ЭЛЕКТР МАШИНАЛАРИ трансформатор. Электр машиналари трансформаторлар
 Скачать 4.38 Mb.
|
|
Б. Трансформациялаш даври дан трансформациялаш даври га ўтиш жараёни. Трансформациялаш даври нинг бошланишида ва бирламчи кучланишнинг мусбат ярим даврида 2 ярим ўзакдаги магнит оқим ФТ тўйиниш оқимининг манфий қийматига тенг бўлади. Бу ҳол кучланишнинг мусбат ярим давридан келиб чиққан мажбурий вазиятдир. Ярим ўзак 1 даги магнит оқим, трансформациялаш даври бошида маълум Ф11 қийматга эга бўлиб, трансформациялаш даври нинг узунлигига боғлиқ. Давр тугашида 1 ярим ўзак тўйинади ва иккиламчи кучланиш ва токларнинг қийматлари сакраб ўзгаради, бунда . (8.7) Бундай ўзгаришларнинг сабаби шундаки, 1 ярим ўзак тўйиниши натижасида бошқарув чулғами қисқа туташувга яқин бўлиб, бирламчи токнинг ошишига имконият туғилади. 8.11-расм Трансформациялаш даври оралиғида бирламчи токнинг қиймати дан ошолмайди, чунки унинг янада ошишига ўзак бирламчи чулғамидаги э.ю.к. тўсқинлик қилган эди. Ҳозирги вазиятда эса, бирламчи токнинг қийматининг ошиши ўзак бирламчи чулғамидаги э.ю.к. тўсқинлик қилмагунча давом этади, бунда (8.8) Трансформациялаш даври учун ўзгарувчилар тенгламалари трансформациялаш даври га ўхшаш бўлади ва қуйидагича ёзилади: (8.9) Ўзак даги магнит мувозанатининг бирламчи токнинг мумкин қадар катта қийматларида бажарилиши, трансформациялаш даврлари ва ларнинг алмашинувига олиб келади, бунда даври давридан олдин келади. Бирламчи токнинг ошиб бориши жараёнида магнит мувозанатнинг бажарилиш шарти ўзак учун бажарилиб, сўнгра 1 ярим ўзак тўйиниши натижасида ўзакнинг имкониятлари тугагандан сўнг, токларнинг сакраб ўзгариши натижасида магнит мувозанатлиги шарти ўзак учун бажарилади. Шу тариқа ва ярим чулғамлар даврий (галма-гал) қайта улашда бўладилар. В. Бошқариш кучланишининг трансформациялаш ва даврларига таъсири. трансформациялаш ва даврлари тенгламаларини интеграллаш натижасида қуйидагиларни ҳосил қиламиз: (8.10) бунда ва - бошқариш чулғамларининг трансформациялаш ярим давридаги магнит илашув ўзгариши, Юқоридаги (8.10) тенгламалар бошқариш кучланишининг ва ўзаклари ва магнит оқимлари бошланғич қийматларига таъсирини аниқ кўрсатади ва ихтиёрий нобарқарор режимдан барқарорлашган режимга ўтишни аниқлайди. Барқарорлашган режимда трансформациялаш даврлари ва нинг ва қийматлар билан аниқланувчи давомийлиги (узунлиги) шундайки, бошқарув чулғамларининг актив қаршиликлари ва қийматлари бошқариш кучланишларининг ўртача қийматларига мос келади: (8.11) ва ярим даври вақт орасида магнит илашув ўзгариши бўлмайди. Нобарқарор режимларнинг (ФТ- Ф11) ва (ФТ-Ф11) лар билан ифодаланувчи ва трансформациялаш даврларида бошқариш кучланишлари актив қаршиликлар кучланишлар пасаювларида тўла тўкис мувозанатлашмайди. Натижада ҳар бир ярим даврдан кейинги ярим даврга Ф11 ва Ф11 оқимлар бошланғич қийматларининг секин аста ўзгариб боришини кўриш мумкин. Бу ўзгариш (8.11) тенгликлар бажарилгунга қадар давом этади. КҚРТ ларнинг бундай ўткинчи жараёни учун вақт доимийси қуйидаги кўринишда бўлади: Юқоридаги тенгликлар (8.1), (8.9) ва (8.11) ларни ҳисобга олган ҳолда КҚРТ нинг қайта уланишлар ўткинчи жараёнидаги интеграллашган трансформация коэффициенти қуйидаги кўринишда бўлади: , бунда бошқариш кучланишлари ва нинг ўзгаришида тенглик сақланади. Трансформатор кучланишини ростлаш жараёнида бошқариш кучланиши нинг ошиши, нинг қиймати билан боғлиқ бўлган трансформациялаш даври нинг ошишига олиб келади. Шу вақтнинг ўзида га мос равишда, ва нинг камайишлари тўғри келади ва натижада умумий трансформациялаш коэффициенти к21 нинг қиймати ошади, чунки экани илгаридан маълум. Бошқариш кучланишларининг тескари томонга ўзгариши к21 нинг камайишига олиб келади. Шундай қилиб, трансформатор иккиламчи кучланишининг қийматини диапазонда ростлаш имконияти туғилади. КҚРА асосидаги кучланишнинг автотрансформаторли стабилизаторлари МДХ электротехника корхоналарида кўплаб ишлаб чиқарилмоқда ва кўпчилик теле- ва радиомарказларда, қувватли ЭХМ нинг электр таъминланишида қўлланилмоқда. Бундай трансформаторлар «уч фазали қуруқ стабилизатор» (УҚС) деб номланиб, унинг электр схемаси расм 8.12,б да келтирилган. КҚРА нинг иккиламчи чулғамини стабилизациялаш, яъни кучланиш пасаюви ни компенсациялаш трансформациялаш коэффициенти к21 ни ўзгартириш натижасида амалга оширилади. Иккиламчи чулғам кучланишининг номиналдан оғишини автоматик бошқариш тизимининг ўлчагич бўғини ёрдамида аниқланади ва бу қиймат кучайтиргичларда ўзгартирилиб, трансформатор магнитловчи токининг ростланишига таъсир кўрсатади. Трансформациялаш коэффициентининг ҳар бир фазада алоҳида ростланиши сабабли юкланиш носимметрик даражасининг қийматидан қатъий назар, трансформатор-нинг линия кучланишлари стабилизацияланадилар. Уч фазали тармоқлар кучланишларининг носимметриклиги 10-15 % гача ўзгарганда ҳам, стабилизаторнинг бирламчи кучланиш носимметриясини текислаш қобилияти, уларнинг нодир имкониятларига киради. Стабилизаторларнинг линия кучланишларини симметриялаш хусусиятига мазкур носимметрик линия кучланишининг трансформациялаш коэффициентларига ўлчагич бўғинларининг бир вақтнинг ўзидаги таъсири натижасида эришилади. Мазкур турдаги стабилизаторларнинг УҚС-2М (СТС-2М) охирги модификациясининг асосий хусусиятлари жадвал 8.1 да келтирилган. Жадвал 8.1 УҚС-2М* (СТС-2М) стабилизаторларининг асосий хусусиятлари
ТЎҚҚИЗИНЧИ БОБ ТРАНСФОРМАТОРНИНГ ЎТКИНЧИ ЖАРАЁНЛАРИ Трансформатор ишлашини аниқловчи қийматлар (кучланиш, давр тезлик, юкланиш ва ҳ.к.) дан бири ёки бир нечтасининг ҳар қандай ўзгариши натижасида трансформаторнинг бир ўрналган (барқарорлашган) ҳолатидан иккинчи ўрнатилган ҳолатига ўтиш жараёни жуда қисқа вақт давом этишига қарамай, трансформатор учун анчагина муҳим ва хавфли эффектлар – чулғамлараро ёки чулғамнинг баъзи қисмлари ўртасида ўта катта механик кучлар содир бўлиши чулғамларнинг алоҳида қисмлари орасида, баъзан эса, алоҳида ўрамлар орасида кучланишнинг нотекис тақсимланиши, чулғамларнинг кескин қизиб кетиши эҳтимоли мавжуддир. Бу эффектлар, айниқса ҳозирги замон қувватли юқори кучланишли кучли трансформаторларда яққолроқ содир бўлади. Шу сабабли, ҳозирги замон трансформаторсозлиги ва трансформаторларнинг механик, электрик ва термик чидамлилигини оширишда кўпгина тадбирлар ишлаб чиқарилган. Икки омил (фактор) дан қайси бири (кучланиш ёки ток) ўткинчи жараён чекишини аниқлашига қараб, ўткинчи жараён икки асосий гуруҳга бўлинади: а) ўта токлар ҳодисаси; б) ўта кучланишлар ҳодисаси. Бу ҳодисаларни ўрганииш муҳим эксплуатацион аҳамиятга эга. 9.1. Ўта токлар Ўта токлар қуйидаги ҳолларда яққол кўринишда намоён бўлади: а) трансформаторни юкланишсиз ҳолатда тармоққа улаш; б) қисқа туташувда. А. Уланиш токи. Трансформаторнинг иккиламчи чулғами узилган деб ҳисоблаймиз. Маълумки, кучли трансформаторнинг ўрналган (барқарорлашган) режимида юксиз ишлаш токи номинал токнинг 10% дан ошмайди. Аммо, трансформаторни номинал кучланишли тармоққа уланганда, номинал токдан бир неча марта каттароқ бўлган токнинг сакрашлари бўлади. Токнинг бундай сакрашлари қуйидаги физик жараёнлар асосида содир бўлади. Трансформаторнинг юкланишсиз ишлашининг барқарорлашган режимида бирламчи кучланишнинг берилган қиймати u1=ab (расм 9.1) га барқарорлашган магнит оқимнинг Фбар = ас қиймати мос келади. Лекин, агар қолдиқ магнит оқимининг қийматини ҳисобга олмасак, трансформаторни тармоққа улаш онидаги токи ва у ҳосил қилган Ф0 магнит оқими нолга тенг бўлиши керак. Шунинг учун, трансформатор тармоққа уланганда унда эркин Фэ магнит оқимининг шундай қиймати ҳосил бўладики, у қуйидаги тенгликни қониқтирсин: Агар бирламчи чулғам занжирининг актив қаршилиги нолга тенг бўлса , у ҳолда Фэ оқимига мос келувчи электромагнит энергияси сўнмас эди ва Фэ оқимининг қиймати ва ишораси узоқ вақт ўзгармас бўлар эди (расм 9.1 даги пунктир чизиқ) ва Фэ оқими даврий ўзгарувчи Фбар оқимга қўшилиб умумий магнит оқимини ҳосил қилади. Бунда Фбар ва Фэ нинг ишоралари мос келган вақт оралиқларида, яъни улар йўналишлари бир хил бўлганда, улар арифметик қўшилиб, барқарорлашган юксиз ишлаш режимдагига нисбатан магнит ўзак кучлироқ тўйинган бўлиб, бу йиғинди магнит оқимига мос келган трансформатор магнитланиш эгри чизиғи орқали аниқланадиган юксиз ишлаш токининг қиймати ҳам катта бўлади. Аслида эса, , шунинг учун Фэ секин аста сўна бошлайди. Келтирилган (бирламчи кучланиш) синусоидал ўзгаради ва трансформаторнинг ишлаш режимига боғлиқ эмас. Бу ҳолда, трансформатор тармоққа уланаётгандаги э.ю.к. тенгламаси қуйидагича ёзилиши мумкин: (9.1) Бунда 0 – уланиш фазаси, яъни трансформатор тармоққа уланаётган ондаги u1 кучланишнинг қийматини аниқловчи фаза бурчаги (расм 9.1) Магнит оқимининг токига боғлиқлиги , трансформатор магнитланиш тавсифига кўра мураккаб функция бўлганлиги учун, (9.1) тенгламанинг аниқ ечими фақат ЭҲМ ёрдамида топилиши мумкин. Ўткинчи жараённинг физик талқинини яратишда (9.1) нинг ечимини аниқлаш учун эса ни чизиқли боғланишда деган соддалаштирувчи фараз қабул қиламиз, яъни , бунда L1 – бирламчи чулғам билан илашаётган ҳамма магнит оқимга тааллуқли бўлган индуктивлик. Бу ҳолда (9.1) тенглама қуйидаги шаклга келади: ёки (9.2) Бу тенгламани ечиш учун Ф оқими икки магнит оқимлари (барқарорлашган режимга мос келган Фбар ва ўткинчи жараёнга мос келган Фэ) нинг йиғиндисидан иборат деб ҳисоблаймиз. Демак Ф = Фбар + Фэ (9.3) Барқарорлашган магнит оқими Фбар бирламчи чулғам кучланиши u1 дан вақт бўйича 900 га кечикади. Шунинг учун (9.4) бунда Фm – барқарорлашган режимдаги магнит оқими амплитуда қиймати. Эркин магнит оқими Фэ нинг қийматини аниқлаш учун (9.2) тенгламанинг ўнг томонини нолга тенглаштирамиз ва бундан ҳосил бўлган тенгламани ёзиб, қуйидагини аниқлаймиз: (9.5) бунда С - ўткинчи жараённинг бошланғич шартлари асосида аниқланувчи интеграллаш доимийси. Трансформаторни тармоққа улаш онида (tқ0), магнит ўтказгичда фақат қолдиқ оқими Фқ мавжуддир. Бу ҳолда (9.3) тенгламаси қуйидаги ҳолда ёзилади: бундан Интеграллаш доимийси С нинг бу қийматини (9.5) тенгламага қўйсак, қуйидагини ҳосил қиламиз (9.6) У ҳолда (9.7) Бундан кўринадики, трансформаторнинг тармоққа уланишидаги энг қулай вазият ва Фқ = 0 бўлганда вужудга келади, чунки яъни трансформатордаги магнит оқими бир ондаёқ барқарорлашган қийматга етади. Трансформаторни тармоққа улашдаги энг ноқулай вазият да, яъни кучланиш нолдан ўтаётганда (кучланишнинг оний қиймати нолга тенг бўлганда, u1қ0) ва оқим Фэ нинг ишораси Фқ нинг ишорасига қарама-қарши бўлганда кўрилади (9.2-расм). Бу ҳолда (9.8) Аксарият, Бу ҳолда ярим даврдан сўнг қуйидаги ҳосил бўлади: Юқорида келтирилганидек, бўлганлиги учун, ва Бундаги ўта катта қийматдаги магнит оқимини ҳосил қилиш учун сарф бўладиган магнитловчи токининг қийматини магнитланиш тавсифидан аниқланади. Расм 9.3 да А ва В нуқталари кучли трансформатор магнитланиш тавсифининг нормал ва ундан икки марта катта индукцияси учун, яъни Фбар оқимнинг нормал ва ундан икки марта катта қийматлари учун қурилган. Ундан кўринадики, уланиш токи нинг амплитудаси барқарорлашган токсиз ишлаш токи Iom амплитудасидан бир неча марта каттароқ бўлиши мумкин. Уланиш токининг осциллограммаси шуни кўрсатадики, индукция В нинг қиймати 1,4 Тл бўлганда, токлар нисбати индукция 1,4 Тл дан каттароқ бўлганда эса 100120 гача боради. Агар токсиз ишлаш токи I0 нинг қиймати номинал токнинг 5 % ини ташкил этса, у ҳолда уланиш токи номиналдан 4-6 марта ошиши мумкин. Р асм 9.4 да уланиш токининг u1қ0 (t0) даги осциллограммаси кўрсатилган. Солиштириш учун расм 9.4, б да барқарорлашган юксиз ишлаш токи келтирилган. Актив қаршиликнинг қиймати жуда кичик бўлганлиги сабабли , уланиш токининг сўниши узоқроқ бўлади: трансформатор уланишидан 1 сек. ўтганда ҳам уланиш токи қиймати дан уч марта катта бўлади. Ўткинчи жараён токининг тўла сўнишини 6-8 сек. дан кейин кўриш мумкин. Аммо катта қувватли ва катта кучланишли трансформаторларга токнинг сўниши баъзан 20 сек. ёки ундан ҳам кўпроқ давом этиши мумкин. Уланиш токи трансформаторга салбий таъсир кўрсатмайди, аммо уни тармоқдан ҳимоявий ўчирилишига олиб келиши мумкин. Шунинг учун ҳимоя аппаратлари шундай ҳисобланган бўлиши керакки, трансформатор тармоққа уланиш жараёнидаги токнинг ошиши уни ўчирилишига сабаб бўлмаслигини таъминлаш керак. Бизнинг ҳамма мулоҳазаларимиз бир фазали трансформатор учун жоиздир. Уч фазали трансформаторларни тармоққа улашда ҳар доим катта ёки кичик миқдордаги токлар ошиши мавжудлигини ҳисобга олишимиз лозим. Чунки, уч фазадан ҳеч бўлмаганда бир фаза кучланиши трансформатор уланиш онида нолга яқин бўлади. |