Модуль 1.Трансформаторлар Тақырып 1. Кіріспе

1-ДӘРІС

1.Жаңа техника және энергетикадағы электр машиналарының ролі және мәні.

2. Электр машиналарының және трансформаторлардың дамуы бойынша қысқаша мағлұмат.

Электрмашиналарын жасаудағы прогресс электр машиналар теориясының облысындағы жетістіктерге байланысты. Энергияны электромеханикалық түрлендіру процесін терең түсіну тек қана электр машинаны жасап және пайдаланатын электрмеханиктерге емес, сонымен бірге қызметі электрмеханикасымен байланысты көптеген мамандар иесіне қажет.

Барлық электр энергия электр машиналарымен өндіріледі. Бірақ электр машиналар тек қана генераторлық режимдерде ғана емес, сонымен бірге электр энергияны механикалық энергияға түрлендіретін қозғалтқыш режимінде де жұмыс істей алады.

Электр станцияларда өндірілген электр энергияның үштен бір бөлігі әртүрлі электр жетектер арқылы механикалық энергияға түрленеді. Айнымалы және тұрақты тоқ электр қозғалтқыштары қуаттары бірнеше ваттан ондаған мың киловаттқа және кернеулері бірнеше вольттен ондаған мың киловольтке дейін жасалады. Айналу жиілігі тәулігіне бір айналыстан 500000 айн/мин дейінгі шекті алып жатыр.

Қазіргі кезде электрмеханика облысына қойылытын негізгі мәселе, электр машиналарын жасауда жаңа дәстүрлі емес энергия көзін пайдалану. Қазір электр энергияның шамамен 80 % органикалық отынды жағу арқылы жылу электр станцияларында өндіріледі. Мұнай, газ және көмір қорлары шектелген, және жақын жылдарда еліміздің отын балансында органикалық отын үлесін айтарлықтай азайту қажет. Болашақта энергетикада энергияны электр механикалық түрлендіру негізгі болып есептеледі, сондықтан жаңа энергия көзін пайдаланып электр генераторларды жасау, электр механиктер үшін ерекше қамқорлық болып табылады.

Осы кезге дейін электр машинаның бір класы - индуктивті қолданылып келді, яғни энергияны электрмеханикалық түрлендіру магнит өрісінде өтеді. Электрлі және элетр магнитті өрістерде бір кезде энергия түрленетін электр механикалық түрлендіргіштер өнеркәсіпте әлі қолданылмайды. Мұндай электр машиналарды жасау электрмеханиканың ең қиын мәселесі.

Электр машинаның теориясын түсіндіру энергияны электр механикалық түрлендіру заңдарынан және жалпыланған машина теңдеулерінен басталады.

2-ДӘРІС

Модуль 1. Трансформаторлар

Тақырып 2 . Энергетикадағы трансформаторлардың міндеті және ролі.

1.Құрлысы және принциптік әрекеті. 2.Бос жүріс және қысқа тұйықталған трансформаторлардың физикалық процестері.3. ЭҚК теңдеулері.

4.Трансформациялық коэффициент.

1.Құрлысы және принциптік әрекеті.

Айналатын бөлшектері болмауына қарамастан трансформаторлар (электр) электр машинелері қатарына жатады.

Олар электриндукциялық заң негізінде бір шамадағы кернеулі электр энергиясын, екінші шамадағы кернеулі электр энергиясына айналдырады.

Трансформатор кернеудің өзгеретін өлшемдер шамаларын өзара электрлік байланыссыз реттеуге арналған электр құрылғы. Трансформаторлар электрлік техникада, электроникада, автоматтандыруда, техникада, байланыс құрылыстарында телевидениеде, ЭЕМ мен техниканың басқа салаларында кең қолданыс тапты.

Олардың бір бірінен қызметі мен құрылысы жағынан айырмашылықтары болады. Дегенмен, оларға бір құрылғының түрлері деп қарап, электр энергиясын тасымалдаудың физикалық процестерін мысалдары арқылы зерттейді.

ЭТЖ электр энергиясының шығынын айтарлықтай төмендетуді бір мезгілде кернеуді жоғарылата отырып, ток күшін азайту арқылы іске асыруға болады.

Трансформатор негізгі екі бөлшектен: магнитөткізгіштен және екі орамнан тұрады.

Магнитөткізгіштің негізгі қызметі оған бекітілген орамдар арасында мүмкіндігінше жоғары магниттік байланысты қаматамасыз ету. Олар өзара жалғасқан болат өзекше мен орамдардан турады.

Трансформатордың орамдары кернеулері (ЭҚК) өзара электрлі байланыссыз трансформациялауды қамтамасыз етуге арналған. Олар кем дегенде екеу болады. Олардың бірі электр энергиясының көзіне жалғанады да электр энергиясын магнит энергиясына айналдырады. Екінші орам – магнит энергиясын электр энергиясына айналдырып, берілген ЭҚК бар электр энергиясын көзіне айналады.

Трансформатордың орамдары цилиндрлі жарғы түрінде сымдарының қыйма ауданы дөңгелек немесе тік болып жасалады. Олардың орам саны әдетте, әртүрлі болып келеді. Орам саны көп орама жоғарғы кернеулік (Ж.К) орам саны аз төменгі кернеулік (Т.К) деп аталады. Жоғары кернеу орамасының орам талшықтарын w₁ ал төмен кернеу орамасының орам талшықтарын w₂ деп белгілейді. Төменгі кернеу орамасы өзекшеге жақын, ал жоғары кернеу орамасы төмен кернеудің орамдарының сыртынан оралады. Орамдарды стержень мен орама арасындағы төсемінің қалыңдығын азайту үшін әдейі орналастырады. Орамдардың шығу ұштары латын әріптерімен белгіленеді. Жоғары кернеулі орамның басы мен аяғы ретінше А және Х әріптерімен белгілейді. Төмен кернеулі орамдардың ұшының басы а және аяғы х әріптерімен белгіленеді. Үш фазалы трансформаторлар орамдары кемінде 6. Оларды таңбалау үшін латынның 6 бас және кіші әрібін пайдаланады А – Х; В - У: С - Z және а - х; в - у; с - z. Олар өздеріне сәйкес үш фазалы тоқтың жоғары және төмен кернеуін көрсетеді.

Магнитөткізгішпен орамдардың жақсы сууына және оқшаулануына жағдай жасау трансформатор майы толтырылған арнайы бактың (ыдыстың) ішіне орналастырылады. Ондай трансформатор майлы, қалғандары құрғақ деп аталдады.

Электр энергиясын трансформациялау бірінен соң бірін, әуелі электр энергиясын магнит энергиясына, бірінші орамда содан соң екінші орамада магнит энергиясын электр энергиясына қайта түрлендіру арқылы трансформациялауға негізделген. Энергияны түрлендіру кезінде орамадағы омдық кедергіден және магнит өткізтерінің болаттарындағы құйынды тоқтардан және магнит энергиясына түрлену кезіндегі гистерезис құбылысынан энергия шығындары болады. Олар орамалардың және трансформаторлардың магнитөткізгіштердің қызуы түрінде білінеді.

Трансформатор жұмысы қалыптасқан кезде энергия трансформатордың ішіндегі электрлік және магнитттік шығындарды жабуға, сондай-ақ екінші орамды көректендірудің жаңа көзінде электр қозғаушы күш тұғызуға жұмсалады.

Бұл процесс сандық жағынан трансформатор орамдарындағы электрлік тепе-теңдіктің математикалық теңдеуі арқылы өрнектеледі.