Екіншілік кернеудің өзгеруі және сыртқы сипаттамалар.

Магниттеуші тармақты елемей біріншілік кернеуді анықтаған кездегі қателік 0,1% аспайды (5.5, а-сурет).

Егер де қысқа тұйықтаудың толық кернеуі U_қ және оның активтік және реактивтік құрастырушылары U_қа және U_қр белгілі болса, онда кернеудің толық түсуі және активтікпен реактивтік құрастырушылар былай белгіленеді

мұнда -жүктеу коэффициенті.

Трансформатор кернеуінің жүктемеге тәуелді өзгеру дегеніміз бос жүріс кезіндегі екіншілік кернеудің (U₂₀) мәнінен жүктемеленген кездегі кернеудің (U₂) мәнінің алгебралық айырмасының U₂₀ кернеуге пайызбен көрсетілген қатынасы

(5.20)

Бос жүріс кезінде жүктеме тоғы нөлге тең болғандықтан

(5.21)

5.5-сурет. Трансформатордың ықшамдалған алмастыру сұлбасы (а) және оның векторлық диаграммасы (б).

Бұрыш аз болғандықтан (5.5, б-сурет) вектор -дің модулі ретінде оның вектордың бағытына проекциясын, яғни ОА кесіндісін алуға болады. Онда .

Сонымен, жүктемеге қатысты өзгеруі (%)

(5.22)

Трансформатордың кернеуінің өзгеруі жүктеме тоғы -ге пропорционалды және жүктеменің сипатына () тәуелді

. (5.23) Трансформатордың сыртқы сипаттамасы деп келтірілген екіншілік кернеудің жүктемеден тәуелділігін айтады, яғни . Оны тұрғызу үшін мына формуланы пайдаланады

(5.24)

5.6-сурет. Трансформатордың сыртқы сипаттамасы.

Орташа және жоғары қуатты трасформаторларда қысқа тұйықталу кернеуінің реактивтік құрастырушысы активтік құрастырушысынан әлде қайда үлкен болады, сол себептен реактивтік жүктеме активтік жүктемеге қарағанда кернеудің өзгеруін көбірек туғызады.

Жүктеме коэффициент тұрақты кезде кернеудің өзгеруі бұрыш -нің (яғни -ге) мәніне тәуелді. Активті-реактивтік жүктеме кезінде өседі де болғанда максималды мәніне жетеді; активтік-сыйымдылық жүктеме кезінде кері мәнді болып кетеді (5.7-сурет).

 

6.5 Трансформатордың пайдалы әрекет коэффициенті (еселеуіші)

а) энергетикалық диаграмма. Трансформатор жүктелген кезде оның ішінде қуат (энергия) шығындары пайда болады. Трансформатордың пайдалы әрекет коэффициенті (ПӘК) дегеніміз жүктемеге берілетін қуаттың тізбекке келіп түсетін қуатқа қатынасы

(5.25)

мұнда -трансформатордың қосынды шығындары.

5.7-сурет. Трансформатордың энергетикалық диаграммасы.

Біріншілік орамадан екіншілік орамаға энергияны берген кезде біріншілік және екіншілік орамаларда активтік кедергілерде және шығындар пайда болады; сонымен бірге магнит өткізгіштің болатында магнит шығын пайда болады (гистеризистен және құйын токтардан).

болғандықтан

. (5.26) -электромагниттік қуат. Оның мөлшері трансформатордың салмағын және көлемін анықтайды;

б) қуат шығындарын анықтау. Қуат шығындарын бос жүріс және қысқа тұйықталу тәжірибелер арқылы табады.

Ток шамалы болғандықтан () магнит шығындары трансформатордың бос жүріс тәжірибеде тұтынатын қуатқа тең деп алуға болады, яғни

. (5.27)

Қосынды электрлік шығындар

(5.28)

немесе

, (5.29)

мұнда -қысқа тұйықталу тәжірбие кезде тұтынатын қуат.

Толық шығындар

(5.30)

-нің мәнін (5.25) теңдеуге қойып, екенін еске алып, табамыз

(5.31)

в) ПӘК-тің жүктемеге тәуелділігі. Бұл тәуелділік (11.31) теңдеу бойынша салынады.

5.8-сурет. Трансформатор ПӘК-нің жүктемеден (а) және сипатына тәуелділіктері (б).

Жүктеме өскен сайын ПӘК-те өседі, өйткені энергетикалық баланыстағы тұрақты магнит шығындардың салыстырмалы мөлшері азаяды; кезде ПӘК максималды болады да, содан кейін кеми бастайды (орамалардағы электрлік шығындардың токтың шаршышына немесе -қа пропорционалды болуына байланысты).

Қазіргі уақытта жоғары қуатты трансформаторлардың ПӘК-тері 0.98-0.99-ға жетеді.

табу үшін (5.31) теңдеуден туындыны алып, оны нөлге теңдеу керек. Бұл жағдайда болады, яғни ПӘК электрлік шығындар магниттік шығындарға тең болатын жүктеме кезде максималды мәніне жетеді

(5.32)

Қуат коэффициенті төмендеген кезде ПӘК-те азаяды. (5.9, б-сурет), өйткені трансформатордың берілген қуаты тұрақты болған кезде және тоқтары өседі.

Трансформатор ПӘК-тің максималды мәнін едәуір аралықта сақтайды ().