Transformatorlar, ularning maqsadi Transformator, uning tarixi
Download 44.29 Kb.
|
|
transformator Tarkib Kirish
1.1 Transformator, uning tarixi 1.2 Transformatorlarning turlari, ularning ma'nosi 1.3 Transformator konstruktsiyasining asosiy qismlari 2. Transformatorning ishlash printsipi 2.1 Transformator ishlashining asosiy tamoyillari 2.2 Maxsus maqsadlar uchun bir fazali va uch fazali transformatorlarning ishlash printsipi 3.Transformatorlardan foydalanishga misollar 3.1 Elektr tarmoqlarida qo'llanilishi 3.2 Quvvat manbalarida qo'llanilishi 3.3 Boshqa transformator ilovalari Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati Kirish
Transformatorlar zamonaviy elektrotexnikada eng keng tarqalgan qurilmalardir. Yuzlab kilovoltgacha bo'lgan kuchlanish uchun yuqori quvvatli transformatorlar elektr stantsiyalaridan elektr uzatish liniyalariga elektr uzatish tizimlarining asosini tashkil qiladi. Ushbu transformatorlar o'zgaruvchan tok kuchlanishini elektr energiyasini uzoq masofalarga iqtisodiy uzatish uchun zarur bo'lgan qiymatlarga oshiradi. Elektr energiyasi iste'molchilar o'rtasida taqsimlanadigan joylarda kuchlanishni iste'molchi uchun zarur bo'lgan qiymatlarga tushiradigan transformatorlar qo'llaniladi. Shu bilan birga, transformatorlar elektr drayvlar, isitish va boshqa qurilmalarning elementlari bo'lib, ular ta'minot kuchlanishini elektr motorlari, isitish pechlari va boshqa elektr qurilmalarining ishlashi uchun zarur bo'lgan qiymatlarga aylantiradi . Transformator - ikkita (yoki undan ko'p) induktiv bog'langan o'rashga ega bo'lgan statik elektromagnit qurilma bo'lib, elektromagnit induksiya fenomeni orqali bir (asosiy) o'zgaruvchan tok tizimini boshqa (ikkilamchi) o'zgaruvchan tok tizimiga aylantirish uchun mo'ljallangan. Turli maqsadlar uchun kam quvvatli transformatorlar radiotexnika, avtomatlashtirish, signalizatsiya, aloqa va boshqalar qurilmalarida, shuningdek, maishiy elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi. Quvvat transformatorlarining maqsadi elektr energiyasini qabul qilish va ishlatish uchun mo'ljallangan elektr tarmoqlari va inshootlarida elektr energiyasini aylantirishdir . Maxsus maqsadli transformatorlar iste'molchi tarmog'ini to'g'ridan-to'g'ri ta'minlash uchun mo'ljallangan yoki maxsus ish sharoitlari, yukning tabiati yoki ish rejimida farq qiluvchi elektr energiyasini qabul qiluvchilar. Transformatorlar turli xil uskunalarda eng ko'p ishlatiladigan elementlardir. Kurs ishining maqsadi qo'yilgan savollarni batafsil ko'rib chiqish asosida yuqori vakillik taqdim etilishi mumkin . Yuqorida aytilganlar kurs ishining tanlangan mavzusi "Transformatorlar, ularning ma'nosi, ishlash printsipi, foydalanish misollari" tegishli degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. Kurs ishining o'rganish ob'ekti transformator hisoblanadi. Tadqiqot mavzusi - harakat tamoyili , ularni amalga oshirish va ishlatish muammolari. Kurs ishining maqsadi tahlil qilish, muammolarni aniqlash va uning rivojlanish istiqbollarini aniqlashdir. Ushbu maqsadga erishish uchun ishda quyidagi vazifalar belgilandi: ixtironing tarixiy tomonini o'rganish. elektr apparatining batafsil tavsifini bering. transformatorga xos bo'lgan asosiy tamoyillarni ajratib ko'rsatish asosiy tendentsiyalarni aniqlash maqsadida talab dinamikasini tahlil qilish ; rivojlanish istiqbollarini baholash; takomillashtirish yo'nalishlari Bu ishda quyidagi ilmiy usullardan foydalaniladi: taqqoslash, tahlil va sintez, induksiya va deduksiya, statistik tahlil. Kurs ishining nazariy asosini fizika bo'yicha etakchi mahalliy mutaxassislarning ishlari tashkil etdi. 1. Transformatorlar, ularning maqsadi 1.1 Transformator, uning tarixi Transformator (lot. transformo - aylantirish) - ikki yoki undan ortiq induktiv bog'langan o'rashga ega bo'lgan va bir yoki bir nechta o'zgaruvchan tok tizimini elektromagnit induksiya (GOST R52002-2003) yordamida bir yoki bir nechta boshqa AC tizimlariga aylantirish uchun mo'ljallangan elektr apparati . Transformator bitta (avtotransformator) yoki bir nechta izolyatsiyalangan sim yoki lenta o'rashidan (bo'laklardan) iborat bo'lishi mumkin, qoida tariqasida ferromagnitdan yasalgan magnit zanjirga (yadroga ) o'raladi . magnit yumshoq material.[1] Transformatorlarni yaratish uchun materiallarning xususiyatlarini o'rganish kerak edi: metall bo'lmagan, metall va magnit, ularning nazariyasini yaratish. Stoletov Aleksandr Grigoryevich (Moskva universiteti professori ) bu yo'nalishda birinchi qadamlarni qo'ydi - u histerezis halqasini va ferromagnitning domen tuzilishini kashf etdi (1880-yillar). Aka-uka Xopkinsonlar elektromagnit zanjirlar nazariyasini yaratdilar. 1831 yilda ingliz fizigi Maykl Faraday elektr energiyasi sohasidagi fundamental tadqiqotlari davomida elektr transformatorining ishlashi asosidagi elektromagnit induksiya hodisasini kashf etdi. Kelajakdagi transformatorning sxematik tasviri birinchi marta 1831 yilda Faraday va Genrix asarlarida paydo bo'lgan. Lekin na biri, na ikkinchisi o'z qurilmasida transformatorning kuchlanish va tokning o'zgarishi, ya'ni o'zgaruvchan tokning o'zgarishi kabi xususiyatini qayd etmagan [2]. maxsus dizaynga ega . U transformatorning prototipi edi.[3] 1876 yil 30 noyabr, Pavel Nikolaevich Yablochkov tomonidan patent olingan sana birinchi transformatorning tug'ilgan kuni hisoblanadi. Bu ochiq yadroli transformator edi, bu o'rashlar o'ralgan novda edi. Birinchi yopiq yadroli transformatorlar 1884 yilda Angliyada aka-uka Jon va Edvard Xopkinsonlar tomonidan yaratilgan . Transformatorlarning ishonchliligini oshirishda muhim rol o'ynadi neft sovutish (1880-yillarning oxiri, D. Swinburn ). Swinburn transformatorlarni moy bilan to'ldirilgan sopol idishlarga joylashtirdi, bu esa o'rash izolyatsiyasining ishonchliligini sezilarli darajada oshirdi. Transformatorning ixtiro qilinishi bilan o'zgaruvchan tokga texnik qiziqish paydo bo'ldi. Rossiyalik elektrotexnika muhandisi Mixail Osipovich Dolivo -Dobrovolskiy 1889 yilda uch fazali o'zgaruvchan tok tizimini taklif qildi, birinchi uch fazali asenkron motorni va birinchi uch fazali transformatorni qurdi. 1891 yilda Frankfurt-Maynda bo'lib o'tgan elektr ko'rgazmasida Dolivo -Dobrovolskiy 175 km uzunlikdagi eksperimental uch fazali yuqori kuchlanishli elektr uzatishni namoyish etdi. Uch fazali generator 95 V kuchlanishda 230 kVt quvvatga ega edi.[1] SSSRda quvvat transformatorlarini ishlab chiqarishning boshlanishi deb hisoblash mumkin , Moskva transformator zavodi (keyinchalik Moskva elektr zavodi) ishlay boshlagan. 1900-yillarning boshlarida ingliz metallurgi tadqiqotchisi Robert Xedfild qo'shimchalarning temirning xususiyatlariga ta'sirini aniqlash uchun bir qator tajribalar o'tkazdi. Faqat bir necha yil o'tgach, u mijozlarga kremniy qo'shimchalari bilan birinchi tonna transformator po'latini yetkazib berishga muvaffaq bo'ldi.[5] Yadro texnologiyasidagi navbatdagi katta sakrash 1930-yillarning boshlarida, amerikalik metallurg Norman P. Gross prokat va isitishning birgalikdagi ta'siri ostida kremniy po'latning prokat yo'nalishi bo'yicha favqulodda magnit xossalari paydo bo'lishini aniqlaganida amalga oshirildi: magnit to'yinganlik 50 ga oshdi. %, histerezis yo'qotishlari 4 barobar kamaydi, magnit o'tkazuvchanligi esa 5 barobar oshdi. 1.2 Transformatorlarning turlari, ularning ma'nosi Quvvat transformatori Quvvat transformatori - elektr tarmoqlarida va elektr energiyasini qabul qilish va ishlatish uchun mo'ljallangan qurilmalarda elektr energiyasini aylantirish uchun mo'ljallangan transformator. avtotransformator Avtotransformator - bu birlamchi va ikkilamchi o'rashlar to'g'ridan-to'g'ri ulangan transformatorning bir variantidir va shuning uchun ular nafaqat elektromagnit aloqaga, balki elektrga ham ega. Avtotransformatorning o'rashida bir nechta simlar mavjud (kamida 3 ta), ularga ulanish orqali siz turli xil kuchlanishlarni olishingiz mumkin. Avtotransformatorning afzalligi yuqori samaradorlikdir, chunki quvvatning faqat bir qismi aylanadi - bu kirish va chiqish kuchlanishlari biroz farq qilganda ayniqsa muhimdir. Kamchilik - asosiy va ikkilamchi davrlar o'rtasida elektr izolyatsiyasining (galvanik izolyatsiya) yo'qligi. 110 kV kuchlanishli va undan yuqori transformatsiya koeffitsienti 3-4 dan ortiq bo'lmagan samarali tuproqli tarmoqlarni ulash uchun an'anaviy transformatorlar o'rniga avtotransformatorlardan foydalanish iqtisodiy jihatdan oqlanadi.Yadro uchun po'lat, o'rash uchun misning kamroq sarflanishi muhim ahamiyatga ega. , pastroq og'irlik va o'lchamlar va natijada - past narx. Oqim transformatori Transformator oqim - oqim manbai bilan ishlaydigan transformator. Odatiy dastur birlamchi oqimni o'lchash, himoya qilish, nazorat qilish va signalizatsiya davrlarida ishlatiladigan qiymatga kamaytirishdir. Ikkilamchi o'rash oqimining nominal qiymati 1A, 5A. Oqim transformatorining birlamchi o'rashi o'lchangan o'zgaruvchan tok bilan kontaktlarning zanglashiga, o'lchash asboblari esa ikkilamchiga ulanadi. Oqim transformatorining ikkilamchi o'rashidan o'tadigan oqim birlamchi o'rashdagi oqimning transformatsiya nisbatiga bo'linganiga teng. DIQQAT! Oqim transformatorining ikkilamchi o'rashi o'lchash moslamasining past qarshilik yukiga ishonchli tarzda yopilishi yoki qisqa tutashgan bo'lishi kerak. O'chirishda tasodifiy yoki qasddan uzilish sodir bo'lganda, izolyatsiya, atrofdagi elektr jihozlari va texnik xodimlarning hayoti uchun xavfli bo'lgan quvvat kuchlanishi paydo bo'ladi! kuchlanish transformatori Kuchlanish transformatori kuchlanish manbaidan quvvat oladigan transformatordir. Odatiy qo'llash zanjirlarda, o'lchash davrlarida va RPA davrlarida yuqori kuchlanishni past kuchlanishga aylantirishdir . Kuchlanish transformatoridan foydalanish himoya mantig'ini va o'lchash davrlarini yuqori kuchlanish pallasidan ajratish imkonini beradi. impuls transformatori Impuls transformatori impuls shaklining minimal buzilishi bilan o'nlab mikrosekundgacha bo'lgan impuls davomiyligi bilan impuls signallarini aylantirish uchun mo'ljallangan transformatordir. Asosiy dastur to'rtburchaklar elektr impulsini uzatishda (maksimal tik chekka va kesish, nisbatan doimiy amplituda). Bu odatda davriy ravishda yuqori ish aylanishi bilan takrorlanadigan qisqa muddatli kuchlanishli video impulslarini aylantirish uchun xizmat qiladi. Ko'pgina hollarda, IT uchun asosiy talab - transformatsiyalangan kuchlanish impulslari shaklini buzilmagan tarzda uzatish; AT kirishiga u yoki bu shakldagi kuchlanish qo'llanilganda, chiqishda bir xil shakldagi, lekin, ehtimol, boshqa amplituda yoki boshqa qutbli kuchlanish impulsini olish maqsadga muvofiqdir.[6] Izolyatsiya qiluvchi transformator ikkilamchi sariqlarga elektr bilan bog'lanmagan transformator . Quvvatni izolyatsiya qiluvchi transformatorlar elektr tarmoqlarining xavfsizligini oshirish uchun mo'ljallangan, tasodifiy bir vaqtning o'zida erga va oqim qismlariga yoki izolyatsiyaga shikast etkazilgan taqdirda quvvatlanishi mumkin bo'lgan oqim o'tkazmaydigan qismlarga tegib ketganda. Signalni ajratuvchi transformatorlar elektr zanjirlarining galvanik izolyatsiyasini ta'minlaydi.[7] tepalik transformatori Peak transformator - sinusoidal kuchlanishni har yarim tsiklda o'zgarib turadigan polariteli impulsli kuchlanishga aylantiruvchi transformator. ikki tomonlama chok Ikkilik chok (qarshi induktiv filtr) - tizimli ravishda, bu ikkita bir xil o'rashga ega transformator. Bobinlarning o'zaro induktsiyasi tufayli u bir xil o'lchamlar uchun an'anaviy chokdan ko'ra samaraliroqdir. Quvvat manbai kirish filtrlari sifatida ikkita chok keng qo'llaniladi; raqamli liniyalarning differentsial signal filtrlarida, shuningdek audio texnologiyasida. Transfluksor - bu ma'lumotni saqlash uchun ishlatiladigan transformator turi. An'anaviy transformatordan asosiy farq magnit devresinin qoldiq mıknatıslanmasının katta miqdoridir . Boshqacha qilib aytganda, transfluksorlar xotira elementlari sifatida harakat qilishi mumkin . Bundan tashqari, transflyusorlar ko'pincha dastlabki magnitlanishni ta'minlovchi va ularning ish rejimlarini o'rnatadigan qo'shimcha sariqlar bilan jihozlangan. Bu xususiyat (boshqa elementlar bilan birgalikda) transfluksorlarda boshqariladigan generatorlar, taqqoslash elementlari va sun'iy neyronlarni qurish imkonini berdi . 1.3 Transformator dizaynining asosiy qismlari Amaliy transformator dizaynida ishlab chiqaruvchi uchta asosiy tushunchani tanlaydi: Rod Zirhli toroidal Ushbu tushunchalarning har biri transformatorning ishlashi yoki xizmat ko'rsatish qobiliyatiga ta'sir qilmaydi, lekin ularni ishlab chiqarish jarayonida sezilarli farqlar mavjud. Har bir ishlab chiqaruvchi o'zi ishlab chiqarish nuqtai nazaridan eng qulay deb hisoblagan kontseptsiyani tanlaydi va bu kontseptsiyani butun ishlab chiqarish hajmiga tatbiq etishga intiladi. Rod tipidagi o'rashlar yadroni o'rab turgan bo'lsa, zirhli turdagi yadro o'rashlarni o'rab oladi. Agar siz rod tipidagi faol komponentga ( ya'ni o'rashli yadro) qarasangiz, o'rashlar aniq ko'rinadi, lekin ular orqasida yadro magnit tizimining novdalarini yashiradilar. Faqat yadroning yuqori va pastki sariqlari ko'rinadi. Zirhli konstruktsiyada yadro o'rashlarning ko'p qismini o'z ichiga oladi.[8.9] Yana bir farq shundaki, novda tipidagi sariqlarning o'qi, qoida tariqasida, vertikal holatga ega, zirhli tuzilishda esa u gorizontal yoki vertikal bo'lishi mumkin. Transformator dizaynining asosiy qismlari: magnit tizim ( magnit sxemasi ); o'rash; sovutish tizimi; Magnit tizim ( magnit zanjir ). Transformatorning magnit tizimi ( magnit yadrosi ) - bu transformatorning asosiy magnit maydonini lokalizatsiya qilish uchun mo'ljallangan, ma'lum bir geometrik shaklda yig'ilgan elektr po'latdan yoki boshqa ferromagnit materiallardan iborat elementlar to'plami (ko'pincha plitalar). To'liq yig'ilgan magnit tizim, barcha tugunlar va alohida qismlarni yagona tuzilishga mahkamlash uchun xizmat qiluvchi qismlar bilan birgalikda transformator yadrosi deb ataladi. Transformatorning asosiy sariqlari joylashgan magnit tizimning qismi novda deb ataladi. Transformatorning magnit tizimining asosiy sariqlarni o'tkazmaydigan va magnit zanjirni yopish uchun xizmat qiladigan qismi sariq deb ataladi. Rodlarning fazoviy joylashuviga qarab quyidagilar mavjud: Yassi magnit tizim - barcha novdalar va sariqlarning uzunlamasına o'qlari bir xil tekislikda joylashgan magnit tizim. Fazoviy magnit tizim - magnit tizim bo'lib, unda novdalar yoki bo'yinturuqlarning bo'ylama o'qlari yoki novdalar va bo'yinturuqlar turli tekisliklarda joylashgan. Nosimmetrik magnit tizim - magnit tizim, unda barcha novdalar bir xil shaklga, dizaynga va o'lchamlarga ega bo'lib, har qanday tayoqning barcha sariqlarga nisbatan nisbiy holati barcha rodlar uchun bir xil bo'ladi. Asimmetrik magnit tizim - magnit tizim, unda alohida novdalar shakli, dizayni yoki o'lchami bo'yicha boshqa novdalardan farq qilishi yoki har qanday tayoqning boshqa novdalar yoki bo'yinturuqlarga nisbatan nisbiy holati boshqa novdalarning joylashuvidan farq qilishi mumkin. o'rashlar O'rashning asosiy elementi lasan - elektr o'tkazgich yoki parallel ulangan bunday o'tkazgichlar (torli yadro), bir marta transformator magnit tizimining bir qismini o'rab turgan, elektr toki bilan birga bo'lgan oqimlar. boshqa bunday o'tkazgichlar va transformatorning boshqa qismlari transformatorning magnit maydonini yaratadi va bu magnit maydon ta'sirida elektromotor kuchni keltirib chiqaradi. Transformatorni o'rashda ishlatiladigan ko'chirilgan kabel . Diskni o'rash burilishlarda induktsiya qilingan EMF yig'iladigan elektr zanjirini tashkil etuvchi burilishlar to'plami . Uch fazali transformatorda o'rash odatda bir-biriga bog'langan uch fazali bir xil kuchlanishli sariqlar to'plamini anglatadi. Quvvat transformatorlaridagi o'rash o'tkazgich odatda mavjud bo'sh joydan eng samarali foydalanish uchun (yadro oynasida to'ldirish omilini oshirish uchun) kvadrat shaklida bo'ladi. Supero'tkazuvchilar maydonining oshishi bilan o'tkazgichni o'rashdagi oqim yo'qotishlarini kamaytirish va o'rashning ishlashini osonlashtirish uchun ikki yoki undan ortiq parallel o'tkazgich elementlarga bo'linishi mumkin. Kvadrat shaklidagi Supero'tkazuvchilar element turar-joy deb ataladi. Har bir yadro qog'oz o'rash yoki emal lak bilan izolyatsiyalangan. Ikkita alohida izolyatsiyalangan va parallel ulangan yadrolar ba'zan umumiy qog'oz izolyatsiyasiga ega bo'lishi mumkin. Umumiy qog'oz izolyatsiyasida ikkita shunday izolyatsiyalangan yadro kabel deb ataladi. O'rash o'tkazgichlarining maxsus turi doimiy ravishda o'tkaziladigan kabeldir. Ushbu kabel, rasmda ko'rsatilganidek, bir-biriga eksenel ravishda joylashgan ikki qatlamli emal lak bilan izolyatsiya qilingan iplardan iborat. Doimiy ravishda o'tkaziladigan kabel bir qatlamning tashqi ipini doimiy qadamda keyingi qatlamga o'tkazish va umumiy tashqi izolyatsiyani qo'llash orqali olinadi. Kabelning qog'ozli o'rashi yadro atrofida o'ralgan, bir necha santimetr kenglikdagi ingichka (bir necha o'n mikrometrli) qog'oz chiziqlardan yasalgan. Kerakli umumiy qalinlikni olish uchun qog'oz bir necha qatlamlarga o'ralgan. Diskni o'rash Sariqlar quyidagilarga ko'ra bo'linadi : Uchrashuv Ularning asosiylari transformatorning o'rashlari bo'lib, ularga aylantirilgan o'zgaruvchan tokning energiyasi beriladi yoki undan aylantirilgan o'zgaruvchan tokning energiyasi chiqariladi. Tartibga solish - past o'rash oqimi va unchalik keng bo'lmagan tartibga solish diapazoni bilan kuchlanishni o'zgartirish nisbatini tartibga solish uchun o'rashda kranlar ta'minlanishi mumkin. Yordamchi - masalan, yordamchi tarmoqni transformatorning nominal quvvatidan sezilarli darajada kamroq quvvat bilan ta'minlash, uchinchi harmonik magnit maydonni qoplash, magnit tizimni to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan bog'lash va boshqalar uchun mo'ljallangan o'rashlar . Ijro Oddiy o'rash - o'rashning burilishlari o'rashning butun uzunligi bo'ylab eksenel yo'nalishda joylashgan. Keyingi burilishlar bir-biriga mahkam o'ralgan bo'lib, oraliq bo'sh joy qoldirmaydi. Spiral o'rash - spiral o'rash har bir burilish yoki o'rash oralig'i orasidagi masofalar bilan ko'p qatlamli o'rashning bir varianti bo'lishi mumkin. Diskni o'rash - Diskni o'rash ketma-ket ulangan bir qator disklardan iborat. Har bir diskda rulonlar qo'shni disklarda ichkariga va tashqariga spiral shaklda radial tarzda o'raladi. Folga o'rash - folga o'rashlari qalinligi millimetrning o'ndan bir qismidan bir necha millimetrgacha bo'lgan keng mis yoki alyuminiy qatlamdan tayyorlanadi. 2. Transformatorning ishlash printsipi 2.1 Transformatorning asosiy tamoyillari. Transformatorning ishlashi ikkita asosiy printsipga asoslanadi: Vaqt o'zgaruvchan elektr toki vaqt o'zgaruvchan magnit maydonni (elektromagnitizm) hosil qiladi. O'rash orqali o'tadigan magnit oqimning o'zgarishi bu o'rashda EMF hosil qiladi (elektromagnit induksiya) Birlamchi o'rash deb ataladigan o'rashlardan biri tashqi manbadan quvvatlanadi. Birlamchi sargıdan o'tadigan o'zgaruvchan oqim magnit pallasida o'zgaruvchan magnit oqim hosil qiladi . Elektromagnit induktsiya natijasida magnit pallasida o'zgaruvchan magnit oqim barcha o'rashlarda, shu jumladan birlamchida, magnit oqimning birinchi hosilasiga mutanosib bo'lgan indüksiyon EMF ni hosil qiladi, sinusoidal oqim teskari yo'nalishda 90 ° ga siljiydi. magnit oqimiga nisbatan. Yuqori yoki o'ta yuqori chastotalarda ishlaydigan ba'zi transformatorlarda magnit zanjir bo'lmasligi mumkin. Kutish rejimi Ikkilamchi sariqlar hech narsaga ulanmagan bo'lsa (bo'sh rejim), birlamchi o'rashdagi indüksiyon EMF deyarli to'liq quvvat manbai kuchlanishini qoplaydi, shuning uchun birlamchi o'rash orqali oqim kichik bo'ladi. Magnit yumshoq materialdan yasalgan yadroli transformator uchun (masalan, ferromagnit material, masalan, transformator po'latidan) bo'sh oqim oqimlari va histerezis uchun yadrodagi yo'qotishlar miqdorini tavsiflaydi. Quvvat yo'qotilishi yuksiz oqimni transformatorga berilgan kuchlanish bilan ko'paytirish orqali hisoblanishi mumkin. Ferromagnit yadrosi bo'lmagan transformator uchun remagnetizatsiya yo'qotishlari yo'q va yuksiz oqim o'zgaruvchan tokning chastotasi va indüktansning kattaligiga mutanosib bo'lgan birlamchi o'rashning indüktansının qarshiligi bilan aniqlanadi. Birinchi yaqinlikdagi ikkilamchi o'rashdagi kuchlanish Faraday qonuni bilan belgilanadi Qisqa tutashuv rejimi Qisqa tutashuv rejimida transformatorning birlamchi o'rashiga kichik o'zgaruvchan kuchlanish qo'llaniladi, ikkilamchi o'rash simlari qisqa tutashgan. Kirish kuchlanishi qisqa tutashuv oqimi transformatorning nominal (hisoblangan) oqimiga teng bo'lishi uchun o'rnatiladi. Bunday sharoitlarda qisqa tutashuv kuchlanishining qiymati transformator sariqlaridagi yo'qotishlarni, ohmik qarshilikdagi yo'qotishlarni tavsiflaydi. Quvvatni yo'qotish qisqa tutashuv kuchlanishini qisqa tutashuv oqimiga ko'paytirish orqali hisoblanishi mumkin. Ushbu rejim oqim transformatorlarini o'lchashda keng qo'llaniladi. Yuklangan rejim Ikkilamchi o'rashga yuk ulanganda, ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim paydo bo'ladi, bu esa magnit pallasida magnit oqim hosil qiladi , birlamchi o'rash tomonidan yaratilgan magnit oqimga qarama-qarshi yo'naltirilgan. Natijada, birlamchi zanjirda induksion EMF va quvvat manbaining EMF tengligi buziladi, bu esa magnit oqim deyarli bir xil qiymatga etgunga qadar birlamchi o'rashdagi oqimning oshishiga olib keladi . Sxematik ravishda transformatsiya jarayonini quyidagicha tasvirlash mumkin: magnit pallasida bir lahzali magnit oqimi birlamchi o'rashdagi EMF ning lahzali qiymatining vaqt integrali bilan belgilanadi va sinusoidal kuchlanish bo'lsa, faza EMFga nisbatan 90 ° ga siljiydi. Ikkilamchi sariqlarda induktsiya qilingan EMF magnit oqimning birinchi hosilasiga mutanosibdir va oqimning har qanday shakli uchun u birlamchi o'rashdagi EMF bilan faza va shaklda mos keladi. 2.2 Maxsus maqsadlar uchun bir fazali va uch fazali transformatorlarning ishlash printsipi tepalik transformatorlari Peak transformatorlari sinusoidal kuchlanishni tepalik shaklidagi impulslarga aylantirish uchun ishlatiladi . Bunday keskin kuchlanish impulslari tiristorlar yoki boshqa yarim o'tkazgich yoki elektron qurilmalarni haydash uchun kerak. Pik transformatorining ishlash printsipi ferromagnit materialning magnit bilan to'yinganligi fenomeniga asoslanadi . Pik transformatorlarining bir nechta dizaynlari mavjud Pik transformatorlarining qoniqarli energiya ko'rsatkichlarini ta'minlash uchun ularning magnit davrlari permalloy tipidagi qotishmadan tayyorlanadi. Impuls transformatorlari Elektron qurilmalarda impedans transformatorlari impedanslarni moslashtirish, impulslarning belgisi va amplitudasini o'zgartirish, shuningdek impulslarni ko'paytirish uchun ishlatiladi. Impulsli transformatorlarga qo'yiladigan asosiy talablardan biri o'zgartirilgan impulslar shaklining minimal buzilishidir. O'rashlarning parazit sig'imlarini va oqish indüktansını kamaytirish uchun ikkinchisi kam sonli burilishlar bilan amalga oshiriladi. Shu bilan birga, o'zgartirilgan impulslarning qisqa muddati impuls transformatorlarini qabul qilib bo'lmaydigan qizib ketishga olib kelmasdan qisqartirilgan kesimli sim bilan shamollash imkonini beradi. Bu impuls transformatorlarining umumiy o'lchamlari va og'irligini kamaytirishga yordam beradi. Chastotani ko'paytiruvchilar Magnit zanjirlar va o'rashlardan tashkil topgan transformator qurilmalari o'zgaruvchan tokning chastotasini ko'paytirish, ya'ni chastotani butun son marta oshirish uchun ishlatilishi mumkin. Chastotani dublyorning ishlash printsipini ko'rib chiqing. Ikkita yopiq magnit zanjirda beshta o'rash mavjud. Birlamchi o'rash ō1 bir vaqtning o'zida ikkita magnit yadroni qamrab oladigan tarzda amalga oshiriladi . O'rash sinusoidal kuchlanish va f1 chastotasi bilan o'zgaruvchan tok tarmog'iga ulanganda, u har bir magnit pallasida o'zgaruvchan MMF F1 hosil qiladi. Ikkilamchi o'rashning ikkita bo'limi ō1' va ʼn2", ularning har biri o'z magnit pallasida joylashgan bo'lib, bir-biriga mos ravishda ketma-ket ulanadi, shuning uchun bu sariqlarga ulangan magnit oqim yig'indisiga teng bo'ladi. magnit zanjirlarning oqimlari F a + Fb . Bundan tashqari, har bir magnit pallasida bir-biri bilan ketma-ket bog'langan ō0 burilishli o'rash mavjud . Ushbu o'rashlar doimiy kuchlanish U0 uchun yoqilganda, magnit davrlarning har birida moyillik MMF F0 = I0 ō0 paydo bo'ladi . Sinusoidal kuchlanish u1 va chastota f1 bo'lgan tarmoqqa ulanganda, u1 kuchlanishining birinchi yarim davri davomida o'rash ō1 MMF to'g'ridan-to'g'ri oqimi F0 ga mos ravishda yo'naltirilgan magnit pallasida a MMF F1 = I1 ō1 hosil qiladi . Bunda magnit zanjiridagi magnit oqimlari a qo'shilib, hosil bo'lgan Fa = F 0 + F1 oqimini hosil qiladi. Magnit zanjirning magnit bilan to'yinganligi sababli , bu oqimning grafigi F a = ѓ(t) tekislangan shaklga ega. MMF ning xuddi shu yarim siklidagi b magnit zanjirida F 0 va F1 oqimlari qarama-qarshi yo‘nalishda harakat qilib, hosil bo‘lgan Fb = F0 - F1 oqimini hosil qiladi , bu birinchi yarim siklning o‘rtasida sezilarli pasayish bo‘ladi. . U1 kuchlanishining ikkinchi yarim siklida magnit zanjirida Fa = F 0 - F1 farqiga teng oqim hosil bo'ladi a , magnit zanjirida esa Fb = F0 + F1 yig'indisiga teng oqim hosil bo'ladi b. . Ikki qismdan tashkil topgan ikkilamchi o'rash (ō2 \u003d ō2' + ʼn2 ") umumiy magnit oqimini qoplaydi F a + Fb , grafigi ( Fa + Fb ) = ω (t) ordinatalarini yig'ish orqali qurilgan. Fa va Fb oqimlari.Ushbu oqim ikkilamchi EMF induksiyasida ishtirok etmaydigan Fpost doimiy komponentini va f2 chastotali ikkilamchi EMF E2 bo'limlarida induktsiya qiluvchi ikkinchi harmonikning aniq ifodalangan o'zgaruvchan komponentini o'z ichiga oladi . \u003d 2 f1.E1 birlamchi o'rashining elektromotor kuchi, shuningdek, U1 birlamchi kuchlanishi f1 chastotasiga ega. dublyorning quvvat omili cos ph ni oshiradi va uning tashqi xarakteristikasi U2 = ơ(I2) qiyaligini kamaytiradi. To'lqinli kuchlanish himoyachilari Voltaj stabilizatorlari U1 tarmoq kuchlanishidagi o'zgarishlarga sezgir bo'lgan har qanday avtomatlashtirish moslamalarining kirishida deyarli o'zgarmas kuchlanishni saqlab turish uchun mo'ljallangan. Stabilizatorning asosiy ko'rsatkichi kuchlanish stabilizatsiya koeffitsienti bo'lib, stabilizatorning chiqishidagi kuchlanishning nisbiy o'zgarishi ( D U st / Ust ) uning kirishidagi kuchlanishning nisbiy o'zgarishidan (DU / U1) necha marta kamligini ko'rsatadi. ): kst = (DU / U1) : ( D Ust / Ust ) (1) Qayerda D U = U1 max – U1 min; D U st = Ust maksimal - Ust Transformatorning ishlash printsipi stabilizatorlarining asosiy turlari: to'yingan turdagi ferromagnit stabilizatorlar va ferrorezonant stabilizatorlar (sig'im C ni o'z ichiga olgan). Ferromagnit kuchlanish stabilizatori uchta novda magnit yadro , o'rta novda birlamchi o'rash ō1 joylashgan. Kuchli magnit to'yinganlik sharoitida ishlaydigan o'ng rodda ikkilamchi o'rash ō2 mavjud. Chap to'yinmagan rodda kompensatsiya o'rash mavjud ōk . Stabilizatorning kirishida U1 kuchlanishi o'zgarganda, o'rta novdadagi magnit oqim o'zgaradi, lekin o'ng tayoqdagi oqim biroz o'zgaradi, chunki novda to'yingan. Shuning uchun stabilizatorning ikkilamchi o'rashining chiqishidagi U2' kuchlanish tebranishlari ahamiyatsiz bo'lib, kompensatsiya o'rashiga U kuchlanish bilan kompensatsiya qilinadi , uning U1 kuchlanishiga bog'liqligi to'g'ri chiziqqa o'xshaydi, chunki chap oyog'i. stabilizator to'yinmagan . Sariqlarning parametrlarini va stabilizatorning magnit pallasini to'g'ri tanlash bilan chiqish kuchlanishi barqarorlashadi: U st \u003d U2 ' - Buyuk Britaniya (2) qilib , kuchlanish tebranishlari bilan U1 doimiy yuk va chastotada nominal qiymatdan ± 20% gacha, chiqish kuchlanishi ± 3% ichida o'zgarib turadi, ya'ni kuchlanish stabilizatsiya koeffitsienti k st ≈ 7. Odatda ferromagnit stabilizatorlar uchun k st 10 dan oshmaydi . Ferromagnit stabilizatorlarning asosiy kamchiliklari quyidagilardan iborat: past kuchlanish stabilizatsiya koeffitsienti, past samaradorlik (40-60% dan ko'p bo'lmagan), past quvvat omili (0,4 dan ko'p bo'lmagan), sinusoidal bo'lmagan chiqish kuchlanishi. Ushbu kamchiliklar ferromagnit kuchlanish stabilizatorlaridan foydalanishni cheklaydi . ferrorezonant stabilizator Ferrorezonant kuchlanish stabilizatori eng yaxshi xususiyatlarga ega. U reaktordan iborat bo'lib, uning magnit davri ma'lum kuchlanish oralig'ida to'yingan U1, kondansatör C, avtotransformator, uning magnit davri to'yinmagan . Avtotransformatorning o'rashi stabilizatorning chiqishida kuchlanish bo'lishi uchun ulanadi U st \u003d U2 ' - U2 " (3) bu erda U2' - reaktor terminallaridagi kuchlanish; U2" - avtotransformator terminallaridagi kuchlanish. L1C zanjiridagi oqimlarning rezonansi tufayli U2' kuchlanishi, bu erda L1 reaktorning induktivligi, U1 kuchlanishiga keskin nochiziqli bog'liqlikka ega. U2 "kuchlanish U1 kuchlanishiga mutanosib bo'lib, egri chiziqning to'g'ri kesimida U2' kuchlanishining o'zgarishini qoplaydi. Bunday holatda stabilizatorning chiqishidagi kuchlanish U st kuchlanishning ma'lum diapazoni uchun bir oz o'zgaradi. stabilizatorning kirishida.Ferrorezonant stabilizatorning samaradorligi ancha yuqori va 80-85% ni tashkil qiladi va kuchlanish stabilizatsiya koeffitsienti kU = 20h40. 3. Transformatorlardan foydalanishga misollar 3.1 Elektr tarmoqlarida qo'llanilishi Ko'pincha transformatorlar elektr tarmoqlarida va turli qurilmalar uchun quvvat manbalarida qo'llaniladi. Telning isitish yo'qotishlari simdan o'tadigan oqim kvadratiga mutanosib bo'lganligi sababli, elektr energiyasini uzoq masofaga uzatishda juda yuqori kuchlanish va kichik oqimlardan foydalanish foydalidir. Xavfsizlik nuqtai nazaridan va kundalik hayotda izolyatsiya massasini kamaytirish uchun unchalik yuqori bo'lmagan kuchlanishlardan foydalanish tavsiya etiladi. Shu sababli, elektr tarmog'ida elektr energiyasini eng foydali tashish uchun transformatorlar qayta-qayta qo'llaniladi: birinchi navbatda, elektr energiyasini tashishdan oldin elektr stantsiyalarida generatorlarning kuchlanishini oshirish, so'ngra elektr uzatish liniyasining kuchlanishini iste'molchilar uchun maqbul darajaga tushirish. . Elektr tarmog'ida uch faza mavjud bo'lganligi sababli, kuchlanishni aylantirish uchun uch fazali transformatorlar yoki yulduz yoki uchburchak zanjirga ulangan uchta bir fazali transformatorlar guruhi ishlatiladi. Uch fazali transformator barcha uch faza uchun umumiy yadroga ega. Transformatorning yuqori samaradorligiga qaramay (katta quvvat transformatorlari uchun - 99% dan ortiq), juda kuchli elektr tarmog'i transformatorlari issiqlik shaklida juda ko'p quvvat chiqaradi (masalan, 1 GVt quvvatga ega odatdagi elektr stantsiyasi uchun quvvati 1 GVt gacha). transformatorda bir necha megavatt chiqarilishi mumkin). Shuning uchun elektr tarmoqlari transformatorlari maxsus sovutish tizimidan foydalanadilar: transformator transformator moyi yoki maxsus yonmaydigan suyuqlik bilan to'ldirilgan tankga joylashtiriladi. Yog 'konveksiya orqali yoki tank va kuchli radiator o'rtasida kuch bilan aylanadi. Ba'zan moy suv bilan sovutiladi. "Quruq" transformatorlar nisbatan kam quvvatda (16000 kVtgacha) ishlatiladi. 3.2 Quvvat manbalarida qo'llanilishi Elektr jihozlarining turli qismlarini quvvatlantirish uchun turli xil kuchlanish talab qilinadi. Har xil o'lchamdagi bir nechta kuchlanishga muhtoj bo'lgan qurilmalarda quvvat manbalari bir nechta ikkilamchi sariqli transformatorlarni o'z ichiga oladi yoki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qo'shimcha transformatorlarni o'z ichiga oladi. Masalan, televizorda transformatorlar yordamida kuchlanish 5 voltdan (mikrosxema va tranzistorlarni quvvatlantirish uchun) 30 kilovoltgacha (kineskop anodini quvvatlantirish uchun) olinadi. Ilgari elektr tarmog'ining chastotasida, ya'ni 50-60 Gts chastotada ishlaydigan transformatorlar asosan ishlatilgan. Zamonaviy radiotexnika va elektron qurilmalarning quvvat zanjirlarida ( masalan , shaxsiy kompyuterlar uchun quvvat manbalarida) yuqori chastotali impuls transformatorlari keng qo'llaniladi. Quvvat manbalarini almashtirishda o'zgaruvchan tarmoq kuchlanishi birinchi navbatda rektifikatsiya qilinadi va keyin inverter yordamida yuqori chastotali impulslarga aylantiriladi. Impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) yordamida boshqaruv tizimi kuchlanishni barqarorlashtirishga imkon beradi. Shundan so'ng, yuqori chastotali impulslar impuls transformatoriga beriladi, uning chiqishida rektifikatsiya va filtrlashdan so'ng barqaror doimiy kuchlanish olinadi. Ilgari tarmoq transformatori (50-60 Gts chastotada) ko'plab jihozlarning eng og'ir qismlaridan biri edi. Gap shundaki, transformatorning chiziqli o'lchamlari ularga uzatiladigan quvvat bilan belgilanadi va tarmoq transformatorining chiziqli o'lchami taxminan 1/4 quvvatga proportsional ekanligi ma'lum bo'ldi. Transformatorning o'lchamini AC chastotasini oshirish orqali kamaytirish mumkin. Shu sababli, bir xil quvvatga ega zamonaviy kommutatsiya quvvat manbalari ancha engilroq. 50-60 Gts chastotali transformatorlar, kamchiliklariga qaramay, yuqori chastotali shovqinlarning minimal darajasini ta'minlash zarur bo'lganda, masalan, yuqori sifatli ovozni qayta ishlab chiqarishda quvvat davrlarida foydalanishda davom etmoqda. 3.3 Boshqa transformator ilovalari Izolyatsiya qiluvchi transformatorlar (transformator galvanik izolyatsiyasi). Elektr tarmog'ining neytral simi "tuproq" bilan aloqa qilishi mumkin, shuning uchun odam fazali simga (shuningdek, izolyatsiyasi yomon bo'lgan qurilmaning korpusi) va tuproqli ob'ektga tegsa, inson tanasi elektr zanjirini yopadi. , bu elektr toki urishi xavfini yaratadi. Agar qurilma tarmoqqa transformator orqali ulangan bo'lsa, qurilmani bir qo'l bilan tegizish juda xavfsizdir, chunki transformatorning ikkilamchi davri tuproq bilan aloqa qilmaydi. Impuls transformatorlari ( IT ). Asosiy dastur to'rtburchaklar elektr impulsini uzatishda (maksimal tik chekka va kesish, nisbatan doimiy amplituda). Bu odatda davriy ravishda yuqori ish aylanishi bilan takrorlanadigan qisqa muddatli kuchlanishli video impulslarini aylantirish uchun xizmat qiladi. Ko'pgina hollarda, IT uchun asosiy talab - transformatsiyalangan kuchlanish impulslari shaklini buzilmagan tarzda uzatish; AT kirishiga u yoki bu shakldagi kuchlanish qo'llanilganda, chiqishda bir xil shakldagi, lekin, ehtimol, boshqa amplituda yoki boshqa qutbli kuchlanish impulsini olish maqsadga muvofiqdir. Transformatorlarni o'lchash. Ular RZiA davrlarida juda katta yoki juda kichik o'zgaruvchan kuchlanish va oqimlarni o'lchash uchun ishlatiladi . DC transformatorini o'lchash. Aslida, u past quvvatli to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan kuchli o'zgaruvchan tokni boshqaradigan magnit kuchaytirgichdir. Rektifikatordan foydalanganda chiqish oqimi doimiy bo'ladi va kirish signalining kattaligiga bog'liq bo'ladi. O'lchov va quvvat transformatorlari. Ular kichik va o'rta quvvatli (megavattgacha) o'zgaruvchan tok davrlarida keng qo'llaniladi, masalan, dizel generatorlari . Bunday transformator generator yuki bilan ketma-ket ulangan birlamchi o'rashga ega bo'lgan o'lchov oqimi transformatoridir. o'rashdan o'zgaruvchan kuchlanish chiqariladi , bu rektifikatordan so'ng rotorning egilish o'rashiga beriladi. (Agar generator uch fazali bo'lsa, uch fazali transformator ham ishlatilishi kerak). Shunday qilib, generatorning chiqish kuchlanishini barqarorlashtirishga erishiladi - yuk qanchalik ko'p bo'lsa, oqim oqimi kuchliroq bo'ladi va aksincha. Mos keladigan transformatorlar. Birlamchi va ikkilamchi o'rashlar uchun kuchlanish va oqimning konvertatsiya qilish qonunlaridan (I1=I2w2/w1,U1=U2w1/w2) ko'rinib turibdiki, birlamchi o'rash zanjiri tomonidan ikkilamchi o'rashdagi har qanday qarshilik (w1) ko'rinadi. /w2)² marta ko'proq. Shuning uchun mos keladigan transformatorlar past qarshilikli yukni yuqori kirish yoki chiqish empedansiga ega bo'lgan elektron qurilmalar kaskadlariga ulash uchun ishlatiladi. Misol uchun, ovoz chastotasi kuchaytirgichining chiqish bosqichi yuqori chiqish empedansiga ega bo'lishi mumkin, ayniqsa, u quvurlarga yig'ilgan bo'lsa, karnaylar esa juda past empedansga ega. Mos keladigan transformatorlar yuqori chastotali liniyalarda ham juda foydalidir, bu erda chiziq va yuk empedansidagi farqlar chiziqning uchlarida signalning aks etishiga va shuning uchun yuqori yo'qotishlarga olib keladi. Fazali teskari transformatorlar. Transformator faqat signalning o'zgaruvchan komponentini uzatadi, shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha doimiy kuchlanishlari umumiy simga nisbatan bir xil belgiga ega bo'lsa ham, transformatorning ikkilamchi o'rashining chiqishidagi signal ham ijobiy, ham salbiy yarmini o'z ichiga oladi. -to'lqinlar, bundan tashqari, agar transformatorning ikkilamchi o'rashining markazi umumiy simga ulangan bo'lsa, u holda bu o'rashning ikkita ekstremal terminalidagi kuchlanish teskari fazaga ega bo'ladi. Keng tarqalgan npn tranzistorlari paydo bo'lishidan oldin , bosqichdagi ikkita tranzistorning asoslariga polaritlikdagi qarama-qarshi signallarni etkazib berish uchun kuchaytirgichlarning surish-pull chiqish bosqichlarida fazani o'zgartiruvchi transformatorlar ishlatilgan . Bundan tashqari, "qarama-qarshi elektron zaryadli quvurlar" yo'qligi sababli, surish-pull chiqish bosqichiga ega bo'lgan quvur kuchaytirgichlarida fazani o'zgartiruvchi transformator kerak. Bir xil turdagi o'tkazuvchanlik tranzistorlari bo'lgan ovoz chastotasi kuchaytirgichining chiqish bosqichida fazani o'zgartiruvchi va mos keladigan transformatorlar. Bunday sxemadagi tranzistor faqat chiqish signalining davrining yarmini kuchaytiradi. Ikkala yarim davrni kuchaytirish uchun siz antifazadagi ikkita tranzistorga signalni qo'llashingiz kerak. Transformator T1 shuni ta'minlaydi. Transformator T2 antifazada VT1 va VT2 chiqish impulslarini jamlaydi va chiqish bosqichini past empedansli dinamik bilan moslashtiradi. o bir fazali uch fazali transformator Xulosa
Transformatorlarning sifatini oshirish, ularni ishlab chiqarishda ilg‘or texnologiyalarni qo‘llash, ularni ishlab chiqarishda materiallarni tejash va tarmoqda ishlash jarayonida energiya yo‘qotishlarini minimallashtirish alohida ahamiyatga ega. Materiallarni tejash va yo'qotishlarni kamaytirish, ayniqsa, materiallarning katta qismini iste'mol qiladigan va butun transformator parkining energiya yo'qotishlarining katta qismini keltirib chiqaradigan taqsimlovchi transformatorlarda muhim ahamiyatga ega.
Adabiyotlar ro'yxati Sxemalar nazariyasi asoslari, G. I. Atabekov, Lan, Sankt-Peterburg. , - M., - Krasnodar, 2006 yil. Elektr mashinalari, L. M. Piotrovskiy, L., "Energiya", 1972 yil. Quvvat transformatorlari. Ma'lumotnoma / Ed. S. D. Lizunova, A. K. Loxanina . M .: Energoizdat 2004. - 616 ISBN 5-98073-004-4 bilan elektromexanika bo'yicha o'quv qo'llanma . mutaxassis. universitetlar / B. N. Sergeenkov, V. M. Kiselev, N. A. Akimova; Ed. I. P. Kopylova. - M .: Yuqori . maktab ., 1989-352 ISBN 5-06-000450-3 bilan Elektr mashinalari, A. I. Voldek , L., "Energiya", 1974 yil. Transformatorlar va reaktorlarning elektromagnit hisoblari. - M .: Energetika, 1981-392 b. Transformatorlarni loyihalash. A. V. Sapojnikov. M .: Gosenergoizdat . 1959 yil. Transformatorlarni hisoblash. Universitetlar uchun darslik. P. M. Tixomirov. M .: Energetika, 1976. - 544 p. Allbest.ru saytida joylashgan Download 44.29 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|