I

I

U

U

E

E

k

 

Demak,  transformator  chulg`amlaridagi  toklar  kuchlanishlarga  teskari 

proportsional. 

 Transformatorning ish rejimlari.    

A)  Salt  ishlash  rejimi.  Transformatorlarni  ishlatish  jarayonida  ko`pgina 

vaqt  ularning  birlamchi  chulg`ami  manbaga  ulanib,  ikkilamchi  chulg`am  uchlari 

bo`sh  qoladi.  Bunday  rejim  transformatorning  sal  (nagruzkasiz)  rejimi  deyiladi. 

Salt  ishlash  rejimida 

ном

U

U

1

1

  va 

0

2

I

 

bunga mos sxema 4-rasmda ko`rsatilgan.  

Transformatorning 

birlamchi 

chulg`amiga  berilgan  sinusoidal  kuchlanish 

U

1

  ta`sirida  chulg`amdan  salt  ishlash  toki  I

0

 

oqib  o`tadi.  Bu  tokning  magnitlovchi  kuchi 

1

0

W

I

 po`lat o`zak bo`ylab tutashuvchi asosiy 

magnit oqimi 

t

Ф

Ф

m

sin

ni va qisman havo 

hamda  po`lat  o`zak  orqali  tutashib  tarqalgan 

magnit  oqimi  F

1S

  ni  hosil  qiladi.  Bu  o`zgaruvchang  magnit  oqimlari  o`zining 

chulg`amlarida induktsiyalangan EYuK lari bilan qo`yidagi bog`lanishga ega: 

t

Ф

W

dt

dФ

W

e

m

)

90

sin(

0

1

1

1

 

 

                           4-rasm 

transformatorning  salt  ishlash 

rejimi. 

 

 

17 

                         

)

90

sin(

0

2

2

2

t

Ф

W

dt

dФ

W

e

m

                    (4) 

)

90

sin(

0

1

1

1

1

t

Ф

W

dt

dФ

W

e

S

S

 

Demak, EYuK lar ularni induktsiyalagan magnit oqimlaridan faza bo`yicha 

90

0

 ga kechikadi. Bu EYuK larning ta`sir etuvchi qiymatlari: 

m

m

m

Ф

W

f

Ф

W

F

E

1

1

1

1

2

2

2

2

 

yoki 

m

Ф

W

f

E

1

1

1

44

,

4

 

m

Ф

fW

E

2

2

44

,

4

 

S

S

Ф

W

f

E

1

1

1

1

44

,

4

 

Birlamchi  chulg`amga  berilgan  kuchlanish 

1

U

  EYuK  (

1

E

  va 

S

E

1

)  larni, 

shuningdek,  chulg`amning  aktiv  qarshiligi  R

1

  kuchlanishning  pasayishini 

kompensatsiya qiladi. U holda Kirxgofning 2-qonuniga binoan birlamchi chulg`am 

zanjirining elektr muvozanat holati: 

1

0

1

1

1

R

I

E

E

U

S

 

Agar  EYuK 

S

E

1

ni  chulg`amdagi  kuchlanishning  induktiv  pasayishi 

1

0

L

X

I

 

bilan kompensatsiya qilinadi desak va 

1

1

0

R

U

R

I

bo`lsa: 

1

1

1

1

L

R

U

U

E

U

 

                    yoki 

1

0

1

0

1

L

X

I

R

I

E

U

 (5.6) 

(6) tenglama yordamida transformator salt ishlash rejimining vektor diagrammasini 

qo`ramiz  (5-5.rasm).  Bosh  vektor  sifatida  ixtiyoriy  O  nuqtadan  asosiy  magnit 

oqimining  vektori F ni  gorizontal  yo`nalishda  chizamiz.  Undan  faza bo`yicha  90

0

 

ga  kechikuvchi  burchak  ostida 

1

E

  va 

2

E

lar  chiziladi.  Tok 

0

I

po`lat  o`zakdagi 

quvvat (magnit) isroflari tufayli magnit oqimi 

Ф

dan α burchakka ilgarilab keladi. 

Magnit oqimi 

S

Ф

1

 tok 

0

I

bilan bir xil yo`nalishda bo`ladi. EYuK 

S

E

1

oqim 

S

Ф

1

dan 

90

0

  ga  kechikadi.  Kuchlanish 

1

U

  vektorini  (5.6)  tenglamadagi 

1

E

  ning  davomiga 

vektor 

1

0

R

I

ni tok 

0

I

yo`nalishida chizamiz. 

 

 

18 

So`ngra vektor 

1

0

R

I

 ga nisbatan 90

0

 ga ilgarilovchi burchak ostida vektor 

1

0

L

X

I

ni 

chizamiz.  Vektor 

1

0

L

X

I

  ning  oxirgi  uchini  0  nuqta  bilan  tutashtirib,  kuchlanish 

vektori 

1

U

  ni  hosil  qilamiz.  Vektor 

1

0

R

I

  ning  bosh  uchini  vektor 

1

0

L

X

I

ning  oxiri 

bilan  birlashtirib,  birlamchi  chulg`amdagi  kuchlanishning  to`la  ichki  pasayishi 

1

0

z

I

 ni hosil qilinadi. 

 

 

                                         5-rasm Vektor diagrammasi. 

Tok  I

0

  birlamchi  chulg`am  nominal  tokining  (3÷10)  %  ini  tashkil  etgani  uchun 

vektor  diagrammada  hosil  bo`lgan  kuchlanishlar  uchburchagi  real  masshtablarda 

qurilsa,  juda  kichik  bo`ladi.  Shuning  uchun 

1

1

E

U

  deyish  mumkin.  U  holda 

olingan nisbat va 

m

Ф

fW

E

1

1

44

,

4

ga binoan asosiy magnit oqimi F ni kuchlanishga 

proportsional  deyish  mumkin.  Salt  ishlash  rejimida  transformatorning  quvvat 

koeffitsienti 

3

,

0

2

,

0

cos

  ikkilamchi  chulg`amdagi  tok 

0

2

I

  bo`lgani  uchun 

2

20

E

U

 bo`ladi. 

B)  Nagruzka  rejimi.    Bu  rejimda  kuchlanish 

1

U

  nagruzkaga  bog`liq  emas. 

Transformatorning  ikkilamchi  chulg`amini  biror  nagruzka 

Н

z

2

  ga  ulaganimizda 

EYuK  E

2

  ta`sirida  undan  I

2

  nagruzka  toki  o`ta  boshlaydi.  Bu  tok  hosil  qilgan 

magnitlovchi  kuch 

2

2

W

I

po`lat  o`zak  va  havo  orqali  tutashgan,  tarqalgan  magnit 

 

 

19 

oqimi F

2S

 ni hosil qiladi (5.6-rasm). Bu oqim asosiy magnit oqimiga qarama-qarshi 

yo`nalgani  uchun  uni,  shuningdek,  elektr  yurituvchi  kuch  E

1

  ni  ham 

kuchsizlantirmoqchi  bo`ladi.  U  holda  transformator  elektrik  muvozanat  holatini 

buzilishiga yo`l qo`yiladi. Ammo birlamchi chulg`amning magnitlovchi kuchi 

1

1

W

I

 

shunday  o`zgaradiki,  natijada  transformatorning  muvozanat  holati  saqlanib, 

o`zakdagi  asosiy  magnit  oqimi  F  miqdor  jihatidan  o`zgarishsiz  qoladi.  Bu  holda 

magnitlovchi kuchlar muvozanati quyidagicha ifodalanadi: 

1

0

2

2

1

1

W

I

W

I

W

I

 yoki 

2

2

1

0

1

1

W

I

W

I

W

I

 (7) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-rasm Transformatorning ish rejimlari. 

Demak,  birlamchi  tokning  magnitlovchi  kuchi  ikkilamchi  tokning  magnitsizlash 

ta`sirini  kompensatsiyalaydi.  Agar  (7)  ifodaning  ikkala  tomonini  O`

1

  ga  bo`lsak, 

magnitlovchi kuchlar tenglamasidan toklar tenglamasiga o`tish mumkin: 

)

(

1

2

2

0

1

W

W

I

I

I

 (8) 

Bu  erda 

1

2

2

1

2

W

W

I

I

  kattalik  ikkilamchi  tokning  magnitsizlash  ta`sirini 

muvozanatlovchi birlamchi tokning tashkil etuvchi hisoblanadi. Shuning uchun bu 

kattalik ikkilamchi tok deyiladi. U holda birlamchi tok: 

1

2

0

1

I

I

I

 (9) 

ya`ni  slat  ishlash  toki  bilan  keltirilgan  ikkilamchi  tokning  geometrik  yig`indisiga 

teng.  Nagruzka  toki  I

2

  noldan  boshlab,  tok  I

1 

esa  salt  ishlash  toki  I

0 

dan  boshlab 

 

 

20 

ortadi. Salt ishlash toki nominal tokning 

ном

I

I

1

0

%)

10

5

,

2

(

 ulushini tashkil etadi. 

Taxminiy hisoblashlarda 

1

2

1

I

I

 deyish mumkin. 

Nagruzka toki I

2

 ning o`zgarishi bilan tok I

1 

ning tashqi ta`sirisiz o`z-o`zidan 

o`zgarishi  transformatorning  o`z-o`zidan  rostlanishi  deyiladi.  Buni  nagruzka 

rejimi  uchun  qurilgan  vektor  diagrammadan  ko`rish  qulay.  U  holda  ikkilamchi 

zanjirning nagruzka rejimidagi elektr muvozanati tenglamasi Kirxgofning ikkinchi 

qonuniga binoan 

S

R

E

U

E

U

2

2

2

2

 

bu erda: U

2

 –ikkilamchi chulg`am uchlaridagi kuchlanish; 

2

2

2

R

U

R

I

- ikkilamchi 

chulg`amdagi  kuchlanishning  aktiv  pasayishi;  E

2S

-  tarqalgan  magnit  oqimi  F

2S

 

tufayli induktsiyalangan EYuK. 

F

2S 

ikkilamchi 

chulg`amdagi 

kuchlanishning 

induktiv 

pasayishi 

2

2

2

L

L

X

I

U

bilan kompensatsiya qilinadi, u holda 

2

2

2

2

L

R

U

U

E

U

 

yoki 

L

X

I

R

I

E

U

2

2

2

2

2

(10) 

Salt  ishlash  rejimi  uchun  chizilgan  vektor  diagrammani  (5.rasm)  asos  diagramma 

hisoblab,  unga  (9)  va  (10)  tenglamalar  yordamida  transformatorning  nagruzka 

rejimidagi vektor diagrammasini qo`shib qo`ramiz (7. rasm).  

Nagruzkani induktiv xarakterga ega desak, tok 

2

I

 EYuK 

2

E

 ga nisbatan faza  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21 

 

 

 

7-rasm Transformatorning nagruzka rejimidagi vektor diagrammasi. 

bo`yicha ψ

3

 burchakka siljiydi. Endi kuchlanish 

2

U

vektorini  (10) ifodaga binoan 

aniqlash  uchun  vektor 

2

2

L

X

I

  ni  vektor 

2

E

ning  oxirgi  uchidan  tok 

2

I

  ga 

perpendikulyar 

ravishda 

chizamiz. 

Chunki 

ikkilamchi 

chulg`amdagi 

kuchlanishning  induktiv  pasayishi  tok 

2

I

  dan  90

0

  ga  ilgarilab  keladi.  So`ngra 

kuchlanishning  aktiv  pasayishi 

2

2

R

I

  ni  tok 

2

I

  bilan  bir  xil  yo`nalishda 

L

X

I

2

ga 

perpendikulyar  qilib  joylashtiramiz.  Vektor 

2

2

R

I

ning  boshlanishini 

2

E

  va 

L

X

I

2

vektorlarning  oxirgi  uchlari  bilan  birlashtirib  ikkilamchi  chulg`amdagi 

kuchlanishning  to`la  ichki  pasayishi  vektori 

2

2

z

I

  ni  va  koordinati  boshi  0  nuqta 

bilan birlashtirib, kuchlanish 

2

U

ni aniqlaymiz. Tok 

2

I

 bilan kuchlanish 

2

U

 orasida 

faza  siljish  burchagi  φ

2

  hosil  bo`ladi.  Agar 

2

1

2

I

I

desak,  (9)  ifodadan 

1

I

ni 

aniqlaymiz.  Kuchlanish 

1

U

  tok 

1

I

  dan  φ

1 

burchakka  ilgarilab  keladi,  ammo  φ

1 

burchak φ

2 

burchakdan katta. Vektorlar diagrammasidan ko`rinib turibdiki, 

2

I

 

ning 

ortishi  bilan 

1

I

  ham  ortib,  φ

1 

tobora  kichraymoqda.  Demak,  transformatorning 

quvvat koeffitsienti cos φ

0 

dan to coφ

i 

 gacha ortishi mumkin. 

Transformatorning o`z-o`zidan rostlanish xususiyati faqat nominal nagruzka 

doirasida o`rinlidir. Boshqa hollarda 

2

I

 ning magnitsizlash ta`siri ortib ketadi. 

V)  Qisqa  tutashuv  rejimi.  Bu  rejimda  ikkilamchi  chulg`am  uchlari  o`zaro 

tutashib,  tashqi  qarshilik 

z

Н

0

2

bo`ladi.  Transformator  uchun  bunday  rejim 

nomaqbul  rejim  hisoblanadi.  Bunda  ikkilamchi,  shuningdek  birlamchi  tok 

nominalidan 18-20 marta ortib ketadi. Bu hodisaga yo`l qo`yib bo`lmaydi. Shuning 

uchun  real  sharoitlarda  transformatorni  qisqa  tutashuv  tokidan  saqlash  maqsadida 

avtomatik  ajratgichlar  o`rnatiladi.  Transformatorlarni  laboratoriya  sharoitida 

tekshirish uchun “qisqa tutashuv” pasaytirilgan kuchlanishlarda amalga oshiriladi. 

 

 

 

22