Payvandlash transformatorlarining yuklama rejimida ishlash prinsipi

Salt ishlash rejimi. Transformatorlarni ishlatish jarayonida ko‘pgina vaqt ularning birlamchi chulg‘ami manbaga ulanib, ikkilamchi uchlari bo‘sh qoladi. Bunday rеjim transformatorning salt (yuklamasiz) ishlash rejimi dеyiladi. Salt ishlash rejimida U₁ = U_nom va I₂ = 0 bo‘ladi. Bunga mos sxеma 4.6-rasmda ko‘rsatilgan.





4.6-rasm. Salt ishlash rejimi tajribasi
Transformatorning birlamchi chulg‘amiga bеrilgan sinusoidal kuchlanish Ui ta’sirida chulg‘amdan salt ishlash toki I₀ w₁ oqib o‘tadi. Bu tokning magnitlovchi kuchi I₀ w₁ po‘lat o‘zak bo‘ylab tutashuvchi asosiy magnit oqimi Ф = Ф^тШ ni va qisman havo hamda po‘lat o‘zak orqali tutashib tarqalgan magnit oqimi Ф₁₅ ni hosil qiladi. Bu o‘zgaruvchan magnit oqimlari o‘zining chulg‘amlarda induksiyalangan EYuK lari bilan quyidagi bog‘lanishga ega:










(4.5)


Demak, EYuK lar ularni induksiyalangan magnit oqimlaridan faza bo‘yicha 90
ga kechikadi. Bu EYuK laming ta’sir etuvchi qiymatlari:


,0





(4.6)


yoki Ei = 4,44 • f • w1 • Ф_т


т


E₂ = 4,44 • f • w₂ • Фт (4.7)
Eis = 4,44 • f • wi • Ф^


т


Birlamchi chulg‘amga berilgan kuchlanish U₁ EYuK ( E_i va E_iS larni, shuningdek, chulg‘amning aktiv qarshiligi R_i kuchlanishning pasayishini
kompensatsiya qiladi. U holda Kirxgofning II qonuniga binoan birlamchi chulg‘am zanjirining elektr muvozanat holati:


Agar EYuK E_iS ni chulg‘amdagi kuchlanishning induktiv pasayuvi I ₀ • X_Li bilan kompensatsiya qilinadi desak va I₀ R_i=^U_Ri bo‘lsa:


Tok I₀ birlamchi chulg‘am nominal tokining (3,10) % ini tashkil etgani uchun vektor diagrammada hosil bo‘lgan kuchlanishlar uchburchagi real masshtablarda


nisbat va E_i = 4,44fw_iF_m ga binoan asosiy magnit oqimi Ф ni kuchlanishga proporsional deyish mumkin. Salt ishlash rejimida transformatorning quvvat koeffitsienti cosy₀ = 0,2,0,3, ikkilamchi chulg‘amdagi tok I₂ = 0 bo‘lgani uchun U₂o=E₂ bo‘ladi. Natijada K= I_w/120; P0 = Ppoa
Yuklama rejimi. Bu rejimda kuchlanish yuklamaga bog‘liq emas. Transformatorning ikkilamchi chulg‘amini biror yuklama ga ulaganimizda EYuK E₂ ta’sirida undan I₂ yuklama toki Z_2n o‘ta boshlaydi. Bu tok hosil qilgan magnitlovchi


U1 E1 + E1S + I0 R1


U 1 E1 + U R1 + UL1


yoki


U 1 E1 + I0 R1 + I0 XL1


(4.8)


qurilsa, juda kichik bo‘ladi. Shuning uchun U₁ ~ E₁ deyish mumkin. U holda olingan

kuch I₂ w₂ po‘lat o‘zak va havo orqali tutashgan, tarqalgan magnit oqimi Ф₂$ ni hosil qiladi (4.7-rasm).

4.7-rasm. Yuklama rejimidagi transformator sxemasi


Bu oqim asosiy magnit oqimiga qarama-qarshi yo‘nalgani uchun uni, shuningdek, elektr yurituvchi kuch E_j ni ham kuchsizlantirmoqchi bo‘ladi. U holda transformator elektrik muvozanat holatining buzilishiga yo‘l qo‘yiladi. Ammo birlamchi chulg‘amning magnitlovchi kuchi I₁ w₁ shunday o‘zgaradiki, natijasida transformatorning muvozanat holati saqlanib, o‘zakdagi asosiy magnit oqimi Ф miqdor jihatidan o‘zgarishsiz qoladi. Bu holda magnitlovchi kuchlar muvozanati quyidagicha ifodalanadi:


I₁ w₁ + /₂ w₂ = /₀ w₁ yoki I₁ w₁ = /₀ w₁ - /₂ w₂


(4.9)


Demak, birlamchi tokning magnitlovchi kuchi ikkilamchi tokning magnitsizlash ta’sirini kompensatsiyalaydi. Agar (4.9) ifodaning ikkala tomonini w_г ga bo‘lsak, magnitlovchi kuchlar tenglamasidan toklar tenglamasiga o‘tish mumkin:


(4.10)





Bu yerda I₂ = I₂— kattalik ikkilamchi tokning magnitsizlash ta’sirini
W-y
muvozanatlovchi birlamchi tokning tashkil etuvchisi hisoblanadi. Shuning uchun bu kattalik ikkilamchi tok deyiladi. U holda birlamchi tok
Ii = Io - 12 (4.11)
Ya’ni salt ishlash toki bilan keltirilgan ikkilamchi tokning geometrik yig‘indisiga teng. Yuklama toki I₂ noldan boshlab, tok I_j esa salt ishlash toki I_j dan boshlab ortadi. Salt ishlash toki nominal tokning I₀ = (2,5,10%) • I_Jnom ulushini


tashkil etadi. Taxminiy hisoblashlarda I ₁ ~ I₂ deyish mumkin.
Yuklama toki I₂ ning o‘zgarishi bilan tok I_j ning tashqi ta’sirsiz o‘z-o‘zidan o‘zgarishi transformatorning o‘z-o‘zidan rostlanishi deyiladi. U holda ikkilamchi zanjirning yuklama rejimidagi elektr muvozanati tenglamasi Kirxgofning ikkinchi qonuniga binoan
U 2 = Ё2 ^- U ^r2 ^- ^2S ^,

Bu yerda: U₂ — ikilamchi chulg‘am uchlaridagi kuchlanish; I₂ x R₂ = Ur₂ ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning aktiv pasayishi; E_2s - tarqalgan magnit oqimi Ф₂₅ tufayli induksiyalangan EYuK.

F₂s ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning induktiv pasayuvi Uli = /₂ • X_L2 bilan kompensatsiya qilinadi, u holda


yoki U₂-E₂+ Ur₂ + Ul₂


(4.12)


U2 - E2 + /2 R2 + /2 Xl2
(4.8), (4.11) va (4.12) tenglamalar yordamida transformatorning yuklama rejimidagi vektor diagrammasini qo‘shib quramiz.


Qisqa tutashuv rejimi. Bu rejimda ikkilamchi chulg‘am uchlari o‘zaro tutashib, tashqi qarshilik Z_2n = 0 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 ajratkichlar o‘rnatiladi. Transformatorlarni laboratoriya sharoitida tekshirish uchun «qisqa tutashuv» pasaytirilgan kuchlanishlarda amalga oshiriladi.
Transformator nominal yuklama bilan ishlaganda uning chulg‘amlaridan nominal tok o‘tib, chulg‘amlar qiziydi. Keltirilgan quvvat bir qismining issiqlik tarzida atrof-muhitga tarqalishi miss chulg‘amlardagi quvvat isrofi P_m deyiladi, uni transformatorning qisqa tutashuv rejimida ishlash tajribasidan (4.9-rasm) aniqlanadi. Sxemadan ko‘rinadiki, transformatorning ikkilamchi chulg‘ami ampermetr A₂ orqali qisqa tutashtirilgan.





Tajriba vaqtida birlamchi chulg‘amga potensiometr P yordamida ikala chulg‘amdan ham nominal toklar (I₁ - Ii_nom ; I₂= I_2nom) o‘tadigan darajada pasaytirilgan kuchlanish beriladi. Bu kuchlanish transformatorning qisqa tutashuv kuchlanishi (U_q) deyiladi:
U
и % = —^—100
U,
1 nom

Qisqa tutashuv kuchlanishi transformator nominal kuchla- nishining kichik ulushini (U_k ~ 0,1 U_1n) tashkil etgani uchun po‘lat o‘zakdagi quvvat isrofi P_n ~ 0 deyish mumkin. U holda qisqa tutashuv paytida vattmetr ko‘rsatgan quvvat P_q miss chulg‘amlarning qizishiga sarf bo‘lgan quvvat isrofi P ga teng bo‘ladi, ya’ni:

Pk = Pn + Ifn ■ Rl = 0 + Pm = Pm


Tajribadan olingan ma’lumotlar bo‘yicha transformatorning qisqa tutashuv parametrlarini aniqlash mumkin:

4. 
   Uch fazali transformator chulg’amlarining ulanish sxemalari
   

Uch fazali transformatorlar, asosan, uch fazali tok sistemasini transformatsiyalash uchun ishlatiladi. Uch fazali transformator umumiy po‘lat o‘zakka ega bo‘lib, alohida fazalarning toklari hosil qilgan barcha magnit oqimlari ana shu o‘zak bo‘ylab tutashadi.





4.10-rasm. Uch fazali transformator sxemasi
Uch fazali transformatorning po‘lat o‘zagi ostki va ustki tomonlardan birlashtirilgan uchta sterjendan iborat. Har bir sterjenda har fazaning birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlari joylashtirilgan. Chulg‘amlar yulduz yoki uchburchak sxemada ulanishi mumkin. Bu biriktirish sxemalari tegishlicha yulduz va A tarzda belgilanadi. Chulg‘amlar qanday sxemada ulanishidan qat’iy nazar birlamchi chulg‘amning bosh (A,B,C) va oxirgi (X, Y, Z) uchlari katta harflar bilan, ikkilamchi chulg‘amning bosh (a, b, c) va oxirgi uchlari (x, y, z) kichik harflar bilan belgilanadi.
Birinchi o‘raladigan chulg‘amning o‘ralish yo‘nalishi ixtiyoriy, ammo qolgan fazalarning chulg‘amlari birinchi o‘ralgan chulg‘amning yo‘nalishida o‘ralishi kerak. Faqat shundagina ayrim fazalardagi toklarning va ularni hosil qilgan magnit oqimlari (Ф_A, Ф_B, Ф_C) larning shartli musbat yo‘nalishi ta’minlangan bo‘ladi.
Kirxgofning birinchi qonuniga binoan istalgan vaqt lahzasida uchala faza magnit oqimlarining yig‘indisi doimo nolga teng. Masalan, magnit oqimlarining o‘zgarish grafigidan ko‘rinadiki, ^ф_А = ^ф_т bo‘lgan t₁ vaqtda ^ф_А o‘zining musbat maksimal

qiymatiga erishgan bo‘lsa, qolgan ikkita magnit oqimi Ф_B va Фс laming manfiy yarim maksimal qiymatlarga ega bo‘lishi uchala faza magnit oqimlarining po‘lat o‘zak bo‘ylab qo‘shilishini bildiradi, ya’ni

F mA F mB F mC 0.
2 2