24,Бір фазалы трансформатордың ауыстыру схемасы мен негізгі теңдеулері.

Келтірілген трансформатордың ЭҚК-терінің және токтарының теңдеулері

 

Бірінші және екінші реттік тізбектер арасындағы магниттік байланыс электрлік байланыспен ауыстырылған, келтірілген трансформатордың орынбасу сұлбасын электр магниттік процестерді зерттеуге және қуат шығындарын анықтауға жеңілдік беретін әдіс деп тануға болады.

Келтірілген трансформатордың трансформациялау коэффициентi К=1-ге, яғни Е₂= Е₂^/ -ке тең болғандықтан, А және а, X және x нүктелерінің потенциалдары бірдей болады, сол себептен бұл нүктелерді электрлік біріктiру арқылы орынбасу схемасын аламыз (3.1- сурет).

Бұл сұлба келтірілген трансформатордың ЭҚК-тері токтарының теңдеулеріне (2.І8) сәйкес құрылады және мына үш тармақтың жиынтығы болып табылады: кедергісі  Z₁ = R₁+jX₁,  тоғы  İ₁ – бірінші реттiк тармак, кедергiсi Z₀=R₀+jX_0, тоғы  İ₀ – магниттеушi тармақ, кедергiсi Z₂^/ = R₂^/ +X₂^/_, тоғы  İ₂^/-екiншi реттiк тармақ.

Орынбасу сұлбасындағы кедергi Z_ж –тiң шамасын өзгерту арқылы трансформатордың бүкiл жұмыс тәртiптерiн қарастыруға болады.

Z₁, Z₂^/ және Z₀ параметрлерi тұрақты болады; оларды бос жүрiс және қысқа тұйықтау тәжiрибелерi арқылы табуға болады.

Векторлық диаграмма (3.2-сурет) орынбасу сұлбасына және теңдеулерге сүйенiп тұрғызылады, ол арқылы токтардың, ЭҚК-тердiң және кернеулердiң ара қатысын көрнекі көруге болады

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26, Трансформатордың энергетикалық диаграммасы мен пәк

Трансформатор жүктемемен жұмыс iстеген кезiнде оның қуат (энергия) шығындары пайда болады. Трансформатор пайдалы әрекет коэффициентi (ПӘК) дегеніміз жүктемеге берілген қуат Р₂ бірінші  реттік тізбекке келіп түскен қуат Р₁–ге қатынасы

                         (4.1)

мұндағы Р- трансформатордың қосынды шығындары.

Бірінші реттік орамадан екінші реттік орамаға энергияны берген кезде бірінші реттік және екінші реттік орамалардың активтік кедергілерінде Р_ЭЛ1 және Р_ЭЛ2 шығындары пайда болады; сонымен қатар магнитөткізгіштің болатында магниттік шығындар Р_М пайда болады (гистерезис пен құйынды токтардан).

Р₂Р₁ -Р_ЭЛ1 - Р_ЭЛ2 -Р_М   болғандықтан

                               (4.2)

Р_ЭМР₁-Р_ЭЛ1-Р_М – электр магниттік қуат. Оның мөлшері трансформатордың салмағы мен көлемін анықтайды.

ПӘК жүктемедегі активті қуат пен ток көзінен тұтынылатын активті қуаттардың қатынасы ретінде анықталады:

Көбінесе мына формула қолданылады:

мұндағы - трансформатордағы қуаттар шығынының толық шамасы. Болат өзекшедегі қуаттар шығынын трансформатордың қуатына байланысты бос жүріс режимі кезіндегі қуаттар шығынына тең деп есептейді. жүктемеге тәуелді емес сондықтан оны тұрақты деп есептейді.

Трансформатор орамдарындағы қуат шығыны токтың квадрат дәрежесіне тура пропорционал: . Әншейінде .

Ендеше: ,

Немесе:

,

мұндағы .

ПӘК максималь мәнін болат өзекшедегі қуат шығыны электрлік шығындарға тең болатын кездегі коэффициентінің белгілі бір тиімді мәнінде алуға болады:

,

Бұл теңдіктен .

Қуатты трансформатордың ПӘК ; аз қуатты трансформаторларда: , жүктеме мына мәндерге сәйкес келетін болғанда ПӘК максималь мәніне қол жеткізуге болады.

Жүктеме өскен сайын ПӘК-те өседі, өйткені энергетикалық баланстағы тұрақты магниттік шығындардың салыстырма мөлшері азаяды; _ОПТ кезінде ПӘК максимумға жетеді да, содан кейін кеми бастайды (орамалардағы электрлік шығындар токтың квадратына немесе ²-қа пропорционал байланысты).

         Қазіргі уақытта қуаты жоғары трансформатордың ПӘК-тері 0,98-0,99-ға дейін жетеді.

_ОПТ табу үшін (4.8) теңдеуден туындыны алып, оны нөлге теңдеу керек. Бұл жағдайда ²_ОПТР_ҚР₀ болады, яғни ПӘК электрлік шығындары магниттік шығындарға тең болатын жүктеме кезінде мәніне жетеді

                                             (4.9)

 

Трансформатор ПӘК –інің максимумы біршама нашар білінеді, яғни ол жоғары мәнін едәуір аралықта сақтайды (0,41,5). Қуат коэффициенті Cos₂ төмендеген кезде ПӘК-те азаяды (4.1б сурет), өйткені трансформатордың берілген қуаты тұрақты болған кезде токтар I₁ мен I₂ өседі.