Щзгармас ток машиналари

11-расм. Салт ишлаш характеристикаси
хақиқий носинусоидал салт ишлаш токининг эгри чизиьини эквивалент сину-соида i_о1 билан алмаш-тириб, бирламчи чўлғамнинг электр юритувчи кучлари тенгламасини символик ша-клга келтиришимиз мумкин, чунки салт ишлаш режи-мини аниқловчи хамма қийматлар вақт бўйича синусоидал ўзгаради. Шу туфайли бирламчи чўлғамнинг кучланишининг мувозанат тенгламасини қуйидагича ёзиш умкин:
(3-16)




12-расм. Салт ишлаш вектор диаграммаси


Электр юритувчи кучлар тенгламаси (4-16)дан фойдаланиб трансформаторнинг салт ишлаш векторлар диаг-раммасини (11--расм) қуриш мумкин.
Бунинг учун асосий магнит оқим Ф_о векторини абсцисса ўқининг мусбат йўналишида жойлаштирамиз (аслида Ф_о векторини ихтиёрий равишда йуналтириш мумкин). Электр юритувчи куч Е₁=Е₂ вектори ундан 90°га кечикади; вектори ток вектори билан фаза бўйича мос келади. Бирламчи чўлғамдаги кучла-нишнинг векторини қуриш учун (4-16) га кўра тескари ишора билан олинган векторига ва векторларини қўшиш керак.
12-расмда тушуниш қулайлиги учун ва векторлари Е₁ векторига нисбатан жуда катталаштирилган масштабда келтирилган. Аслида эса ўрта ва юқори қувватли трансформаторларда кучланишнинг пасайиши:
(3-17)
бу ерда салт ишлаш режимидаги кучланиш нинг 0,5% идан хам кичик бўлади.

5.4. Трансформаторнинг салт ишлаш режимидаги қувват исрофлари

Трансформатор салт ишлаганда тармоқдан келаётган қувват қуйидагича сарфланади: а) бирламчи чўлғам (мис ёки алюминий) даги қувват исрофи

(3-18)
б) магнит ўзак пўлатидаги асосий исрофлар (пўлат исрофи) Р_п.а
в) салт ишлаш қўшимча исрофлари Р_қ.о
Трансформаторларнинг тармоқдан қабул қилаётган актив қувватининг хаммаси исрофларни қоплаш учун сарфланади. Шунинг учун
Р₀ = + Р_п.a + Р_қ.о (3-19)
Исрофларни хисоблаш шуни кўрсатадики, I_о ва r₁ лари нисбатан кўпроқ бўлган кичик қувватли трансформаторларда хам (трансформаторнинг қуввати ошган сари I_о ва r₁ ларнинг нисбий қийматлари камайиб боради) мисдаги исроф нинг қиймати Р_о нинг 2% ига хам бормайди. Шунинг учун ни хисобга олинмаса хам бўлади:

Р_о  Р_п.a + Р_қ.о = Р_п (3-20)

Яoни салт ишлаш қуввати Р_о асосан пўлатдаги исрофни қоплашга сарфланади деб хисоблаш мумкин.

1.4.1. Пўлатдаги асосий исрофлар

Трансформаторнинг магнит ўзагидаги исрофлар икки турга бўлиниб, гистерезис ва уюрма токларининг исрофи дейилади.

Бирлик массали (масалан 1кг массали) пўлатда гистерезис исрофи (солиштирма гистерезис исрофи) ни аниқлаш учун немис олими Чарлз Штейнмец (1865-1923) таклиф этган эмпирик боьланишдан фойдаланиш мумкин.
(3-21)
бу ерда С_r - пўлатнинг турига боьлиқ бўлган доимий; f - қайта магнитланиш даврининг тезлиги; В - индукциянинг максимал қиймати; - тажриба усули билан аниқланадиган қиймат. Магнит майдон индукциясининг қиймати В=0.8  1,6 Тл гача бўлганда легирланган пўлатлар учун =2 га тенг деб қабул қилинади.
Магнит ўзакдан ўзгарувчан магнит оқим ўтганда, оқимнинг куч чизиқларига перпендикуляр юзада, йўналиши ўнг қўл қоидаси бўйича аниқланувчи электр юритувчи кучлар хосил бўлади. Бу э.ю.к магнит ўзакда уюрма токларни хосил қилади (француз олими Жан Бернар Фуко ихтиро қилганлиги учун фуко токи номи билан хам аталади). Нормал электр машиналарда (Фуко микро-юриткичлари бу қаторга кирмайди) уюрма токлардан фойдаланилмайди, аксинча бу токлар, қувват исрофини вужудга келтириб, ўзакни қизишига олиб келади. Уюрма токларнинг зарарли таoсирини камайтириш учун, магнит ўзак яхлит ферромагнит пўлатлардан эмас, балки, бир-биридан махсус локлар ёки оксид қатламлари (пленкалари) билан химояланган қалинлиги 0,5 мм гача бўлган махсус электротехник пўлат тунукаларидан тайёрланади. Уюрма токлар исрофини хисоблашда қуйидаги шартларни қабул қиламиз: а) пўлат тунуканинг қалинлиги унинг эни ва узунлигидан жуда кичик; б) индукциянинг вақтга боьлиқлиги синусоидал кўринишда бўлиб, тунуканинг қалинлиги бўйича бир текисда тақсимланган, бошқача қилиб айтганда уюрма токларнинг магнит оқимига экранлик хусусияти хисобга олинмайди; в) пўлатнинг магнит сингдирувчанлигини _о ва солиштирма қаршилигини ўзгармас деб қабул қиламиз.
Шу шароитда тунукада инцукцияланаётган уюрма электр юритувчи куч индукция В ва унинг давр тезлиги f га пропорционал бўлади
(3-22)
Агар уюрма ток эканлигини хисобга олсак, пўлат тунуканинг бирлик массасидаги уюрма ток таoсиридаги солиштирма исрофлар қуйидагича аниқланади:


(3-23)

бу ерда С_уюр - пўлатнинг тури ва қалинлигига боьлиқ бўлган доимий.

Трансформаторларни лойихалашда пўлат ўзакдаги қувват исрофини хисоблаш учун 1 кг магнит ўзак массасига мос келувчи «солиштирма исроф»нинг индукцияга боьлиқлигини пўлатнинг турли хил навлари учун тажриба ўтказиб аниқланади. Бу қийматни магнит ўзакнинг массасига кўпайтириб, ундаги умумий исроф аниқланади. Агар магнит ўзакнинг бўлаклари орқали ўзгармас магнит оқими ўтиб, бўлакларнинг юзалари S хар хил бўлса магнит ўзакнинг хар бир бўлаги учун индукциянинг қиймати аниқланади. Магнит ўзакнинг хар бир бўлагидаги қувватнинг солиштирма исрофларини шу бўлак массасига кўпайтириб хар бир бўлакдаги қувват исрофлари хисобланади. Магнит ўзакнинг бўлакларидаги қувват исрофларини жамлаб магнит ўзакдаги қувватнинг Р_па асосий исрофлари аниқланади.
Пўлатдаги асосий қувват исрофларини аниқлаш учун баoзан қуйидаги боьланишдан хам фойдаланилади:
(3-24)
бу ерда: Р_п1- индукция В1 Тл бўлгандаги 1кг пўлатдаги қувват исрофи [Вт];  = 2 – индукция 1,2 Тл бўлганда;  = 1,25 f=50 Гц бўлганда.
Трансформаторнинг магнит ўзагини магнитланиш характеристикалари ва хусусиятлари электр машиналарини лойихалаш бўйича махсус адабиётларда келтирилган.

1.4.2. Салт ишлаш қўшимча исрофлари

Салт ишлаш қўшимча исрофлари Р_қ.о нинг асосий ташкил этувчилари: а) пўлат тунукаларга механик ишлов (штамповка) берилиши натижасида пўлатнинг тузилишини (структураси) ўзгариши натижасида хосил бўлган қувват исрофи; б) ўзакнинг қисмлари туташган жойлари ва ўзакни тортувчи шпилка ўрнатилган жойлардаги индукциянинг хар хиллиги туфайли вужудга келган исроф; в) ўзакнинг махкамлагичлари ва бошқа конструктив қисмлар – шпилкалар, тўсинларни сиқувчи пўлат балкалар, трансформатор бакида ва х.к. ларда хосил бўлувчи исрофлар; г) юқори кучланишли трансформаторларнинг химояловчи материалларидаги қўшимча исроф.

Салт ишлаш режимидаги қўшимча исрофларини аниқ хисоблашнинг имкони йўқ, шунинг учун уларни трансформаторнинг салт ишлаш исрофларининг таркибига қўшган холда, аввалдан тузилган жадвал ёрдамида аниқланади. Иссиқ жуваланган пўлатлардан тайёрланган трансформаторларда салт ишлаш режимидаги қўшимча исрофларининг хамма турлари магнит ўзакдаги индукциянинг қиймати 1,5 Тл дан ортиб кетгандан кейин кўпаяди. Ўтказилган тадқиқотларнинг натижаларидан кўриниб турибдики, трансформаторнинг магнит ўзакларидаги индукциянинг қиймати кўпинча учрайдиган 1,15  1,17 Тл қийматга яқин бўлганда қўшимча қувват исрофи Р_қ.о нинг улуши асосий исрофлар Р_п.а нинг 15  20% ини ташкил этади.

Трансформаторнинг чўлғамларини индуктивлиги

Трансформаторларнинг магнит ўзагини магнит сингдирувчанлиги магнитланиш циклида ўзгариб турганлиги учун чўлғамларининг ўзиндукция L ва ўзаро индукция индуктивликлари М хам ўзгариб туради. Магнит ўзакнинг магнит сингдирув-чанлигини ўзгариб туриши натижасида манбага уланган трансформаторнинг магнитловчи токини таркибида асосий гармоника билан бирга юқори тартибли гармоникалар хам мавжуд бўлади. Трансформатор ишлаганда магнитловчи токга юклама токи қўшилади. Магнитловчи I_о ток таркибидаги юқори тартибли гармоникалар юклама токига нисбатан жуда кичик бўлганлиги сабабли трансформаторларнинг иш режимларини ўрганишда уларни хисобга олинмаса хам бўлади. У холда, магнитланиш жараёнида L ва М ларни ўзгармас деб қабул қилиш мумкин.

Фараз қилайлик, магнит ўзакдаги Ф_п магнит оқимини бирламчи чўлғамдаги I₁ ток хосил қилсин. Магнитловчи ток ва магнит оқими магнит занжирини хисоблашда аниқланади. У холда, бирламчи чўлғамнинг ўз индукция индуктивлиги