Дәрістін қысқаша курсы

3.1. Тақырып 1. Трансформаторлардың ќұрылғысы және әсер ету принципі, типі және ұсынылуы бойынша трансформаторлардың түрлері. Өзекшелі және брондалған, бірфазалыќ және үшфазалыќ, топтыќ трансформаторлар.

Ұсынылатын әдебиет:

- Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2.М.:Высшая школа 1987.

- Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978.

- Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

- Тихомиров А.С. Расчет трансформаторов М: Энергия,1986

 

Трансформаторлардың қызметі. Трансформатор кернеудің өзгеретін өлшемдер шамаларын өзара электрлік байланыссыз реттеуге арналған электр құрылғы. Трансформаторлар электртехникада, 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.

Электр энергиясында күш трансформаторлары елеулі орын алады. Олардың көмегінсіз электрэнергиясын беру, тарату мен 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 күйінде қалады да оның шығыны P= R квадраттық деңгейде төмендейді. Энергетиканың қазіргі өркендеген кезеңінде электр қуаты миллион Вольттық кернеулермен мыңдаған километр қашықтықтарға тасымалданады. Мұндай жоғары кернеуді тек трансформаторлар көмегі арқылы ғана алуға болады.

Басқа тұрғыдан алып қарағанда, жүздеген мың Вольттық кернеуді тұрғын үйлерге кіргізу, техникалық қауіпсіздік тұрғысынан көңілге сыйғысыз.

Күштік және тұрмыстық жабдықтарды 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.

Кернеу трасформаторының 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. Олар өзара жалғасқан болат өзекше мен орамдардан тұрады.

1.1.-сурет. Бір фазалы кернеу трансформаторының құрылысы.

а – магнитөткізгіш; в – орамалар.

Трансформатордың магнитөткізгішін арнайы электр техникалық болаттан жасалады, ондай болаттың электрмагниттік өткізгіштігі жоғары, сондықтан да тұйықталған желіле оның электрмагнит ағынына кедергісі төмен.

Ол электр энергиясын трансформациялау кезінде электр өткізгіштігі жоғары (кедергісі аз) мыс немесе алюмин өткізгіштерді пайдалану мен бірдей. Сонымен қоса, электр техникалық болата, кәдімгі конструкциялық болатқа қарағанда, гистерезис құбылысынан пайда болатын магниттік шығыны әлдеқайда төмен.

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

Сонымен, стержендер мен жарманы:

- Магнит ағынына кедергі аз болу үшін арнайы электро магниттік болаттардан жасайды;

- Құйынды тоқты мейілінше төмендету арқылы электр шығынын азайту мақсатымен болат құймадан емес, электрлітехникалық болаттан даярланып екі жағынан оқшаулағыш лак жағылған жұқа қаңылтырдан жасайды.

-

-

- 1.2-сурет. Кернеу трансформаторы магнитөткізгіш өзегінің қималарының түрлері

Магнитөткізгіштің стержендері мен жармасының пішіне 1.2-суретте көрсетілгендей болып келеді. Магнитөткізгіштердің стержендері мен орамдарының орналасуына қарай трансформаторлар стерженді және броньды деп бөлінеді. Олар магнитті жүйемен байланыстырылған симметриялы емес және симметриялы және байланыстырмаған топталған болып келеді. Ең көп тарағандары бір жазыққа орналасқан стерженді симметриялы магнит жүйесімен байланыстырылған болып табылады.

Кернеу трансформаторының орамдары. Трансформатордың орамдары кернеулері (ЭҚК) өзара электрлі байланыссыз трансформациялауды өамтамасыз 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 кима ауданы дөңгелек немесе тік болып жасалады. Олардың орам саны әдетте, әр түрлі болып келеді. Орам саны көп орама жоғарғы кернеулік (Ж.К) орам саны аз төменгі кернеулік (Т.К) деп аталады. Жоғары кернеу орамасының орам талшықтарын ал төмен кернеу орамасының орам талшықтарын деп белгілейді. Төменгі кернеу орамасы өзекшеге жақын, ал жоғарғы кернеу орамасы төмен кернеудің орамдарының сыртынан оралады. Орамдарды стержень орама арасындағы төсемінің қалыңдығын азайту үшін әдейі орналастырады. Орамдардың шығу ұштары латын әріптерімен белгіленеді. Жоғары кернеулі орамның басы мен аяғы ретінде А және Х әріптерімен белгіленеді. Төмен кернеулі орамдарының 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 бақтың ыдыстың ішіне орналастырылады. Ондай трансформатор майлы, қалғандары құрғақ деп аталады.

Электр энергиясын трансформациялаудың электрлік-физикалық процесстері. Электр энергиясын трансформациялау бірінен соң бірін, әуелі электр энергиясын магнит энергиясына, бірінші орамада содан соң екінші орамада магнит энергиясын электр энергиясына қайта түрлендіру арқылы трансформациялауға негізделген. Энергияны түрлендіру кезінде орамадағы омдық кедергіден жіне магнит өткізгіштерінің 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 магниттік шығындарды жабуға, сондай-ақ екінші орамды қоректендірудің жаңа көзінде электр қозғаушы күш туғызуға жұмсалады.

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

Электр энергиясын трансформациялау кезінде жүктелмеген кернеу трансформаторында болатын электрофизикалық процесстер. Трансформациялау электромагниттік индукция заңдылығына негізделген: Өзгермелі магнит өрісіндегі кез-келген тоқ өткізіп денеде электр қозғаушы күш индукцияланады да, оны электр энергиясының көзіне айналдырады. Төменде, 1.3-суретте көрсетілгендей, бір фазалы трансформатормен кернеуді трансформациялауға мысал келтіреміз. Онда бірінші орамаға оралым саны және оралым саны екінші орамасы бар трансформатордың әр магнитөткізгіштің өзекшесінде болатын физикалық процесс көрсетілген.

1.3-сурет. Кернеу трансформаторының жүйемесіз жұмысының негізгі телсімі.

Екінші орама ажыратулы тұрған кезде бірінші ораманы айнымалы кернеу желісіне қосады.Ом заңы бойынша бірінші орамада айнымалы тоқ пайда болады, ол магнит ағынын туғызады. Тоқ пен магнит ағыны, бірінші жуық мәнінде синусойдалы деп саналады. Пайда болған магнит ағынының негізгі бөлігі болат магнитөткізгіште тұйықталады.

Бұл магнит ағыны негізгі магнит ағыны деп аталады да, арқылы таңбаланады. Оның басқа бөлігі магнит өткізгішке соқпастан өткізгіштің айналасындағы ауа бойынша тұйықталады, магнит ағынының бұл бөлігі шашыранды ағын деп аталып, арқылы таңбаланады.

Күш трансформаторларында негізгі магнит ағыны , шашыранды магнит ағынынан әлдеқайда көп, себебі болаттың магнит өткізгіштігі, ауаныкінен әлдеқайда артық. Қазіргі трансформаторлардың шашыранды ағындары өте аз, ол негізгі ағынның 0,5%-нен аспайды. Сондықтан трансформатордың жұмысын қарастырғанда шашырау ағынын елемеуге болады.

Бос жүріс режимі. Трансформатордың бос жүріс режимі- трансформатордың екінші орамасы ажыратулы, ал бірінші орамасының қалыпты кернеуге қосылған болуы кездегі жұмысы 1.3-сурет. Бұл кезде:

 

U _1х = U _1н

J_2x = O

Трансформатордың бос жүріс режим кезінде екінші орамадағы ток нөлге тең (ораманың қысқыштары ажыратулы) және тек қана бірінші орама бойынан ток I _iх өткен кезде онда магнит ағыны пайда болады. Екінші орамнан магнит ағынын магнитсіздендіруі әсері болмайтындығынан трансформатордың бос жүріс режиміндегі тоқ, трансформатордың қалыпты тоғынының 10%-нен артпайды: I _1х =(0,1...0,03) I _1н. Трансформатордың қуаттығы артқан сайын, бос жүріс тоғы пайыздық қатынас бойынша азаяды, ал трансформатордың қуаттығына тең қалыпты кернеу шамалы ғана өседі. Трансформатордың екінші ораманың қысқыштарындағы бос жүріс кернеуі ондағы индукцияланған ЭҚК-ке тең:

U _{2 х} = Е₂

Трансформатордың бос жүріс режимі кездегі тұтынатын қуаты, оның қалыпты қуатының 1% - нан артпайды Р=(0,01...0,003) Р_н

Ол қуат трансформатордың бірінші орамында сымдарда электрлік және магниттік және болат өткізгіштің магниттік, құйынды тоқтардан, гистерезис құбылысынан шығындарды түзеуге кетеді.

Трансформатордың қуаттылығы жоғары болған сайын, бос жүріс жұмыс шығынының оның қалыпты қуатына үлесі, соғұрлым аз болады. Трансформатордың жүксіз жұмысының тәртібі оның тасымалдау коэффициентін жуықтап есептеуге пайдаланады. (К_m» U ₁/ U _2х), бұлмагнитөткізгіш болатта, тармақтардағы магниттену өлшемдері, олардың физикалық мәндері келесі тараулардың тармақтарында қарастырылады 1.5.2.

Трансформатордың қалыпты жұмыс тәртібі. Қалыпты жұмыс режимі – трансформаторды қалыпты кернеу желігіне қосқанда, шексіз ұзақ уақыт төлқұжатында кқрсетілген жүктемемен қызуы белгіленген мөлшерден аспайтын жұмысын қамтамасыз ететін негізгі экстплуатациялау режимі.

Төлқұжат - дегеніміз трансформатордың қалыпты жұмысына сай келетін барлық негізгі өлшемдері жазылған метал қаңылтыр. Мұнда толық қуат S, кВА; бірінші U_1н және екінші U_2н орамалардың желілік кернеуі, В; бірінші және екінші орамаларды жалғаудың электрлік сұлбалары; жалғастыру топтары; фазалар саны; тоқтың жиілігі; қысқа тұйықтау кернеуі; И_к %; жұмыс тәртібі; суыту тәсілі және трансформаторды жинау және эксплуатациялау кездерінде қажет болатын кейбір қосымша мағлұматтар жазылады.

Трансформатордың ПӘК өте жоғары сандықтан екі орамадағы қуат бірдей деп алады. Трансформатордың төлқұжатында қуат коэффициенті көрсетілмейді және жүктеменің cosφ-іне тең деп есептеледі:

 

I_1н = S_н /Ö3U_1н ;

I_2н = S_н /Ö3U_2н

1.4.2. Бос жүріс режимі. Трансформатордың бос жүріс режимі- трансформатордың екінші орамасы ажыратулы, ал бірінші орамасының қалыпты кернеуге қосылған болуы кездегі жұмысы 1.3-сурет. Бұл кезде:

 

U _1х = U _1н

J_2x = O

Трансформатордың бос жүріс режим кезінде екінші орамадағы ток нөлге тең (ораманың қысқыштары ажыратулы) және тек қана бірінші орама бойынан ток I _iх өткен кезде онда магнит ағыны пайда болады. Екінші орамнан магнит ағынын магнитсіздендіруі әсері болмайтындығынан трансформатордың бос жүріс режиміндегі тоқ, трансформатордың қалыпты тоғынының 10%-нен артпайды: I _1х =(0,1...0,03) I _1н. Трансформатордың қуаттығы артқан сайын, бос жүріс тоғы пайыздық қатынас бойынша азаяды, ал трансформатордың қуаттығына тең қалыпты кернеу шамалы ғана өседі. Трансформатордың екінші ораманың қысқыштарындағы бос жүріс кернеуі ондағы индукцияланған ЭҚК-ке тең:

U _{2 х} = Е₂

Трансформатордың бос жүріс режимі кездегі тұтынатын қуаты, оның қалыпты қуатының 1% - нан артпайды Р=(0,01...0,003) Р_н

Қысқа тұйықталу дегеніміз трансформатордың екінші орамасы қысқа тұйықталып, бірінші ораманың қысқыштарына, бірінші орамадағы тоқтың шамасы қалыпты жағдайдағы мәніне тең болатындай кернеуге жалғануы.

Оның екі түрі: апаттық, мұнда алғашқы кернеу қалыпты кернеуге тең және лабораториялық, онда бірінші ораманың қысқыштарына бірінші орамадағы тоқтар қалыпты мөлшерде болатындай мөлшерде кернеу беру.

I_1кз= I _1н

I_2кз = I _2н

Апатты жағдайда трансформатордағы тоқ қалыпты тоқтан (15...20) есе артық болады, эксплуатациялау барысында оған жол беруге болмайды.Ондайда трансформаторды желіден «дереу» ағыту қажет.

Лабораториялық қысқаша тұйықталу кернеуі қалыпты кернеудің 5...10% болады: u_k=(0,05…0,1) U_н, Ол неғұрлым аз болса трансформатордың төлқұжатында %-бен беріледі:

u_k % = U _к 100% / U _н

Қысқаша тұйықталу режимде трансформаторда өтетін физикалық процестер, жүкпен жұмыс істеу кезіндегідей, тек айырмасы екінші ораманың қысқыштарындағы кернеу нөлге тең, ал қорытынды магнит ағыны соған жуық.Сондықтан қалыпты кернеудің бірлік пайызын құрайтын кернеу кезінде де орамадағы тоқтың мәні қалыпты шамасына Ом заңына сәйкес жетеді.

Қысөа тұйықталу кезінде, негізгі ағын өте аз болғандықтан, магнит өткізгіштердегі шығынды тәжірибеде инженерлік дәлдікпен екі орамадағы Омдық кедергіге тең деп алып және қысқа тұйықталудың қосынды шығынын екі ораманың Омдық кедергісіне теңеп алуға болады.

Р_к = Р_м1 + Р_м2

Күш тік трансформаторларында қысқа тұйықталу қуаты I_к=I_н кезінде қалыпты қуаттылықтың (3...0,5%) құрайды, демек

Р_к= (0,03… 0,005) Р_н

Қысқаша тұйықталу қуаты, жүксіз жұмыс қуатынан 2,5...4,0 есе артық:

Р_к= (2,5… 4,0)Р_х

Қысқа тұйықталудың тәжірибе кезінде алынған мәндері орамадағы электр шығындарын және трансформатордың өлшемдерін анықтауға арналған кейбір тәжірибелік есептерді шығару кезінде пайдаланады.

1.5. Трансформаторлар мен оның өлшемдерін эквивалентті алмастырудың электрлік телсімі. Нақты трансформатор жұмысын аналитикалық және тәжірибелік талдауда электромагнитті байланыс жоқ деп алып эквивалентті желілік электрлі алмастырма сұлбасы ретінде қарасақ, векторлы-топографиялық диаграммасын тұрғызу айтарлықтай жеңілдейді. Сұлбада берілетін қуаттылық тоқ пен кернеудің фазалық қатынастары сұлбасы мен нақты трансформаторда бірдей болатындай етіп жасайды.

 

3.2. Тақырып 2. Негізгі ЭҚҚ өрнектер және векторлыќ диаграмма. Трансформатор бірінші және екінші орамаларын тендеулері. Активті және индуктивті шашырау кедергелерін физикалық мазмуны.

Ұсынылатын әдебиет:

- Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2.М.:Высшая школа 1987.

- Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978.

- Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

- Тихомиров А.С. Расчет трансформаторов М: Энергия,1986

Электр тепе-теңдік теңдеуі 1.28 электр энергиясын бірінші орамадан екінші орамаға трансформациялау кезіндегі электр процесстреді сипаттаған I₁ мен I₂ токтарының арасында айқын тәуелділіктің жоқтығынан оларды сандық талдауға мүмкіндік бермейді. Бұл қиындықты орамалары магнит байланысты нақты трансформаторда, олардың элементтерін электрлі байланыстармен жалғастыратын эквивалентті алмастыру электр сұлбасы арқылы өрнектеу жолымен жеңуге болады.

Эквивалентті алмастырудың бұлжымас шарты нақты трансформатормен оның эквивалентті алмастыру электр сұлбасындағы электр процесстерінің дәл келуі.

Мұнда алмастырудың күрделілігі, трансформатордың жалпы жағдайда сызықтық емес элементі және өзара индуктивтіленетін орамамен феромагнитті өзекшесінің болуына байланысты. Нақты трансформатордан эквивалентті алмастыру электр сұлбасына тікелей өту мүмкін емес. Дегенмен электротехника теориясының курсында, шынайы трансформатордан эквивалентті электр сұлбасына өту орамадағы орам санының, өткізгіштердің ұзындығынының, материалдың, олардың қималарының бірдей болуына байланысты.

Нақты трансформаторларда жалпы алғанда бірінші және екінші орамның орамаларындағы өткізгіштердің көлденең қимасы, Омдық және индуктивтік, шашырау кедергілері бірдей емес, сондықтан, алдымен шынайы трансформатордан, келтірілген трансформаторға, содан кейін ғана эквивалентті алмастыру сұлбасына өту керек. Трансформатордың екі орамасының саны бірдей, әдетте бірінші ораманың орам санына келтіріледі. Оны былай жасайды: екінші ораманы бірінші орамаға келтіру әрекеті трансформаторды тұтас алғанда, және жекелеп алғанда, бірінші ораманың энергетикалық процесіне әсер етуі тиіс емес. Келтірілген екінші ораманың барлық өлшемдері келтірілген делінеді және нақты трансформатордағы таңбалармен белгіленеді, бірақ шекелерінде таңба болады:

Е^,₂ ¹_,, И₂ ¹, I₂ ¹_,R_2,¹ Х₂¹ және Z₂.

Келтірілген трансформаторды бірінші және екінші орамасы біріне-бірі тізбектеле жалғанған электр тізбегі деп қарастыруға болады, ал олардың бірін магнит өткізгішке оралған шашыранды магнит ағыны, және Омдық кедергісі жоқ екінші элементін магнит өткізгіштн сырт орналасқан темір өзекшесі жоқ Ом кедергісі және индуктивтік кедергісі бар шарғы болады 1.5-сурет. Сонымен қатар екінші орамадағы орам саны келтірілген трансформатордың бірінші орамасының санына теңестіріледі (w₂=w₁). 1.5 а-суретте көрсетілген келтірілген трансформатордан 1.5 в суретте көрсетілген темір өзекшесі бар индуктивті шаршыға көшуге болады. Мұнда келтірілген трансформатордың орамаларының арасындағы магниттік байланыс оларды қосу арқылы жасалған.

1.5-сурет. Келтірілген кернеу трансформаторы мен эквивалентті индуктивті шарғының сұлбасы.

Егар трансформатор орамасындағы тоқ қорытушы магнит ағыны әсерінен пайда болса нақты трансформатордың индуктивті шарғысындағы энергетикалық процесс сандық қатынас жағынан келтірілген трансформатордағы сәйкес процесспен бірдей болады. 1.23. Индуктивті шарғыдағы жалған ток 1.5 в-сурет магниттендіргіш ток I _m деп аталады, негізгі магнит ағынын туғызуға және құйынды тоқтар ме гистерезис әсерінен магнитөткізгіш болаттағы электрлік және магниттік шығындардың орнын толтыруға жұмсалады:

I_m = I_cm j I_хм,

Мұндағы I_cm - магниттегіш тоқтың болаттағы шығынның орнын толтыратын активті құраушысы; I_хм - магниттегіш тоқтың негізгі магнит ағынын туғызатын рактивті құраушысы. Іс жүзінде магниттегіш ток I_m жүктелуге тәуелсіз, тұрақты болып саналады.

Эквивалентті алмастыру орындалғаннан соң, индуктивті үш шарғыны аралас жалғастырған, оның екеуі темір өзекшесіз және біреуі идеалдандырылған темір өзекшелі, бірақ өткізгіштерінде Омдық кедергісі жоқ болу, болаттан жасалған электр желісі теориясына сәйкес толық кешенді кедергісі бар, эквивалентті электр тармағы болған жағдайда ғана орындалады:

Z_m = R_cm + j х_м

Мұндағы R_cm – магниттендіру желісінің активті кедергісі, ол нақты трансформатордың болат магнит өткізгіштерінде электрлік және магниттік шығындарға пропорционал болады; х_м - магниттендіру желісіндегі тізбегіндегі индуктивтік кедергі, сандық жағынан олар нақты трансформаторлар орамаларының өзара индукциялау кедергісіне тең:

х_м= 2p fМ

Екінші ораманың келтірілген өлшемдерінің келтірілгенге дейін және келтірілгеннен кейін де, тұтас алғанда трансформатордағы энергетикалық процестерінің сақталуы арқылы анықталады. Екінші орамадағы келтірілген тоқтың анықтау үшін магнит тоқтарын сәйкес магниттендіргіш күштермен (I _w)- ауыстыру арқылы 1.23. өрнекті пайдалануға болады:

I _m w = I₁ w₁ + I₂w₂

Мұндағы I _m - магнит өрісін және магниттендіргіш күшпен (I _m w) қорытынды магнит ағынын туғызатын магниттендіргіш жалған тоқ ол нақты трансформатордың екі орамасы туғызатын магниттегіш күштердің қорытынды мәніне тең. 1.46. – теңдеудің екі жағында w₁–ге бөлу арқылы мынадай өрнек аламыз:

I _m = I₁ + I₂ w₂/ w₁

теңдеуді

I₂ w₂/ w₁ = I₂

деп белгілеп магниттендіргіш тоқты I _m, бірінші I₁ және трансформатор орамасындағы келтірілген екінші I₂ тоқтармен байланыстыру арқылы мына теңдеуді жазамыз:

I _m = I₁ + I₂

Мұндағы I₂ жалған тоқты тасымалдау коэффициенті К_m = 1,0 нақты трансформатордың екінші орамасындағы I₂ тоғына сан жағынан тең, демек бірінші және екінші орамадағы орам сандары тең болғандағы (w₂=w₁) шарты орындағанда келтірілген тоқ деп атауға келісілген. Солай ете отырып, магниттеуші күші сақталған болса, орамадағы оралым саны нақты трансформатордың бірінші орамасының орам санына тең, магниттеуші тоғы I _m нақты трансформатордың теңдігін қанағаттандыра алатын 1.46 жалған индуктивті катушкамен алмастыруға болады. Келтірілген параметрлерінің қалғандарын келтіргенге дейінгі және келтірілгеннен кейінгі теңдіктерге сүйене отырып анықтауға болады:

Е₂ ¹_, ; U₂ ¹; I₂ ¹_,R_2,¹ х₂ және Z₂¹;

- активті қуаттылық Е₂¹ R₂ = (I₂¹)² R_2,¹ ескере отырып,

R_2,¹ = R₂ (w₂/ w₁)²

- реактивті қуаттылық I₂ ² х₂ = (I₂¹)² х₂¹

х₂¹ = х₂ (w₂/ w₁)²

- тұтынатын толық жүктемелік қуаттылығы I₂ ² Z₂ = (I₂¹)² Z₂ ¹

ескерсек:

Z₂¹ = Z₂(w₂/ w₁)²

Желінің беретін толық қуаттылығы

Е₂I₂ = Е₂¹I₂¹ (1.48.)-ді ескерсек

Е₂ = Е₂ (w₂/ w₁) = Е₁

ЭҚК пен кернеу Е₂ = U_2х жүктеусіз жұмыс кезінде 1.53-ті ескерсек:

U ₂¹ = U ₂ (w₂/ w₁)

Мұндағы Е₁ трансформатордың бірінші орамадағы және келтірілген екінші орамаларындағы индукцияланған ЭҚКтер.

Келтірілген трансформатордың екінші орамадағы электрлік тепе-теңдікті алынған өрнектерді ескере отырып былай жазуға болады:

U ₂¹ = Е₂¹ - I₂¹ R₂¹ – I₂¹ j Х₂¹

Нақты трансформаторды соған парапар келтірілген трансформатормен 1,5а сурет эквивалентті ауыстыру барысында және екінші ораманың w₁ = w₂ жағдайында бірінші ораманың Омдық кедергісі R₁ және шашыратқыш индуктивті кедергі Х₁ ораманың өзінен шықандықтан келтірілген трансформатордың электрлік тепе-теңдік теңдеуі былай өрнектеледі:

U ₁ = - Е_1ì +I₁ R₁ + I₁ j Х₁

1.55 пен 1.56 теңдеулердегі R₂ мен R₁ сәйкес орамалардың болат магнит өткізгіштеріндегі лектр кедергілерін ескермегенде Омдық кедергілері. 1.28 теңдеудегі электр тепе-теңдігінің құраушылары I₁*R_cm кернеудің төмендеуі I₁ r₁ = I₁ R₁ +I₁ R_cm болат магнит өткізгіштерінде құйынды тоқтар мен гистерезистер әсерінен болатын электр шығындары енді Е_1м жатқызылады:

Е_1м = Е₁ – I_м¹ R_cm

Инженерлік есептеулерде 1.57 теңдеуіндегі I_м¹R_cm кернеуінің азаюы аз шама болғандықтан Е_1μ Е₁, ал I _m ≈ I _m ескерілмейді.

Енді келтірілген трансформатордың электрлік теңдеуінің өрнегі қабылданған ұйғарым бойынша мұндай жүйе түрінде жазылады.

U ₁ = -Е₁ + I₁ R₁ + I₁ j Х₁ ;

U ₂ ¹= Е₁¹ – I₂ ¹ R₂¹ – I₂ ¹ j Х₂¹;

I_m=I₁+I₂

1.58 теңдеу жүйесінің графикалық шешімі, келтірілген трансформатордың кернеуінің, тоғының және ЭҚК-нің векторлық диаграммасын тұрызу мүмкіндік береді.

Векторлық диаграмма олардың шамасын жүктелу сипаттарының өзгеруіне байланысты олардың арасындағы уақыттық ығысу бұрыштары туралы көрнекті қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Инженерлі есептеулерге, ораманың қысқыштарындағы кернеу мен олардың электрлік кедергілеріне түсетін кернеулердің шамалары бірдей еместігінен U₁>>I₁Z₁,

 

1.7-сурет. Келтірілген кернеу трансформаторының эквивалентті электр сұлбасы.

Эквивалентті орынбасудың электрлік сұлбасы нақты трансформаторда энергетикалық процесстерді тоқ күшін қуат және т.б. сандық жағынан талдағанда дұрыс, бірақ өтпелі және тұрақталған кездегі процесстердің физикалық мәндеріне талдау жасауға пайдалануға болмайды.

 

3.3. Тақырып 3. Тұраќты ток машиналарының негізгі элементтері және әсер ету принципі. Физиќалыќ және геометриялыќ нейтральдің аныќтамасы. МТП ќалќанындағы кернеу пульстелуі.

Ұсынылатын әдебиет:

- Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2.М.:Высшая школа 1987.

- Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978.

- Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

- Тихомиров А.С. Расчет трансформаторов М: Энергия,1986

Тұрақты тоқ электр машиналарының міндеті мен қолдану аймағы. Тұрақты тоқ машиналары өзара қайтымды электрлі техникалық құрылғы. Олар ешқандай құрылыстық өзгерістерге түспей – ақ генератор немесе қозғалтқыш ретінде істей алады. Тұрақты тоқ генераторлары, әдетте шағын қуатты электр энергиясының желілік көзі ретінде, мысалы: синхронды генераторлардың қоздыру орамаларын қоректендіруге қолданылады. Генератор құрылысында электр энергиясын алатын щеткалы – түйіспелі құрылғының болуы оның, қуаты мен кернеуінің шамаларына шектеу қояды. Сондықтан электр энергиясын өнеркәсіптік өндіру синхронды генераторлар арқылы атқарылады. Олардың қуаттылығын теория жүзінде шексіз етіп жасауға болады. Тұрақты тоқ қозғалтқыштары, негізінде айналу жылдамдығын кең ауқымда ақырындап реттеу мүмкіндігі болғандықтан, біртіндеп өзгертуді қамтамасыз ететін электр жетектерінде, сондай – ақ арнайы құрылыстағы есептеу және басқару машиналарына қолданылатын шағын жүргізгіштер ретінде қолданады.

4.1 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі бөлшектенген күйде: а-статор; в-ротор (якорь) коллекторымен; с-айгөлек қалқаны; d-щетка құрылғысы; е-щеткі.

 

Ауылшаруашылығы өндірісінде тұрақты тоқ машиналары іс жүзінде қолданылмайды десе де болады. Сырғымалы щеткелі түйіспелі тетіктері ауылшаруашылығының ылғалды және шаңды орталарда (сиыр, шошқа, тауық қораларда және т.б. орындарда) олардың қарқынды қажалуына соқтырады. Мұндай жағдайларда тұрақты тоқ қозғалтқыштары трамвайларда және басқа да көлік түрлерінде де кең қолданыс тапты, олардың айналу жылдамдығын бояу, үнемді, кең ауқымда реттеу мен орнынан қозғалу кезінде жұмысқа қосу моменттерінің жоғарылығы, оларды кеңінен пайдалануға мүмкіндік береді. Тұрақты тоқ қозғалтқыштарының жүргізу моменті кішкене айналым жиілігін реттеу шегі мейілінще аз асинхронды қозғалтқыштарға қарағанда, зор артықшылығы олардың реттелетін электр жетекте теңдесі жоқ етеді.

Тұрақты тоқ машиналарының құрылысы. Тұрақты тоқ генераторы мен қозғалтқышы құрылымдық тұрғыдан бірдей машинналар болғандықтан құрылыстарын бірге жұмыс жасау принциптерін жеке – жеке қарауға болады. Тұрақты тоқ машинасы статор жармасынан (статина), якорьден (статор), негізгі және қосалқы полюстерден, коллектордан, щетка құрылғысынан, полюс ұштамаларынан, якорь орамасынан қоздыру орамасынан және т.б. құрылғы көмекші арналымды бөлшектерінен тұрады. Машина құрылысының негізгі элементтері 4.1. және 4.2 – суреттерінде көрсетілген.

Статор жармасы. Статор табаны тұрақты тоқ машинасының қозғалмайтын бөлігі, ол полюстер мен машинаның өзін іргетасқа бекітуге қызмет етеді.

 

4.2 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі негізгі бөлшектерінің сызба көрісіні.

4.3 – сурет. Тұрақты ток мәшинелері якорінің ойықтары

 

Статинаның полюстер бекітілетін бөлігі жарма деп аталады. Ол магнит өткізгіштің бөлігі болып табылады, сондықтан ол арқылы тоқ өтетін магнит ағынына қолайлы жағдай жасау үшін, оны жоғары магнит өткізгіштігі бар болаттан болмаса арнайы шойыннан жасайды. Жарманы жасау технологиясы құйма болаттан немесе тұтас тартылған болат құбырдан даярлайды (4.2 – сурет). Негізгі полюстердің магнит өрісі тұрақты болғандықтан, мұнда гистерезис құбылысы мен құйынды тоқтар болмайды.

Якорь (ротор). Якорь машинаның айналатын бөлігі, ол қалыңдығы 0,5 мм қалыпты, тиісті дөңгелек электрлітехникалық болат қаңылтырдан жиналған цилиндр (4.8 б-сурет). Қаңылтырларды жинаған соң, арнайы тетікпен қысады, якордың сыртқы бетін бойлай ойықтар мен тістер қалыптасады. Якорьдің ойықтары, әдетте ашық болады, ал шағын машиналар үшін асинхронды машиналар роторының ойықтары сияқты жабық болады (4.3 – сурет). Жинағаннан кейін пайда болған бойлық ойықтарға якорьдың орамаларын төсейді (4.4 – сурет).

 

4.4 – сурет. Ішіне орама өткізгіштері салынған, тұрақты ток мәшине якорінің жартылай жабық (а) жзәне ашық (б) ойықтары.

4.5 – сурет. Тұрақты ток мәшинесінің негізгі (бас) полюсті: 1-өзекше; 2-полюс ұштамалары; 3-қоздырғыш орама; 4-катушканың қаңқасы; 5-станина; 6-бекіткіш болт.

 

Якорьдың қаңылтырлары арнайы электро техникалық болаттан істеледі, оның магнит өткізгіштігі, кәдімгі конструкциялық болаттыкінен айтарлықтай жоғары. Бұл магнит ағынының магнит өткізгіш темірінен өтуіне қолайлы жағдай туғызады және магнит өткізгіште гистерезис құбылысы артық магниттелу шығындарын азайтады. Якорьдегі құйынды тоқтарға (фукотоғына) электр кедергісін көбейту үшін тұтас емес, қаңылтыр жиынтығынан жасайды. Электр кедергіні көбейту үшін қаңылтырдың қалыңдығын, оның механикалық бекемдігін сақтау шегіне дейін жұқартады. Якорьды жинағаннан кейін электр тұрғысынан қаңылтырлар қатарласа жалғасқан болмау үшін, оны оқшаулағыш лақпен жағады ол қаңылтырдың саны қанша болса сонша есе азайтқан болар еді. Оны оқшаулағыш лакпен жағады. Осының бәрі ФУКО тоғының әсерінен болатын электр шығынын айтарлықтай азайтады. Сонымен, магнит кедергісін азайту үшін арнайы электр болатынан, электр кедергісін көбейту үшін болатты қаңылтыр етіп тіліп, жинап, лакпен жауып жасайды. Осының бәрі гистерезис құбылысы мен құйынды тоқтардан болатын магнит және электр шығындарын азайтады.

Негізгі (бас) полюстер. Негізгі бас полюстер машинада негізгі магнит ағынын жасауға және өткізуге арналған Полюс өзектен және полюстік ұштамадан мұны кей жағдайда «башмак» деп атайды, себебі мұның конструкциясы темір жол башмағына ұқсайды, (4.2 – сурет) полюс ұштамаларына мұндай пішін ауа саңылауы арқылы магнит ағынын өткізуді жеңілдету мен оның якорь бетінің полюсіне бір тегіс орналасуын қамтамасыз ету үшін берілген. Әдетте, полюстер қалыңдығы 1 мм электротехникалық болаттан жасалып, оқшауланған қаңылтырдан жинайды, мақсаты полюс ұштамаларының беткі қабаттарында якорьдің тістілігінен пайда болатын магнит индукциясының үзіктеуінен (соғуынан) туындаған құйынды тоқтан келетін шығынды азайту негізінде, индукцияның үзіктенуі (соғуы) қабаттардың жоғарғы бетіне енеді, ендеше ұштамалары ғана қабаттап жасауға болар еді. Алайда, технологиясы бойынша барлық полюсті қаңылтырдан тұтас жанау тиімді. 4.5 – суретте негізгі полюс көрсетілген.

Қосымша полюстер. Қосымша полюстер қосымша магнит өрісін жасауға арналған, ол якорь реакциясының орынын толтырады және машина жұмысының түрлі тәртібінде, коллектордегі щеткінің ұшқынсыз жұмысын қамтамасыз етеді. Оларды соғылған болаттан немесе электр болатының қаңылтырынан жанайды. Қосалқы полюстер, негізгі полюстердің арасында орналасады және жармаға болаттармен бекітіледі 3.6 – суретте қосымша полюстер көрсетілген.

4.6 – сурет. Тұрақты ток мәшинесінің қосымша полюсі 1-өзекше; 2-қоздырғыш орама.

4.7 – сурет. Тұрақты ток мәшине коллекторының қаңылтырларының құрылысы.

 

Коллектор. Коллектор механикалық түзеткіштің құрамдық бөлігі, ол якорь орамасында индукцияланатын айнымалы синусойдалы ЭҚК – ін генератордан шығатын тұрақты (үзбелі) ЭҚКке айналдырады. Коллекторды сына тәрізді етіп, мыс қаңылтырдан жасайды, оларды бір – бірінен сондай – ақ коллектордың сыртынан миконит төсеніштермен және манжеттер арқылы оқшаулайды.

Коллектордың қаңылтырларын ыстық кезінде цилиндр корпусқа оның қисық беттері дәл цилиндр сияқты болу үшін айналдыра жонылады. Коллектор қаңылтырларының құрылысы 4.7 – суретте көрсетілген. Жылдам айналатын машиналарда айналу жылдамдығы жоғары кезінде, щеткелер дірілдемеуі үшін, диск тәрізді коллектор қолданылады, олардың жанасу беті айналу білігіне тік орналасқан. Типті коллектор, якорьмен бірге 4.8а – суретте көрсетілген

 

4.8 – сурет. Тұрақты ток мәшинелері коллекторының жиналғандағы түрі (а) және якорь қаңылтыры (б).

4.9 – сурет. Тұрақты ток мәшинесінің щетка аспабы: 1-щеткі ұстағыш; 2-щеткі; 3-қаңылтыр серіппе.

 

Щеткілік аспап. Щеткелі аспап электр энергиясын коллекторден алуға немесе беруге қолданылады. Ол көмірден, графиттен немесе металлграфитті щеткіден, серппелері бар щеткі ұстағыштан, щеткі шыбығынан, щеткі траверсінен және тоқ алатын шиндерден тұрады. Щеткі щеткі ұстағышқа салынып коллекторға серппемен қысылып тұрады. Щеткі ұстағыш щеткі шыбығына бекітіледі де, коллекторға белгілі жағдайда орнатылады. Щеткі мен щеткі ұстағыш 4.9 – суретте көрсетілген.

Щеткі ұстағыштар айгөлек қалқанына, болмаса қаңқаға жалғанады. Траверстерді бұру арқылы машина полюстеріне қарағанда, барлық щеткі жүйесінің орналасуын өзгертуге болады. ЭҚК – тің ең көп шамасы алу үшін щеткілер геометриялық бейтарапта демек полюс өсіне тік түсетін сызықта орнатылады. Щеткі болттары оқшауландырғыш төсемелермен төлкелер арқылы траверстен оқшауланады. 4.2 – суретте траверс пен щеткі ұстағыш көрсетілген.

Қоздыру орамасы. Қоздыру орамасы машинаның якорь айналатын полюс аралық кеңістігінде магнит өрісін туғызуға арналған. Қоздыру орамасы полюс өзекшесіне кигізілетін, каркасқа оралған шарғы түрінде жасалған (4.5 – сурет). Шағын және орта қуатты машиналарда қоздыру орамасы карқассыз шарғылар жиі қолданылады. Ылғал өткізгіштігін азайтып, жылу өткізгіштігін арттыру үшін қоздыру орамасы шарғысын, лакпен көпқайтара қанықтырады. Негізгі және қосалқы полюстердің қоздыру орамаларын дайындау технологиясы бірдей. Электр сұлбаларында негізгі полюстердің орамалары «ОВ», ал оның қысқыштары Ш₁ және Ш₂ әріптерімен белгіленген. Қосалқы полюстерінің орамалары «ОВД», ал оның қысқыштары Д₁ және Д₂ деп белгіленген.

Якорь орамасы. Якорь орамасы тұрақты тоқ машинасының маңызды құрамдық бөлігі, ол электр энергиясын магнит энергиясына (қозғалтқыш) немесе магнит энергиясы электр энергиясына айналдырады (генератор). Якорь орамасының орамдарының өткізгіштері якордың бойлық ойықтарына орналасады, ал олардың ұштары коллектордың қаңылтырларына жалғанады.

4.10 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі якорінің шамалы (а) және толқынды (в) орамаларының екі орамды бөлімдері.

4.11 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі якорінің бір орамды (а) және үшорамды (в) бөлімдері.

 

Электр сұлбаларында якорь орамасын «ОЯ», ал олардың ұштарын Я₁ және Я₂ арқылы белгіленеді. Тұрақты тоқ машиналардың якорының орамасы, айнымалы тоқ машиналарынікі сияқты тұзақтық және толқындық болып бөлінеді (4.10 – сурет), олардың ұштары коллектор қаңылтырларына жалғанады. Орамалар өздеріне тұйықталған өткізгіштер жүйесіне байланысты, қарапайым немесе күрделі болып келеді. Якорь орамасының негізгі элемент (бөлім) секция болады. Секцияның якорь орамасының, бірінен – бірі жалғасқан екі коллектор қаңылтырларына ұштарымен жалғасқан бөлігі.

Секция бір немесе бірнеше орамдардан тұруы мүмкін (4.11 – сурет) секцияның ені мүмкіндігінше, якорь полюсінің бөліктеріне бірдей етіп таңдап алынады:

 

мұндағы – көршілес полюстер өсінің арасындағы якорь шеңбері бойынша, қашықтыққа тең паолюстік бөліну; 2р – тұрақты тоқ машинасының полюстер саны; D – якорьдің сыртқы шеңбері. Секцияның жақтары якорь ойықтарына, әдетте екі қабат болып, оның бір жағы ойықтың жоғарғы қабатында, ал екінші жағы төменгі қабатта орналасады, ол 4.12 – суретте төрт бұрыш болып, әртүрлі түске боялған.

4.12 – сурет. Бөлімдерге екі қабатты етіп төсеу: а-орамды; б- екі орамды; в-үшорамды.

 

Секциялар өзара тізбектей немесе қатарласып орналасуы мүмкін. Мұнда тұйықталған ораманың параллель тармақ саны екіден аз болмауы қажет:

2à 2

 

Орамалардың симетриялылығын сақтау үшін бөлімдердің жалпы саны қатарлас тармақтардың әр қайсысына олардың бүтін саны келетіндей етіп алады, демек:

ñ/à =ê/à=á¾òií ñàí,

 

мұндағы с – секция саны; к – коллектор қаңылтырының саны; а – якорь орамасының параллель тармағындағы жұптар саны; жалпы жағдайда:

 

Ñ=ê=Z_ý

 

мұндағы Z_ý – секция жақтарының жұп қатары санына тең, элементарлық ойын саны (4.12 – сурет).

4.13 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі якорінің шамалы (а) және толқынды орамалардың қадамдары.

 

Орамалар қадамдарымен сипатталады (4.13 – сурет). Бірінші қадам У₁ – бөлімнің ені немесе бөлімнің бас және аяқжақтарының арасындағы қашықтығы. Екінші қадам У₂ – біріншінің аяқ жағы мен келесі бөлімнің бас жағы арасындағы қашықтық.

Қорытынды қадам У – бірінен кейін бірі орналасқан бөлімдердің бас жақтары арасының қашықтығы. Коллектор бойынша қадам У_к – коллектор шеңбері бойынша, бөлімнің басы мен аяғы арасындағы қашықтығы. Бұл қашықтық әдетте коллектордың бөліну санымен өлшенеді. Арасындағы қадамдардың қатынасына қарай орама оң және сол қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Тұрақты орамалар үшін, қорытынды қадам, 4.13 – суретте көрсетілгендей: Ó=Ó₁-Ó₂=Ó_ê. Ó > 0 болса, онда орама оң (айқаспайтын) (4.14а – сурет). Егер Ó<0 болса, онда орама сол (айқасатын) (1.14в-сурет). Сол орама, іс жүзінде қолданылмайды. Ó=Ó₁ болса тұзақты орамасы қарапайым делінеді (4.14а-сурет). Егер Ó=Ó_ê>1 болса, онда шамалы күрделі орама болғаны (4.15-сурет) оны біріне қарағанда екінші ығысқан қарапайым екі орама деп қарауға болады. Бұлар қуаты аз (50кВтқа дейінгі) аса төмен кернеулі (24 Вольтқа дейінгі) және қалыпты кернеулі қуаты жоғары қалыпты (110...120) Вольтты төмендетілген (60...80) Вольтты және төмен (24 Вольтқа дейін) кернеулі машиналарда қолданылады. Толқынды ораманың қорытындылаушы қадамы 4.13в – суретте көрсетілгендей мынаған тең: Ó=Ó₁+Ó₂=Ó_ê. Барлық бөліктері орамаға кіру үшін бөліктердің ені осындай болғанда, якорь шеңберін бір орап шыққан соң, ораманың басы мен аяғы бірінен бірі "n" қарапайым ойықтарға ығысады.

4.14 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі якорінің қарапайым шамалы ормалары: а- оң (қиылыспайтын); в-сол (қиылысатын).

4.15 – сурет. Тұрақты ток мәшинесі якорінің күрделі шамалы ормасының бөлігі у=ук=2.

 

Қорытындылаушы қадамдар жұп полюстер санына теңелуге тиіс болғандықтан, толқынды орамның қорытындылаушы қадамы былай өрнектеледі:

Ó=(ñ ± n) /P

 

мұндағы «-» айқаспайтын (оң) орамға; «+» айқасатын (сол) орамға сәйкес келеді. 4.16 – суретте қарапайым оң және сол орамалар көрсетілген. Толқынды орамалар үшін қатарлас жұп тармақтар санына қарапайым ойықтар санына n тең, демек: a=n. Осыны ескерсек (4.5) теңдеуі мына түрге келеді:

ó=(ñ±n)/ð=(ê±à)/ð=ó_ê

болғанда толқынды қарапайым орамы болады. a=1 болса толқынды күрделі орамашығады. Толқынды қарапайым орама үшін (a=1) теңдеуі мына түрге келеді:

ó=(ñ±1)/ð

 

қорытындылаушы қадам (у) тұтас емес, бөлшек саны болуы мүмкін, ол технологиялық жағынан орындалмайтын іс. Мұндай жағдайда коллекторға қосылмаған немесе жасанды түрде «орамаға тұйықталған» «өлі» секцияны пайдалану делінетін жасанды тәсілге барады. Толқынды қарапайым орама, қуаты төмен (50 кВт-қа дейін) кернеуі қалыпты (110...120) Вольттық және орташа қуаты (50...500) кВт, қуаты жоғарылатылған (440...600) В және жоғарғы кернеулі машиналарда қолданылады.

4.16 – сурет. Толқынды қарапайым орама: а-сол; в-оң.

 

Толқынды қарапайым орамдар, якорьлық орамалардың ішінде ең көп тараған түрі, олар қуаты аз, орташа қуатты, кернеуі 110-нан 600 Вольтқа дейінгі машиналарда қолданылады. Оның қарапайым жылу орамаларынан артықшылығы, оның полюс саны қанша болса да, тек қана екі тармақты және жұп полюстер саны бірден артық P>1 болғанда, өткізгіш аз жұмсалады. Олардың қимасы үлкен болғанына қарамастан, өткізгіш саны аздығы ораманы жасауды жеңілдетеді. Оның маңыздығы одан кем емес, тағы бір артықшылығы, теңестіргіш жалғаманы керек етпейтіні, ол тұзақты қарапайым орамада мүмкін емес. Тексергіш жалғама дегеніміз, ораманың теориялық потенциялы бірдей нүктелерін қосатын өткізгіштер. Олар орамының астында жатқан би полярлы тармағында потенциалдар туғызуға арналған. Ораманың жеке тармағындағы ЭҚК – тің теңсіздігі, полюстер арасындағы ауа саңылауның біртегіс болмауын шақырады, ол коллектордағы щеткінің орналасу симетриясыздығынан, якорьдің эксцентритетінен, құйма қаңқадағы бедерлерден және т.б. болады. Теңестірме тоқторы орманы, якорді және щеткіні қосымша жүктейді, содан машинаның жұмыс жағдайын нашарлатады, шығынын арттырады, қызуы жоғарылайды және ЭҚКі төмендейді.

Толқынды күрделі орама a>1 дегеніміз толқынды «а» қарапайым орамалар, олар якорьге ойық саны мен коллектор қаңылтырларының саны қарапайым толқынды бір орамаға қажетті санынан «а» рет артық салынуы. Тәжрибеде олар салыстырмалы түрде аз кездеседі және кернеуі жоғарылатылған қуаттылығы орташа машиналарда кездеседі.

 

Тұрақты тоқ машиналары жүктелгенде оның магнит өрісі негізгі полюс