Elektr tashuvchi shuntlar – Formulalar va tenglamalar

Transformerlar elektr tizimlari sohasidagi eng keng tarqalgan turdagi elektr jihozlardan biri bo'lib, ularni elektr texnikasining bir qancha sohalarida, o'z ichiga elektr tarmog'ini ham olgan holda, topish mumkin. Shuning uchun, elektr inzheneri pozitsiyasida, transformatorning ishlash shartlarini aniqlash uchun uning turli xil xususiyatlarini hisoblash zarur bo'ladi. Bu maqsadga erishish uchun, quyidagi bo'limlarda aytib o'tilishi kerak bo'lgan standart tenglamalardan foydalanish lozim.

Transformer nima?

Transformer bu, talablarga mos ravishda elektr tizimlari orqali voltaj darajasini o'zgartirish maqsadida ishlatiladigan statik alternativ tokli elektr jihozidir. Bu, voltajni oshirish yoki kamaytirishni anglatishi mumkin. Transformer orqali voltaj va tok darajasi o'zgartirilishi mumkin, lekin chastota o'zgarmaydi.

Transformer turlari

Transformer ishlayish usuliga qarab quyidagi uch toifaga ajratilishi mumkin:

• Voltajni pastki darajadan oshirish uchun step-up (oshiruvchi) transformer ishlatiladi.

• Voltaj darajasini yuqori darajadan pasaytirish uchun step-down (pasaytiruvchi) transformer ishlatiladi.

• Aylanma transformer voltajni o'zgartirmaydi, balki ikkita mustaqil elektr tarmog'ini elektr jihatdan ajratadi. Boshqa nomi 1-1 transformerdir.

Transformer EMF tenglamasi

"Transformer EMF tenglamasi" termini, transformator saralari ichida induksiya qilinadigan elektromagnit maydon (EMF) qiymatini aniqlovchi matematik formulani anglatadi.

Asosiy saralarning elektromagnit maydoni uchun tenglama quyidagicha:

E1=4.44fϕmN1=4.44fBmAN1

Ikkinchi sarovning elektrmagnit maydoni uchun tenglama quyidagicha:

E2=4.44fϕmN2=4.44fBmAN2

Bu yerda,

f - ta'minot chastotasining frekvensiyasi,

ϕm – asosiy qismdagi maksimal flux,

Bm– asosiy qismdagi maksimal flux chegarasi,

A – asosiy qismning kesim maydoni,

N1 va N2 – asosiy va ikkinchi sarovlardagi spirallar soni.

Transformerning spiral nisbati

Transformerning spiral nisbati asosiy tomonidagi spiral soni (N1) va ikkinchi tomonidagi spiral soni (N2) nisbatiga teng bo'lib aniqlanadi.

Spiral nisbati=Asosiy spiral soni(N1)/Ikkinchi spiral soni(N2)

Transformerning voltaj nisbati

“Voltaj nisbati” termini transformerning alternativ toki (AC) chiqish voltajini va uning alternativ toki (AC) kirish voltajini o'rtasidagi munosabatni ifodalaydi. U K bilan belgilanadi.

Voltaj nisbati,

K=Chiqish voltaji (V2)/Kirish voltaji (V1)

Transformerning toki nisbati

“Toki nisbati” termini transformerning chiqish tokining, ya'ni ikkinchi tomondagi spiral orqali o'tkazilayotgan toki, va kirish tokining, ya'ni asosiy tomondagi spiral orqali o'tkazilayotgan toki orasidagi nisbatni ifodalaydi.

Toki nisbati,

K=Secondary winding current(I2)/Primary winding current(I1)

Current Transformation Ratio, Voltage Transformation Ratio va Turns Ratio orasidagi munosabat

Quyidagi formulaning turns ratio, voltage transformation ratio va current transformation ratio orasidagi bog'liqlikni ko'rsatadi:

Turns Ratio =N1/N2=V1/V2=I2/I1=1/K

Bu holatda, voltage transformation ratio current transformation ratio orqali qaytariladi. Bu sabab shundaki, transformator voltajni oshirganda, uning bir xil proporsiya bilan elektr toki (current) ni pasaytiradi, shuningdek, core ichidagi magnetic field strength (MMF) ni doimiy darajada saqlash uchun.

MMF Transformer Equation

Magnetomotive Force (MMF) deb belgilanadi. Transformatorning amper-turn reytingi MMF ning boshqa nomi. Transformatorning core ichidagi magnetic flux MMF orqali yaratiladi. U windingdagi spirallar sonini va undan o'tkazilayotgan tokni ko'paytirib aniqlanadi.

Primary winding, MMF=N1I1

Ikkinchi voqegan, MMF=N2I2

Bu yerda,

I1-Transformatorning birinchi voqegidagi oqim

I2– Transformatorning ikkinchi voqegidagi oqim

Transformatorning voqealarining ekvivalent qarshiligi

Mis’al uchun, transformatorning birinchi va ikkinchi voqealarini ishlab chiqarishda moslashgan kabilka ko’pincha foydalaniladi. Natijada, ular chekli qarshilikga ega bo’lsa-da, bu juda past bo’ladi. R1 birinchi voqeganing qarshiligini belgilash uchun ishlatiladigan belgi, R2 ikkinchi voqeganing qarshiligini ifodalash uchun ishlatiladigan belgidir.

Transformatorning butun shematikasiga, ya'ni birinchi yoki ikkinchi tomoniga murojaat qilganda, transformatorning voqealarining ekvivalent qarshiligi beriladi.

Shunday qilib, transformatorning birinchi tomonidagi voqealarining ekvivalent qarshiligi quyidagicha hisoblanishi mumkin:

R01=[R1+R′2]=[R1+(R2/K2)]

Transformatorning ikkinchi tomonidagi viklarining ekvivalent qarshiligi quyidagicha hisoblanishi mumkin:

R02=[R2+R′1]=[R2+(R1K2)]

Bu yerda,

R1 ′ birinchi tomondagi vikning ikkinchi tomonga nisbatan qarshiligini ifodalaydi,

R2 ′ ikkinchi tomondagi vikning birinchi tomonqa nisbatan qarshiligini ifodalaydi,

R1 birinchi tomondagi vikning qarshiligini ifodalaydi,

R2 ikkinchi tomondagi vikning qarshiligini ifodalaydi,

R01 transformatorning birinchi maydoniga nisbatan ekvivalent qarshilikni ifodalaydi,

R02 transformatorning ikkinchi maydoniga nisbatan ekvivalent qarshilikni ifodalaydi.

Transformator saralari bo'lgan chiqindiligi

"Transformator saralari bo'lgan chiqindiligi" termini transformatorning magnitli fluxining chiqishidan olingan induktiv reaktansni ifodalaydi.

Birinchi saraga nisbatan,

X1= E1/I1

Ikkinchi saraga nisbatan

X2= E2/I2

Bu tenglamada,

X1 birinchi saraning chiqindiligi,

X2 sekundariy navfilingizlik reaktansi,

E1 birinchi navfining o'ziga kattalashtirilgan elektromagnit maydoni, va

E2 ikkinchi navfining o'ziga kattalashtirilgan elektromagnit maydoni.

Transformator navflarining ekvivalent reaktansi

Transformatorning birinchi va ikkinchi navflarining umumiy reaktansi, jami reaktansga qo'shiladi, bu ekvivalent reaktans deb ataladi.

Transformatorning birinchi navfasiga qo'yiladigan ekvivalent reaktansi quyidagicha:

X01=[X1+X′2]=[X1+(X2/K2) ]

Transformatorning ikkinchi navfasiga qo'yiladigan ekvivalent reaktansi quyidagicha:

X02=[X2+X′1]=[X2+(K2X1)]

Bu tenglamada,

X1‘ sekundar tomonidagi asosiy o'g'itning chiqarilish reaktansiyasini ifodalaydi, va

X2‘ asosiy tomonidagi sekundar o'g'itning chiqarilish reaktansiyasini ifodalaydi.

Transformator o'g'itlarining umumiy impedansiyasi

“Transformator o'g'itlarining umumiy impedansiyasi” termini o'g'it qarshiliklari va chiqarilish reaktansiyalarining birlashtirilgan ta'siriga ko'ra yuzaga keladigan qarshilikni ifodalaydi.

Transformator asosiy o'g'itining impedansiyasi quyidagicha belgilanadi

Z1=√R21+X21

Transformator sekundar o'g'itining impedansiyasi quyidagicha belgilanadi

Z2=√R22+X22

Transformerning asosiy tomonida, ekvivalent impedans quyidagicha hisoblanadi:

Z01=√R201+X201

Transformerning ikkinchi tomonida, ekvivalent impedans quyidagicha hisoblanadi:

Z02=√R202+X202

Transformerning kirish va chiqish voltajlari tenglamalari

Transformerning ekvivalent shematikasida, KVL formulasi transformerning kirish va chiqish voltajlari uchun tenglamalarni olish uchun ishlatiladi.

Transformerning kirish voltaji uchun tenglama quyidagicha yozilishi mumkin:

V1=E1+I1R1+jI1X1=E1+I1(R1+jX1)=E1+I1Z1

Transformatorning chiqarilgan voltajini ifodalovchi tenglama quyidagicha yozilishi mumkin:

V2=E2−I2R2−jI2X2=E2−I2(R2+jX2)=E2−I2

Transformator yo'qotmalar

1). Markaziy yo'qotma &

2). Misiyo yo'qotma

transformerdagi paydo bo'lishi mumkin bo'lgan ikki turdagi yo'qolishlar.

1). Markaziy yo'qolishlar

Histeresis yo'qolishi va doira tebranmalari yo'qolishi transformatorning umumiy markaziy yo'qolishiga hissa qo'shadi, bu quyidagicha ifodalash mumkin:

Markaziy yo'qolish=Ph+Pe

Shunday holatda, histeresis yo'qolishi markaziy qismda paydo bo'lgan magnit reversiyasi tufayli yuz beradi.

Histeresis yo'qolishi,Ph=ηB1.6maxfV

Qo'shimcha, doira tebranmalar yo'qolishi markaziy qism ichida oqib boruvchi doira tebranmalar tufayli yuz beradi.

Doira tebranmalar yo'qolishi,Pe=keB2mf2t2

Bu yerda,

η – Steinmetz koeffitsienti,

Bm– Maksimalni flux tortshilik,

Ke– Virlanish tokining doimiy koeffitsienti,

f – Magnetik fluxning teskari o'zgarish chastotasi, va

V – Mag'nat ruxnaxonining hajmi.

2). Misk kalit qismidagi yo'qolish

Misk kalit qismidagi yo'qolish transformatorning virlanishlari yuqori qarshilikka ega bo'lgan natijasida paydo bo'ladi.

Misk kalit qismidagi yo'qolish=I21R1+I22R2

Transformatorning voltaj nazorati

Transformatorning chiqish voltajining boshsiz yukdan to'liq yukga o'tishda paydo bo'lgan o'zgarish transformatorning voltaj nazorati deb ta'riflanadi va u transformatorning boshsiz yuk voltajiga nisbatan o'lchanadi.

Voltaj nazorati=(Boshsiz yuk voltaji -To'liq yuk voltaji)/Boshsiz yuk voltaji

Transformatorning samaradorligi

Transformatorning samaradorligi chiqish quvvatining o'ngir quvvatiga nisbatan aniqlanadi.

Samaradorlik,η=Chiqish quvvati(Po)/O'ngir quvvat(Pi)

Samaradorlik,η=Chiqish quvvati/(Chiqish quvvati+Yoyilishlar)

Barcha yuk shartlari ostidagi transformatorning samaradorligi

Quyidagi formula aniq yuk shartida transformatorning samaradorligini aniqlash uchun ishlatiladi:

η= x × to'liq yuk kVA×quvvat faktori/(x × to'liq yuk kVA×quvvat faktori)+Yoyilishlar

Kunduzgi transformatorning samaradorligi

Transformatorning kunduzgi samaradorligi 24 soat davomida chiqish energiyasi (kWh)ning o'ngir energiyasiga (kWh) nisbatan aniqlanadi.

ηkunduzgi=Chiqish energiya kWh / O'ngir energiya kWh

Transformatorning maksimal samaradorligi sharti

Agar transformatorning markaz yoyilishlari va mosh yoyilishlari bir-biriga teng bo'lsa, transformatorning samaradorligi maksimal bo'ladi.

Shuning uchun, transformatorning maksimal samaradorligini ko'rsatish uchun

Misyol zarari=yadro zarari

Transformatorning maksimal samaradorlig yuk intensivligiga mos keladi

Transformatorning maksimal samaradorlig uchun yuk intensivligi (yoki ikkinchi bo'lg'a intensivligi) quyidagicha beriladi,

I2=√Pi/R02

Xulosa

Bu maqola elektrik transformatorlarining eng muhim formulalarini tushuntirdi, bu formulalar elektr injiniring o'quvchilari va har bir elektr injiniring mutaxassisi uchun juda muhimdir.

E'lon: Asl nusxani hurmat qiling, yaxshi maqolalar ulashishga xos, agar huquqlar buzilsa, iltimos, o'chirishni so'rang.