17. Трасформаторлардың құрылысы мен жұмыс жасау принципі.

Трансформатор – белгiлi бiр айнымалы ток кернеуiн екiншi бiр айнымалы ток кернеуiне түрлендiретiн электромагниттi қондырғы.

Егер трансформатор орамдарының бiрi мысалы бiрiншi орамы айнымалы ток кернеуiне қосылған болса, онда орамдардағы айнымалы тогы орамдар оралған болат өзекшеде Ф - магнит ағынын туғызады. Трансформатордың екi орамдарымен де байланысатын бұл магнит ағыны электромагниттi индукция заңына сәйкес (1) және (2) екi орамдарға да электр қозғағыш күшiн енгiзедi. Егер (2) орамның ұштарына электр энергиясының (4) қабылдағышын жалғайтын болсақ, онда пайда болған ЭҚК әсерiнен (2) орамнан және (4) қабылдағыштан құралатын тұйық тiзбек бойымен айнымалы ток өтедi, ал 2 орам ұштарында айнымалы кернеуi пайда болады. Жүктеме қосылған кезде магнит ағыны және токтары әсерiнен пайда болады және жоғарыда көрсетiлгендей орамдардарды (3) магниттi өзекше арқылы байланыстырып, (1) орамнан (2) орамға электр энергиясының тасымалдануын қамтамасыз етедi.

7.1- суретте көрсетiлген трансформатор екi орамды деп аталады, ал орамдары сәйкесiнше ток көзiне қосылатын орам (1) - бiрiншi реттi орам, ал қабылдағыш жалғанатын орам (2) - екiншi реттi орам деп аталады. Сол секiлдi орамдардың қандай кернеуге қосылатынына байланысты да, яғни жоғары кернеу берiлетiн орам - жоғары кернеулi орам, ал кернеуi төмен торапқа жалғанатын орам - төмен кернеулi орам деп аталады.

18. Трансформатордың бос жүріс режимі

Екiншi реттiк орама ажыратылып тұрған кездегi (Z_ж=, І₂=0) трансформатордың жұмыс тәртiбi бос жүрiс деп аталады.

 Трансформатордың бос жүріс режимі - оның бірінші ретті орамына кернеу беріліп, ал екінші ретті орамы тұйықталмаған кезде, яғни ( ) болғанда орын алады. Бұл кезде (8.1) теңдеулер жүйесі мына түрге келеді:

(9.1)

Бос жүріс әдісі 9.1- суретте көрсетілгендей схемамен жүргізіледі. Бірінші ретті орамға номиналь кернеу беріліп бос жүріс тогы, бос жүріс қуаты және екінші ретті кернеу өлшенеді.

Бос жүрiс режимi трансформатордың бiрнеше параметрлерiн анықтауға мүмкiндiк бередi:

1) трансформациялау коэффициентiн ;

2) бос жүрiс тогының пайыздық (процент) шамасын ;

3) бос жүрiс қуатын , бос жүрiс қуаты ауыстыру сұлбасының параметрлерi арқылы мына өрнекпен есептеледi , егер ескерсек , яғни бос жүрiс қуаты трансформатордың болат өзекшесiндегi шығынға жұмсалады. Аз қуатты трансформаторлардың болат өзекшесiндегi шығынды есептегенде бiрiншi реттi орамдағы электрлiк шығындарда ескерiледi, яғни ;

4) магниттендiру тармағының , параметрлерiн.

Бұл параметрлер мына формулалармен есептеледi:

;

.

Аз қуатты трансформаторлар үшiн деп есептесек,

, ендеше

, .

Бос жүрiс режимi кезiнде және кедергiлерiн ескермеуге болады сондықтан:

;

; .

19. Трансформатордың қысқа тұйықталу режимі.

Екiншi реттік орама тұйықталған кездегi трансформатордың жұмыс тәртiбi қысқа тұйықталу деп аталады. Трансформатордың қысқаша тұйықталған режимiн алу үшiн оның екiншi реттi орамдарын қысқаша тұйықтау керек (9.2- сурет), яғни .

Бұл жағдайда (8.1) теңдеулер жүйесі мына түрде болады:

Қысқаша тұйықталған режим кезiнде орамдардағы токтардың шамасы номиналь шамадан бiрнеше есе асып кететiн болғандықтан, бiрiншi реттi кернеудiң номиналь шамасы кезiндегi қысқаша тұйықтау өте қауiптi, сондықтан қысқаша тұйықтауды төмендетiлген кернеу беру арқылы жүргiзу керек.

Қысқаша тұйықтау әдісі арқылы трансформатордың келесі параметрлерiн анықтауға болады:

1) ауыстыру схемасының параметрлерiн: ; ; бұл формулалардағы және кедергiлерiн шартты жұмыс температурасына мына өрнектер арқылы келтiру керек ; , мұндағы - қоршаған орта температурасы болған кездегi кедергi, - мысқа қатысты температуралық коэффициент;

2) қуаттық коэффициент ;

3) қуат шығынын ;

4) қысқаша тұйықталу кернеуiнiң номиналь шамасын және оның активтi және реактивтi құраушыларының проценттiк мәнiн анықтауға мүмкiндiк бередi. Бұл шамалар мына теңдiктермен есептеледi:

;

; .