Трансформаторлар

ТРАНСФОРМАТОРЛАР

Айналатын бөлшектері болмауына қарамастан, трансформаторлар электр машиналар қатарына жатады.

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

1. Трансформаторлардың қызметі

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

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

Электр энергетикасында күштік трансформаторлары елеулі орын алады. Олардың көмегінсіз электрэнергиясын тасымалдау, тарату және қолдану мүмкін емес. Электр энергиясын шығаратын көздердің кернеуі 20-30 мың вольттан артпайды. Мұндай кернеумен электр энергиясын жүздеген километр қашықтыққа жеткізу мүмкін емес, себебі оның барлығы электр тасымалдау желісінде (ЭТЖ) ток күшінің квадратына тура пропорциялық электр шығыны ретінде жоғалады.

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

Осы жағдайда берілетін электр қуаты S= U*I күйінде қалады да, оның шығыны Р = I2*R квадраттың деңгейде төмендейді. Энергетиканың қазіргі өркендеген кезеңінде электр қуаты миллион вольттың кернеулермен мыңдаған километр қашықтықтарға тасымалданады. Мұндай жоғары кернеуді тек трансформаторлардың көмегі арқылы ғана алуға болады.

Басқа тұрғыдан алып қарағанда, жүздеген мың вольттық кернеуді тұрғын үйлерге кіргізу техникалық қауіпсіздік тұрғысынан ақылға сыймайды.

Күштік және тұрмыстық жабдықтардың жұмысы үшін көп жағдайларда 380 және 220 вольтты кернеу пайдаланады, ондай кернеуді трансформаторлар арқылы алады.

Кернеуді жоғарылату және төмендету - трансформатордың тамаша қасиеті. Егер желіге трансформатордың орам саны көп орамасын қосса кернеуді төмендетеді, ал орам саны аз орамасын электр энергия көзіне қосса кернеуді жоғарылатады.

1.2. Кернеу трансформаторының құрылысы

Трансформатор негізгі екі бөлшектен - магнитөткізгіштен және екі орамнан тұрады (1.1-сурет).

Магнитөткізгіш. Магнитөткізгіштің негізгі қызметі – оған бекітілген орамдар арасында мүмкіндігінше жоғары магниттік байланысты қамтамасыз ету. Ол өзара жалғасқан болат стерженьдер мен жармалардан құралған өзекшеден тұрады.

Трансформатордың магнитөткізгіші арнайы электртехникалық болаттан жасалады, ондай болаттың электрмагниттік өткізгіштігі жоғары, сондықтан да, тұйықталған желіде оның электрмагнит ағынына кедергісі төмен.

Ол электр энергиясын трансформациялау кезінде электр өткізгіштігі жоғары (кедергісі аз) мыс немесе алюминий өткізгіштерді пайдаланумен бірдей. Сонымен қоса, электртехникалық болаттың кәдімгі құрылымдық болатқа қарағанда, гистерезис құбылысынан пайда болатын магниттік шығыны әлдеқайда төмен.

[pic 1]

1.1-сурет. Вір фазалы кернеу трансформаторының құрылысы: а — магнитөткізгіш; в — орамдар

Магнитөткізгіштің өзегі тұтас болаттан емес, екі жағына электр оқшаулағыш лак жағылған қалыңдығы 0,35 немесе 0,5 мм қаңылтырлардан құрастырып жасалады. Магнитөткізгіштердің қимасы жасанды түрде қимасы кіші көптеген қаңылтырға бөлшектеледі, себебі айнымалы магнит өрісінде орналасқан магнитөткізгіштегі құйынды токтың (фуко токтары) өтуіне кедергіні арттырады. Ом заңы бойынша құйынды токтың күші азаяды, бұл магнитөткізгіштегі электр шығынын азайтады.