Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
jomartov_elektrlik_umk_kz.pdf
Скачиваний:
306
Добавлен:
13.03.2015
Размер:
1.33 Mб
Скачать

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Ө. А. Байқоңыров атындағы тау-кен институты «Тасымалдау және кен машиналары» кафедрасы

СТУДЕНТТЕРДIҢ ПӘНДІК ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

«Электрлік машиналар»

“050724 – Технологиялық машиналар және жабдықтар” мамандығы үшін

Алматы 2008

Қ.И. Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ «050724 – Технологиялық машиналар және жабдықтар» мамандығының студенттеріне арналған«Электрлік машиналар» пәні бойынша оқуәдістемелік кешен.

Құрастырушылар: Жомартов Б.А., аға оқытушы, Ефремова Ю.И. т.ғ.к., аға оқытушы, Сарсенбаев Е., оқытушы.

Аңдатпа. Оқу-әдістемелік кешен «050724 – Технологиялық машиналар және жабдықтар» мамандығында оқитын студенттерге арналған. Ол электрлік машиналардың қазіргі жүйелермен, өнеркәсіптік электрожабдықтардың басқару қасиеттерімен жәнекен машиналарын электрожабдықтарына пайдалану талаптарымен танысуды қамтамасыз ететін материалдарды қосады. Мамандықтың кәсіптік талаптарымен сәйкес пәнді үйрену нәтижесінде студент келесілермен танысуы тиіс.

-технологиялық машина жетегінде қолданылатын электрлік машиналардың жұмыс істеу принципі және конструкциясымен;

-

электрлік машиналардың негізгі буындары мен элементтерін жобалау және

 

есептеу әдістемелерімен;

-электрожетектердің әртүрлі жүйесінің электромеханикалық және реттеуші қасиеттері туралы түсініктермен;

-технологиялық, кен және тұрақты машиналармен қондырғыларға қолданылатын автоматтандырылатын электрожетекті жобалау әдістерімен.

Оқу - әдістемелік кешенді қолданып студент оқу пәнінің теориясы менпрактика сұрақтарын, оқу уақытын өте ұтымды қолданып жоспарлауды өз бетімен терең игеру мүмкіндігін алады.

ОӘК осы пәнді игеруге қажетті білімнен, іскерліктен және дағдылардан тұрады.

© Қ.И. Сəтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университетi, 2008.

3

1 ПӘННІҢ ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ - SYLLABUS

Сабақты жүргізетін оқытушы туралы мәліметтер:

Жомартов Бағдат Атымтайұлы – аға оқытушы.

Түйіспелі ақпарат: 8(3272)92-54-78, қосымша 4-14. Е – mail:@topmail.KZ.

Тж/еКМ кафедрасында болу уақыты 1100 – 1600, 220 бөл ТМF корп.

Пән туралы мәліметтер:

Атауы – «Электрлік машиналар» Кредиттер саны – 3.

Сабақ жүргізу орны сабақ кестесі бойынша.

1-кесте

Оқу жоспарының көшірмесі

 

Семестр

Кредиттер

 

Апталық академиялық сағат саны

 

 

Курс

сабақтар

сабақтар

сабақтар

 

ауд.

офис

 

Бақылау

 

 

 

Дəрістік

Тəжір-лік

Зертхан.

СӨЖ

СОӨЖ

Барлығы

формасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

4

7

3

2

 

1

3

1

2

9

Емтихан,

 

тест

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Пререквизиттер: Осы пәнді оқып үйренуге қажетті сабақтас пәндерге(мамандықтың жұмыстық оқу жоспары бойынша пәндер тізімі) жататындар:

-математика 1,2;

-физика 1,2;

-информатика (ақпарат тану);

-теориялық механика;

-механизмдер және машиналар теориясы;

-материалтану және констуркциялық материалдар теориясы;

-электротехника;

-стандарттау, сертификаттау және техникалық өлшеулер;

-электрлік машиналар.

1.4 Постреквизиттер:

Осы пән білімін пайдаланатын пәндерге(мамандықтың жұмыстық оқу жоспары бойынша) жататындар:

-жүк көтеру машиналары;

-ГМГ және ГПА жасау технологиясы;

-технологиялық машиналарды жөндеу;

-желдетпе, желдеткіш және ауалық қондырғылар; - шахталық тұрақ қондырғылар.

1.5 Пəннің қысқаша сипаттамасы Пəнді оқыту мақсаты

Энергияның электр механикалық түрлендіру процестерін теориялық жəне тəжірибелік білімдерін, электр машиналарының құрылыстарын, олардың қасиеттерін, сипаттамаларын, пайдалану ережелерін игеру.

Пəнді оқыту мəселелері

Курсты оқу нəтижесінде студенттер мыналарды білу керек:

- Электр машиналардың жəне трансформаторлардың əртүрлі типтерінің жұмыс істеу принципін жəне құрылысын;

4

- Əртүрлі

жұмыс

істеу

режимдері

кезінде

электр

машиналарында

трансформаторларда

өтетін

физикалық құбылыстарды

 

жəне

олардың математикалық

белгіленуін;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Электр машиналарының жəне трансформаторлардың негізгі сипаттамаларын.

 

 

1.6 Тапсырмалардың тізімі мен түрлері жəне оларды орындау графигі

2-кесте

 

 

Тапсырмалардың түрлері жəне оларды орындау мерзімі

 

 

 

 

 

Бақылау

Жұмыс

 

 

 

 

 

 

Ұсынылатын

 

Тапсыру

 

 

 

 

Жұмыстың тақырыбы

 

 

 

əдебиет

 

 

 

түрі

түрі

 

 

 

 

 

беттерінің

 

мерзімі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

көрсетілуімен

 

 

 

 

1

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

6

 

 

Ағымдық

Л-1

 

Тəуелсіз қоздырғышты тұрақты

 

 

3

нег. [437-

 

2 апта

 

 

бақылау

 

 

токты қозғалтқыштың механикалық

 

448]

 

 

 

 

 

 

 

сипаттамасын зерттеу.

 

 

6

қос.

[108-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

118]

 

 

 

 

 

 

Л-2

 

Тəуелсіз қоздырғышты тұрақты

 

 

3

нег. [48-55]

 

4 апта

 

 

 

 

 

токты қозғалтқыштың

 

 

6

қос.

[108-

 

 

 

 

 

 

 

жылдамдықтық жəне механикалық

 

122]

 

 

 

 

 

 

 

 

сипаттамасын зерттеу.

 

 

7

қос. [3-12]

 

 

 

 

 

Л-3

 

ЭЕМ-да күштік

 

 

 

3

нег. [13-75]

 

6 апта

 

 

 

 

 

трансформаторының негізгі

 

 

9

қос.

[108-

 

 

 

 

 

 

 

параметрлерін зерттеу.

 

 

121]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

қос. [28-41]

 

 

 

 

 

Л-4

 

«MATLAB» ортасында

 

 

3

нег. [48-55]

 

8 апта

 

 

 

 

 

оқытылыатын бағдарлама

 

 

7

қос. [8-21]

 

 

 

 

 

 

көмегімен компьютерде тұрақты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

токты қозғалтқыштың

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

динамикасын және механикалық

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сипаттамасын зерттеу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л-5

 

«MATLAB» ортасында

 

 

3

нег. [182-

 

10 апта

 

 

 

 

 

оқытылыатын бағдарлама

 

 

210]

 

 

 

 

 

 

 

 

көмегімен компьютерде тұрақты

 

 

7

қос. [3-30]

 

 

 

 

 

 

 

токты қозғалтқыш пен асинхронды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

машинаның динамикасын және

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

механикалық сипаттамасын

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зерттеу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л-6

 

Компьютер көмегімен кернеудің

 

 

2

нег. [255-

 

12 апта

 

 

 

 

қарқынды реттегіштер моделінің

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

264]

 

 

 

 

 

 

 

 

схемаларын зерттеу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

қос.

[213-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

218]

 

 

 

 

 

 

Л-7

 

ЭЕМ-да тұрақты токты электрлік

 

 

2

нег. [255-

 

14 апта

 

 

 

 

 

машинаның динамикасы мен

 

 

264]

 

 

 

 

5

 

 

механикалық сипаттамасын зерттеу

7 қос. [3-30]

 

 

 

 

 

 

Аралық

ӨЖ-1

Вариант бойынша сұрау

Қосымша тізім

6 апта

бақылау

 

 

 

ӨЖ-2

Вариант бойынша сұрау

 

11 апта

 

бойынша

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тест

Емтихан

 

16-18

 

 

 

апта

 

 

 

 

1.7 Əдебиет тізімі

Негізгі

 

 

 

 

 

 

1.Костенко М.П., Питровский Л.М. Электрические машины(части 1 и 2). М.: Энергия, 1975.

2.Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1971.

3.Кацман М.М. Электрические машины. М.: АКАДЕМА, 2003.

4.Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. Изд.6.-М.: Энергоиздат, 1981.

5.Мартынов М.В., Переслегин Н.Г . Автоматизированный электропривод в горной промышленности.-М.: Недра, 1977.

 

 

 

Қосымша

 

 

 

 

6.

Кацман М.М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам и

электрическому приводу.-М.: АКАДЕМА, 2004.

 

 

 

 

7.

Ефремова

Ю.И Исследование

элементов

и

устройств

систем

управлени

электроприводом. М.У. к лабораторным работам: Алматы: КазНТУ, 2008.

 

 

8.Ильинский Н.Ф. Учебное пособие для Вузов – М.: МЭИ, 2003.

9.Герман-Галкина С.Г., Кардонова Г.А. «Электрические машины. Лабораторные работы на П.К.»-СП6:КОРОНАпринт, 2003.

10.Герман-Галкина С.Г. Силовая электротехника: Лабораторные работы на П.К. -

СП6:КОРОНАпринт, 2002.

11. Т.С. Малдыбаева. Электрические машины. Методические указания к самостоятельной работе студентов (СРС). Для студентов специальности 3308, 1402. Алматы: КазНТУ, 2002.

1.8 Білімді бақылау жəне бағалау

 

 

Рейтинг пайыздарының (%) бақылау түрлері бойынша бөлінуі

 

3-кесте

 

 

 

 

 

 

 

Вариант нөмірі

 

Қорытынды

 

 

Бақылау түрі

 

 

Пайыздар (%)

 

 

 

 

 

 

 

бақылау түрі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Емтихан

 

 

Қорытынды бақылау

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шектік бақылау

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аралық бақылау

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

«Электр машиналары» пəні бойынша оқу процесінің

 

 

 

4-кесте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

күнтізбелік графигі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Апталар

1

2

 

3

 

4

5

6

7

8

9

10

I1

12

13

 

14

15

 

 

Бақылау

Л1

Л1

 

Л2

 

Л2

Л3

Л3

АБ2

Л4

Л4

Л5

Р

Л6

Л6

 

Л7

АБ2/

 

 

түрі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л5

 

 

 

 

 

Л7

 

Бақылау

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дың

1

1

 

1

 

1

1

1

1

1

1

1

2

1

 

1

 

1

2

 

 

апталық

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

саны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Бақылау түрі: АБ – аралық бақылау, Р – реферат, Л – лабораториялық сабақ.

Студенттің семестрдегі жалпы жинаған балы ³ 30 балл болғанда ғана емтихан тапсыруға жіберіледі. Емтиханда ³20 балл жиналғанда ғана тапсырылды деп есептеледі. Пəн бойынша қорытынды баға төмендегі баған бойынша анықталады (5-кесте).

 

Студенттің білімін бағалау

5 – кесте

 

 

 

Баға

Əріптік

Рейтингілік балл

Баллмен

 

 

эквивалент

(пайызбен %)

 

 

Өте жақсы

А

95-100

4

 

 

 

 

 

 

 

А-

90-94

3,67

 

Жақсы

В+

85-89

3,33

 

 

В

80-84

3,0

 

 

В-

75-79

2,67

 

Қанағаттанарлық

С+

70-74

2,33

 

 

С

65-69

2,0

 

 

С-

60-64

1,67

 

 

D+

55-59

1,33

 

 

D

50-54

1,0

 

Қанағаттанарлық емес

F

0-49

0

 

Модуль бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар тізімі

1 модуль бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар

1.Трансформаторлар. Құрылысы мен жұмыс істеу принципі.

2.Трансформаторлардың классификациясы.

3.Трансформаторлардың алмастыру схемасы. Алмастыру схемаларының параметрлерін анықтау.

4.Келтірілген трансформатор.

5.Трансформатордың бос жүріс жəне қысқаша тұйықталу режимд(схерімалар, параметрлер).

6.Трансформатордың сыртқы сипаттамасы.

7.Трансформатордың шығындары жəне ПƏК-і.

8.Трансформатор орамаларының қосылу топтары.

9.Трансформатордың параллель жұмысы.

10.Трансформатордың параллель жұмысының шарттары.

11.Трансформатор орамаларының ЭҚК-і.

12.Жоғарылатқыш жəне төмендеткіш трансформаторлар.

13.Трансформатордың трансформация коэффициенті.

14.Трансформатордың магнитөткізгішін неге электртехникалық болат қаңылтырлардан жинайды?

15.Егер трансформатордың номиналды қуаты жəне кернеуі белгілі болса, трансформатор орамаларының номинал токтарын қалай анықтайды?

16.Трансформаторда энергияның қандай шығындары орын алады жəне олар неге байланысты?

17.Бір фазалы трансформатордың құрылысы.

18.Үш фазалы трансформатордың құрылысы.

19.Трансформатордың екінші ретті орамасы үзілген кезде неге ваттметр бірінші ретті ораманың тізбегінде магнит шығындарын өлшейді?

7

20. Неге трансформатордың бос жүріс режимінде оның өзекшесі қызады, ал орамалары қызбайды?

2 модуль бойынша бақылау жүргізуге арналған сұрақтар

1.Машина қыспақтарының белгіленбеуі кезінде статордың əр фазасының басын жəне соңын қалай анықтайды?

2.Асинхронды қозғалтқыштың роторының айналу жылдамдығын стробоскопты əдіспен қалай өлшейді?

3.Роторы қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштың қандай артықшылықтары мен кемшіліктері бар?

4.Асинхронды қозғалтқышты қысқа уақытта қанша рет жүктеуге болады?

5.Роторы қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштың іске қосу тогын шектеудің қандай тəсілдері бар?

6.Асинхронды қозғалтқыштың білігіндегі қуатты өзгерткен кезде, қуат коэффициенті қалай өзгереді?

7.Асинхронды қозғалтқыштың роторының тізбегіне қосылатын реостаттың мəні неде?

8.Асинхронды қозғалтқыштың бос жүріс жəне қысқаша тұйықталу сынақтарын не үшін жүргізеді?

9.

Асинхронды

қозғалтқыштың

шеңберлік

диаграммасы

нені

, білдіредіқалай

 

тұрғызылады жəне тəжірибелік мəні қандай?

 

 

 

10.

Асинхронды қозғалтқыштарда қандай шығындар орын

алады

жəне олар неге

 

байланысты болады?

 

 

 

 

11.Асинхронды қозғалтқыштың айналу моменті жəне сырғуы(скольжение) тура пропорционалды тəуелділікпен байланысты деп қандай жағдайларда айтуға болады?

12.Асинхронды машинаның мүмкін жұмыс істеу режимдерін атаңыз.

13.Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы дегеніміз не?

14.Бір асинхронды машинада қанша механикалық сипаттамалар болуы мүмкін?

15.

Асинхронды

қозғалтқыштың

шеңберлік

диаграммасы

қандай

мақсаттар

 

қолданылады?

 

 

 

 

 

 

16.

Шеңберлік диаграммада мыналарды көрсетіңіз: келтірілген қуатты, пайдалы қуатты,

 

 

бос жүріс шығындарын, статор жəне ротор орамдарындағы шығындарды, максимал

 

 

іске қосу моментін.

 

 

 

 

 

17.

Өнеркəсіпте

асинхронды

қозғалтқыштарды

іске

қосудың

қандай

тəсілдер

 

қолданылады?

 

 

 

 

 

 

18.Асинхронды қозғалтқыштың роторы қозғалмай тұрған кездегі жұмысы.

19.Асинхронды қозғалтқыштың роторы айналып тұрған кездегі жұмысы.

20.Асинхронды қозғалтқыштың электрмагниттік моменті.

Аралық аттестациялауды жүргізуге арналған сұрақтар тізімі.

1. Трансформация коэффициенті дегеніміз не? Фазалық трансформация коэффициенті сызықты трансформация коэффициентінен қалай ажыратылады?

2. Трансформатордың бос жүріс тогы жəне бос жүріс шығыны дегеніміз? Оларне қандай бірліктерде көрсетіледі?

3.Трансформатордың бос жүрісі үшін алмастыру схемасы қандай түрге ие болады?

4.Трансформатордың қысқа тұйықталу тогы жəне қысқа тұйықталу шығыны дегеніміз не? Олар қандай бірліктерде көрсетіледі?

5.Екі орамалы трансформатордың кернеуінің өзгеруі деп нені айтамыз? Ол қандай бірліктерде көрсетіледі?

6.Үш фазалы трансформатордың құрылысы қандай? Магнитөткізгіштің құрылысын түсіндіріңіз.

7.Өзекті жəне броньді типті бір фазалы трансформаторлардың құрылысы қандай?

8.Неге төмендеткіш қосалқы станцияларда орнатылған трансформаторлық қуатты бөлу қажеттілігі туады?

8

9. Трансформаторларды параллель жұмысқа қосу кезінде қандай шарттар ескерілуі қажет?

10.Егер қысқа тұйықталу кернеулері тең емес жəне іске қосудың қалған шарттары орындалса, параллель жұмыс істеп тұрған трансформаторлардың жүктеме токтары қалай таратылады?

11.Трансформатордың орамаларының қосылу топтары дегеніміз не?

12.Орамалардың қосылу топтарын қандай тəсілдермен өзгертуге болады?

13.Синхронды генератордың құрылысын түсіндіріңіз.

14.Роторы қысқа тұйықталған үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың құрылысын жəне жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз.

15.Роторы қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштарды іске қосу тəсілдерін атаңыз.

16.Қозғалтқышты торапқа тура қосу кезінде іске қосу бастапқы токтың еселігі қандай мəндерге жетеді?

17.Кернеудің шамасын төмендеткен кезде қозғалтқышты іске қосу қажеттілігі немен байланысты?

18.Қозғалтқыштың іске қосу тогы жəне моменті кернеуге тəуелді болады?

19.Жұлдызшадан үшбұрышқа ауыстырып қосу арқылы қозғалтқышты іске қосу тəсілінің қолданылуы қандай жағдайда мүмкін?

20.Жұлдызшадан үшбұрышқа ауыстырып қосу арқылы қозғалтқышты іске қосу кезінде бастапқы іске қосу тогы мен момент қанша есе азаяды?

1.9Курстың саясаты жəне процедурасы

Студенттің міндеті сабақтың барлық түріне қатысу жəне өзіндік жұмыс бойынша рефераттарды оқу процесінің күнтізбелік графигіне сəйкес тапсыру. Қатыспаған дəрістік сабақтарын (себептің түріне байланыссыз) қайта тапсыру үшін тыңдалмаған тақырыптар бойынша реферат жазады, ал лабораториялық сабақтарға қатыспаса оқытушы белгілеген уақытта тапсырады. Сабаққа қатысу міндеттілігі оқу-əдістемелік материалдың санының аздығына байланысты.

2НЕГІЗІГ ТАРАТЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДЫҢ МАЗМҰНЫ

2.1Курстың тақырыпық жоспары

 

 

Сабақ түрлері бойынша сағаттардың бөлінуі

 

6-кесте

 

 

 

 

 

Тақ

 

 

 

 

 

Академия

 

 

 

ыры

Тақырыптың атауы және мазмұны

 

 

лық сағаттар саны

 

 

пты

 

Дәріс

Тәжіри

Зерт

 

СОӨ

СӨ

 

ң

 

 

 

 

тер

белік

хана

 

Ж

Ж

 

номе

 

 

 

 

 

сабақ

лық

 

ауд/о

 

 

рі

 

 

 

 

 

тар

 

 

фис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Кіріспе.

Электр

машиналарының

2

 

1

 

2/1

3

 

 

анықтамасы

жəне

классификациясы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформаторлардың

құрылысы

мен

 

 

 

 

 

 

 

жұмыс істеу принципі. ЭҚК теңдеу.

 

 

 

 

 

 

 

Келтірілген

трансформатор. Электрлік

 

 

 

 

 

 

 

алмастыру схемасы. Бос жүріс режимі.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Қысқа тұйықталу режимі. Қысқа

2

 

1

 

2/1

3

 

 

тұйықталу үшбұрышы. Жүктеме режимі.

 

 

 

 

 

 

 

Трансформатордың толық жəне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жеңілдетілген векторлық

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

диаграммалары. Шықпалық кернеудің

 

 

 

 

 

 

 

өзгеруі. Шығындар мен ПƏК.

 

 

 

 

 

 

 

3

Үш фазалы трансформаторлар.

 

 

2

 

1

2/1

3

 

Магниттік сұлбалар (схемалар).

 

 

 

 

 

 

 

 

Орамалардың қосылу схемалары.

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформаторлардың параллель жұмыс

 

 

 

 

 

 

істеуі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Трансформаторлардың

арнайы

типтері.

2

 

1

2/1

3

 

Автотрансформаторлар.

Өлшеуіштік

 

 

 

 

 

 

трансформаторлар. Жарылуға

қауіпсіз

 

 

 

 

 

 

трансформаторлар.

Дəнекерлеу

 

 

 

 

 

 

трансформаторлары. Реакторлар

 

 

 

 

 

 

 

5

Айнымалы ток машиналар теориясының

2

 

1

2/1

3

 

жалпы

 

сұрақтары. Айнымалы

ток

 

 

 

 

 

 

машиналардың негізгі түрлері. Статор

 

 

 

 

 

 

орамдары.

Айнымалы

ток машиналар

 

 

 

 

 

 

статорының

 

орамаларындағы

. ЭҚК

 

 

 

 

 

Жоғары гармоникалар туралы түсінік.

 

 

 

 

 

 

Жоғары

 

 

гармоникаларға

 

статор

 

 

 

 

 

орамаларының қысқаруы мен

таратылу

 

 

 

 

 

 

əсері.

Айнымалы

ток

 

машина

 

 

 

 

 

орамаларындағы магниттеу күші.

 

 

 

 

 

 

 

6

Асинхронды машиналар. Жұмыс

 

 

2

 

1

2/1

3

 

режимдері. Сырғу мен айналу саны.

 

 

 

 

 

 

 

Ротор айналып жəне айналмай тұрған

 

 

 

 

 

 

 

кездегі үш фазалы асинхронды машина.

 

 

 

 

 

 

 

Электрлік алмастыру схемасы

 

 

 

 

 

 

 

7

Энергетикалық

диаграмма.

2

 

1

2/1

3

 

Электрмагниттік

айналдыру

моменті.

 

 

 

 

 

 

Механикалық

 

сипаттамалар.

 

 

 

 

 

 

Механикалық

сипаттамаға

 

желінің

 

 

 

 

 

кернеуі жəне ротор кедергісінің əсері.

 

 

 

 

 

 

Жұмыстық сипаттамалар.

 

 

 

 

 

 

 

8

Асинхронды қозғалтқыштарды іске қосу

2

 

1

2/1

3

 

əдістері. Айналу жылдамдығын реттеу.

 

 

 

 

 

 

 

Бір фазалы асинхронды қозғалтқыштар.

 

 

 

 

 

 

9

Синхронды машиналар. Құрылысы жəне

2

 

1

2/1

3

 

жұмыс істеу принципі. Синхронды

 

 

 

 

 

 

 

генератордағы якорь реакциясы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Синхронды генераторлардың

 

 

 

 

 

 

 

 

сипаттамалары. Синхронды

 

 

 

 

 

 

 

 

генераторлардың параллель жұмыс

 

 

 

 

 

 

 

істеуі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Синхронды қозғалтқыштарды іске қосу

 

2

 

1

2/1

3

 

əдістері. Синхронды қозғалтқыштың

 

 

 

 

 

 

 

векторлық диаграммасы. Қоздыру тоғы

 

 

 

 

 

 

 

шамасының синхронды қозғалтқыштың

 

 

 

 

 

 

жұмысына əсері. Синхронды

 

 

 

 

 

 

 

 

қозғалтқыштардың жұмыстық

 

 

 

 

 

 

 

 

сипаттамалары. Синхронды

 

 

 

 

 

 

 

 

қозғалтқыштардың бұрыштық

 

 

 

 

 

 

 

 

сипаттамалары.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

11

Синхронды машиналардың арнайы

2

 

1

 

2/1

3

 

 

 

 

түрлері. Синхронды компенсаторлар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Тұрақты ток машиналары.

 

2

 

1

 

2/1

3

 

 

 

 

Құрылымының негізгі элементтері.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якорь орамалары. Якорь орамындағы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭҚК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Электрмагниттік

момент.

Якорь

2

 

1

 

2/1

3

 

 

 

 

реакциясы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Тұрақты ток генераторлары. Тəуелсіз

2

 

1

 

2/1

3

 

 

 

 

қоздырылатын генератор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Генераторлардың өздігінен қоздырылу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шарттары. Параллель жəне аралас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

қоздырылатын генераторлар. Параллель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жұмыс істеуі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Тұрақты

ток

қозғалтқыштары. 2

 

1

 

2/1

3

 

 

 

 

Қозғалтқыштарды іске қосу əдістері.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қозғалтқыштардың

сипаттамалары.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параллель жəне аралас қоздырылатын

 

 

 

 

 

 

 

 

 

қозғалтқыштар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Барлығы

 

 

 

30

 

15

 

30/15

45

 

 

 

2.2 Дəрістік сабақтардың конспектісі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№1

дəріс

конспектісі.

Кіріспе.

Электр

машиналарының

 

анықтамасы

жəне

классификациясы. Трансформаторлардың құрылысы мен жұмыс

істеу принципі. ЭҚК

 

теңдеу. Келтірілген трансформатор. Электрлік алмастыру схемасы. Бос жүріс режимі.

 

 

 

Кіріспе. Электр машиналарының анықтамасы жəне классификациясы.

 

 

 

 

Электр машиналары электр қондырғыларының негізгі элементтері болып табылады. Олар

 

электр

энергияның

көзі(генераторлар) ретінде,

зауыттарда жəне

фабрикаларда, ауыл

 

шаруашылығында, құрылыс жұмыстарында əртүрлі жұмысшы механизмдерді қозғалысқа

келтіретін қозғалтқыш ретінде қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механикалық

энергияны

электр

энергиясына

түрлендіру

 

үшін

арналған электр

машиналары генераторлар деп аталады, ал керісінше электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіру үшін арналған электр машиналары қозғалтқыштар деп аталады.

Электр машиналары сонымен қатар ток түрін(мысалы, айнымалы токты тұрақты токқа), жиілікті жəне айнымалы ток фазалар санын, бір кернеудегі тұрақты токты басқа кернеудегі тұрақты токқа түрлендіру үшін қолданылады. Мұндай машиналар электрмашиналық түрлендіргіштер деп аталады.

Электр машинасы екі негізгі бөліктен тұрады– айналатын ротордан, жəне қозғалмайтын статордан (1.1-сурет).

1.1-сурет. Электр машинасының қарапайым құрылымдық схемасы 1 – статор; 2 – ротор; 3 – подшипниктер.

Электр машиналарына сонымен қатар трансформаторды да жатқызады. Трансформатор дегеніміз электр энергиясын кернеуі бойынша түрлендіруге жəне кернеуді реттеуге арналған электрмагниттік қүрылғы.

Трансформатор латынша түрлендіру деген ұғымды білдіретін сөз.

11

Қазіргі түріндегі трансформаторды мадияр оқымыстылары М.Дери, О.Блати жəне К.Циперновскийлер 1885 жылдары ойлап шығарған.

Трансформатор қажетті электр энергиясын таратқан кездегі шығынын азайту жəне

сымдық материалды үнемдеу мақсатынан келіп туған. О ы

мынадай

қарапайым

мысалдан айқын көруге болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

Қуаты S=1000 кВА электр

 

энергиясын l км қашықтыққа U1=10КВ кернеумен əуе

желісі арқылы жеткізу керек екен делік.

 

 

 

Ток күші

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

=

 

 

 

 

S

=

1000 ×103

 

» 58A

 

(1.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3U1

3 ×10 ×103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Токтың тығыздығын d = 2А

2

деп алса, мұндай ток үшін көлденең қимасының

мм

ауданы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

=

 

=

 

= 29мм2

 

 

 

 

(1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

d

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сым керек болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1=110кВ

 

 

Енді осы электр энергиясын сол қашықтыққа

кернеумен

жеткізетін

болса, ток күші

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

=

 

 

 

 

 

S

 

=

1000 ×10

3

 

» 5A

 

(1.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3U 2

3 ×110 ×103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мұндай ток үшін, қабылдап алған токтын

тығыздығында, сымның

көлденең

қимасының ауданы

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q2

=

 

 

=

5

= 2,5мм2 .

 

 

 

 

(1.4)

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бірінші нұсқа үшін С 1 = glq1

кг сым керек болса, екінші нұсқа үшін С 2 = glq2 кг сым

керек болады. Мұндағы G 1

, G 2

сəйкесті нұсқадағы сымның массалары да, ал у — сым

материалының үлесті тығыздығы. Егер осы екі нұсқадағы сым массаларының қатынасын тапса

G1

=

q1

»

29

» 12, G

1 = 12G2

(1.5)

G2

q2

 

 

2,5

 

 

 

Бұл кернеудің деңгейін арттырса, токтың азаюына байланысты жіңішке сым алуға, ендеше желілік сымның массасын азайтуға болатынын көрсетеді.

Сыммен ток жүргсн кезде ол қызады: мұнда электр энергиясы жылу энергиясына түрленеді де электр кабылдағышқа жетпей электр желісінің бойында шыгындалады. Шығындалған энергияның куаты

 

DP

= 3R l

2

=

3r

l

 

I 2

,

DP

= 3R

I 2

= 3r

l

I 2

(1.6)

 

 

 

 

1

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

q1

1

 

2

2

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q2

 

мұндағы : D Р 1 , D Р2

— бірінші жəне екінші

нұсқаларда шығын

болған энергияның

қуаты; р — сым материалының үлесті кедергісі. Осы екі тендіктің катынасын алса

 

DP

 

q

2

 

æ

I

1

ö

2

 

2,5

æ

58 ö2

 

 

 

 

 

 

 

1

=

 

×

ç

 

 

÷

=

 

 

×ç

 

÷

» 12 ,

 

DP = 12DP .

(1.7)

 

DP

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

q

ç

2

÷

 

 

29 è

5 ø

 

 

1

2

 

2

 

 

1

 

è

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бұдан кернеудің деңгейін арттырса, сымдағы токтың азаюына байланысты, ондағы электр энергиясының шығынының азаятындығы көрініп түр.

Сонымен, егер электр энергиясын алыска беруде кернеудің деңгейін арттырса, онда желіде энергияның шығыны азаяды жəне сымдық материал үнемделеді. Осы мақсатта кернеудің деңгейін реттеу үшін трансформатор ойлап табылған.

12

Өндірістің жəне техниканың дамуына байланысты номинал

кернеуі

əр түрлі

құрылғылар пайда болды: 50...70 В-тік пісірістіру транс-форматорлары,

12...40 В-тік

апаттық

жарықтандыру шамдары,

түрлендіргіштер, электрондық

құрылғылар

жəне

т.б. Осы

кұрылғылардың

барлығында

да трансформаторлар пайдаланылады. Электр

өлшеу жұмыстарында кернеулік жəне токтық өлшеуіштік трансформаторлар колданылады.

Электрмен

жабдықтау

жүйелерінде, электр

тораптарында

қолданылатын

трансформаторларды күштік трансформаторлар деп атайды. Электр станцияларында

кернеуді

жоғарылатқыш

куштік

трансформаторлар

қойылса, электр

қабылдағьштар

қасында төмен-деткіш күштік трансформаторлар қойылады. Өйткені электр қабыддағыштар

мен генераторлар 10 кВ кернеуге дейін ғана есептеліп жасалған. Əдетте генераторлардың

кернеуі 6,3 немесс 10,5 кВ

болада. Бұл кернеулер, желідегі

энергияның

шығыны

өте

үлкен жəне көп сымдық материал керек болатындықтан, злектр энергиясын алысқа

беруге

жарамайды.

Сондықтан

трансформаторлардың

кернеулері

əртүрлі

 

жəне

генераторлардың кернеуіне қарағанда əлдеқайда жоғары болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинал кернеулердің мəндері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 В-ке дейін

 

 

 

1 кВ-тен жоғары

 

 

 

Генераторлар,

 

Электр

 

Генераторлар,

 

 

 

Электр

 

 

 

қабылдағыштар

 

 

 

 

 

 

 

трансформаторлардың

 

трансформаторлардың

 

қабылдағыштар

 

 

 

мен электр

 

 

 

 

шықпалық орамалары

 

 

шықпалық орамалары

 

 

мен желілері

 

 

 

желілері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

 

 

40

 

6,3

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

230

 

 

220

 

10,5

 

 

 

 

10

 

 

 

 

400

 

 

380

 

22

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

690

 

 

660

 

38,5

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127

 

 

 

 

110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

242

 

 

 

 

220

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

347

 

 

 

 

330

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

525

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

787

 

 

 

 

750

 

 

 

Қуаттың

мəндерін

кернеудің

 

мəндері

 

секілді

 

 

МСт. Күштікбекіткен

трансформаторлардың

қуаты 10 кВА-ден

1 млн.кВА-ге

дейін үлкен

аралықты

алып

жатады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Куаты аз трансформаторлар да кеңінен тараған: олар негізінен əр түрлі қуаты аз электрлік құрылғыларда, радиотехникада жəне автоматикада қолднылады.

Трансформаторлардың құрылысы мен жұмыс істеу принципі.

Трансформаторлар оларға берілетін кернеудің санына қарай бір фазалы жəне үш фазалы, кернеуді реттеуіне қарай жоғарылатқыш жəне төмендеткіш болып бөлінеді.

1.2-сурет. Бір фазалы трансформатордың схемалық құрылысы мен шартты белгілері. Трансформаторлар əр түрлі міндет атқарғанмен олардың негізгі кұрылысы жəне

жұмыс істеу принциптері бірдей. Сондықтан трансформатордың жұмыс істеу принципін жəне əр түрлі əлпілерін бір фазалы трансформатор арқылы қарастыруға болады.

Трансформатор ферромагнитті магнит өткізгіш өзектен

жəне кем дегенде екі

орамадан тұрады (1.2-сурет). Орамалар трансформаторлардың

түріне қарай өзекте

бірінің үстіне екіншісі, қатар немесе əр жерге орналасуы мүмкін.

 

13

Орамалардың бірі

кернеу

көзіне

қосылады да кірмелік(бірінші

реттік) орама

деп, ал

екіншісінің

қысқыштарына

 

электр кабылдағыштар қосылады

да

шықпалық

(екінші реттік) орама деп аталады. Орамалардың орамдары бір-бірінен жəне өзектен

изоляцияланған.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Өзек

қалыңдығы 0,3...0,5 мм

трансформаторлық болат

табақшалардан

жиналған.

Энергияның өзектегі шығынын азайту үшін табақшалар бір-бірінен жəне орамалардан

оқшауланған.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кірмелік ораманы айнымалы кернеу көзіне қосқан кезде

онымен

айнымалы ток

жүреді. Бұл ток ораманың айнымалы магнит өрісін коздырады, ал ферромагнит өзек

ораманың ішінде орналаскандықтан магниттеніп, ораманың

магнит өрісін

күшейтеді

жəне магнит күш сызықтарын бойымен таратады.

 

 

 

 

 

 

Айнымалы

магнит

ағыны

шықпалық

ораманы

қиып

өтіп

жататындықт

электрмагниттік индукция заңы бойынша онда айнымалы ЭҚК тудырады:

 

 

 

 

 

 

 

 

e

2

= -w

2

dF

 

(1.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мұндағы: W2 шықпалық ораманың орам саны; dФ/dt – магнит ағынының өзгеру

жылдамдығы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформатордың жұмыс істеу принципі міне осылайша түсіндіріледі.

 

 

 

Бұл

жерде

ескеретін

бір

 

жəйт– ол

трансформатордың

тек

қана

айнымалы ток

тізбегінде жұмыс істей алатындығы, яғни айнымалы кернеуді ғана түрлендіретіндігі.

Себебі тұрақты ток тұрақты магнит өрісін қоздырады. Ал

тұрақты

магнит

өрісі

қозғалмай тұрған өткізгіште ЭҚК тудырмайды.

 

 

 

 

 

 

Екінші ескеретін жəйт– ол трансформатор өзегінің

тек

қана

ферромагнитті

материалдан

жасалатындығы.

Өйткені

 

ферромагнитті

емес

материал(мысалы,

аллюминий, мыс, қола, т.б.) магниттенбейді, сондықтан ол магнит өткізгіш бола алмайды.

ЭҚК теңдеуі.

Трансформатордың кірмелік орамасын айнымалы кернеу көзіне қосқанда өззекте пайда болатын айнымалы магаит өрісі шықпалық орамада өзара индукция ЭҚК-,інал кірмелік орамада өздік индукция ЭҚК-ік тудырады (1.3-сурет).

Енді осы ЭҚК-тердің қандай шамалармен байланысты екенін қарастыралық.

Электрмагниттік индукция заңы бойынша

орамалардың əрбір орамында пайда

болатын ЭҚК

 

e = -

dF

.

(1.9)

 

 

dt

 

1.3-сурет. Кірмелік орамасы кернеу көзіне қосылған бір фазалы трансформатордың схемасы.

Егер өзектегі магнит ағыны синусоидалық заңдылықпен өзгереді десе

 

Ф=Ф m sin wt ,

 

d (Fm sin t)

æ

онда ЭҚҚ e = -

 

 

= -wFm coswt = wFm sinçwt -

dt

 

è

мұндағы ЭҚК-тің амплитудасы

(1.10)

pö

÷= Em sin

2 ø

æ

p ö

 

çwt -

 

÷

, (1.11)

2

è

ø

 

14

 

Em = wFm .

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.12)

(1.11)

теңдігі əрбір орамдзғы

ЭҚК-тің дс

синусоидалық заңдылықпен өзгеретінін

жəне магнит ағынынан 900-қа калып отыратынын көрсетеді.

Егер

(1.12) теңдігінің екі жағын да

2

-ге

бөлсе,

онда ЭҚК-тің əрекеттік мəнін

магнит ағынының амплитудасымен байланыстыратын өрнек алынады:

 

E =

w

 

Fm

=

2

p

 

fFm = 4,44 fFm

(1.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Бұл орамалардың бір орамында ғана пайда болатын ЭҚҚ. Егер ЭҚК-тің осы мəнін орам сандарына көбейтсе (орамдар бірізді жалғанған), кірмелік жəне шықпалық орамалардың ЭҚК-тері

E = 4,44w1 fFm

(1.14)

E = 4,44w2 fFm

(1.15)

мұндағы: Е1 ,E2 – кірмелік жəне шықпалық орамалардың ЭҚК-тері; W1,W2 – кірмелік жəне шықпалық орамалардың орам сандары (1.14)жəне (1.15) тендіктерінен орамаларда пайда болатын ЭҚК орам санына, магаит ағынының амплитудасына жəне магниг ерісінің өзгеру жиілігіне байланысты деп түжырым жасауға болады. Былайша айтқанда, орамдағы ЭҚК орама санының ұзын-қысқалығына, магнт ерісінің күшті не əлсіз екендігіне жəне ол өрістің күш сызықтары орамаларды қандай жылдамдықпен қиып өтіп жатқандығына байланысты.

Электрлік алмастыру схемасы.

Трансформатордағы физикалық үрдістерді жəне онын шамаларының арасындагы фазалық қатынастарды түсіну үшін трансформатордың алмастыру схемасының маңызы зор.

Трансформатордың алмастыру схемасы оның магнитті яғни электрлік күйлерінің теңдеулеріне сүйене отырып түрғызылады.

Алмастыру схемасын алу үшін кірмелік жəне шықпалық орамаларды электрлі байланыстыру керек болады. Ол үшін шықпалық ораманың ЭҚК-іне транформация коэффициентіне көбейтіп, оны кірмелік ораманың ЭҚК-не теңестіру керек:

1.4-сурет. Трансформатордың балама (а) жəне Т-тəрізді алмастыру (б) схемалары.

Осыған сəйкес

 

 

 

U2' = kU2

(1.16)

 

мұндағы E2, U2 -шықпалық орманың кірмелік

орамаға

келтірілген

ЭҚК-і мен

кернеуі.

 

 

 

Бірақ шықпалық ораманың параметрлік кірмелік

ораманың

параметрлеріне

келтіру трансформатордың электрлік, магниттік

жəне энергетикалық күйлерін,

ендеше орамалардың қуатын да өзгертпеуге тиіс. Келтірілген жəне келтірілмеген

ораманың қуаттарының теңдігінен

 

 

 

E'2 I ', 2 = E2 I2

 

(1.17)

 

15

шықпалық орамның ЭҚК-і өзгеғрген кездегі келтірілген тогы

 

I '2 =

E2

× I

2

=

 

 

1

=

1

I

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.18)

E'2

 

 

E', 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

яғни келтірілген ток ораманың нақты тогынанk есе аз болады. Активті жəне

реактивті қуаттардың теңдігінен, яғни

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'2 I '22 = R I

2

,

X '2 I '

2 = X

2

I 2

 

 

 

 

 

 

 

(1.19)

 

 

 

2

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шықпалық ораманың келтірілген кедергілері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ I

ö

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ I

ö

2

 

 

 

 

 

R ' 2 = ç

 

2

÷

 

R

2

= k 2 R

2

 

, X ' 2 = ç

 

2

÷

X

2

= k 2 X

2

.

(1.20)

 

 

 

 

 

 

 

è I

' 2 ø

 

 

 

 

 

 

 

 

è I

' 2 ø

 

 

 

 

 

 

 

 

Бос жүріс режимі

 

 

 

 

 

Трансформатордың

кірмелік

орамасы

кернеу

көзіне қосылғанда,шықпалық орамасы,

электр қабылдағышқа қосылмай (1.3-сурет) ағытулы тұрған болса (шықпалық орамның тоғы

 

I2 = 0 ),

онда трансформатордың

мұндай

жұмыс

бөлігін əлпін бос жүріс деп . атайды

Трансформатор орамаларының тоғы,əсіресе бос жүріс кезінде ферромагнит өзектің əсерінен

 

таза

синусоидалы

болмайды. Бірақ

трансформатордың

жүгі

артқан

сайын

оның

бейсинусоидалдығы

азаяды.

Сондықтан

 

көбіне

жүктемелі

трансформатордың

тогы

синусоидал деп есептелінеді де, ал бос жүрісті трансформатордың тоғы оған эквивалентті

 

синусоидал токпен алмастырылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансформатордың электрлік күйін білу үшін кірмелік жəне шықпалық орамалардың

тізбектері үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдіктер жазу керек. ЭҚК-тің бағыттары

 

токтың бағытымен сəйкес келеді деп алса, кірмелік орамның өнбойында

 

 

 

 

 

·

·

·

·

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1 - R1 Ib

= - E1 - E1ш ,

 

(1.21)

 

 

 

Шықпалық ораманың өнбойында

·

·

(1.22)

U 2б = E 2 ,

мұндағы; U1-кірмелік ораманың кернеуі (кірмелік кернеу); R1-кірмелік ораманың активті кедергісі; Iб-кірмелік ораманың бос жүріс тоғы; Е-осы орамадағы шашыранды ЭҚК; U- шықпалық ораманың бос жүріс кернеуі(шыкпалық кернеу).

Бос жүріс тогы трансформатордың номинал тогына қарағанда аз болғандықтан(номинал токтың 3%-не дейін барады) кедергідегі кернеудің түсуін жəне шашыранды ЭҚК-тің(негізгі ЭҚК-тің 3…5%-і шамасында) ескермесе

·

·

(1.23)

U = - E1 ,

Бұл теңдік энергияны шығындамайтын идеал трансформатор үшін ғана орынды.

Жалпы алғанда, (1.22) жəне

(1.23) теңдіктері бос

жүрісті трансформаторда кірмелік

ораманың ЭҚК-інің орнына оның кернеуін алуға болатынын, ал шықпалық ораманың ЭҚКінің оның кернеуіне тең екенін көрсетеді.

Егер (1.23) жəне (1.22) теңдіктерінің

қатынасын

алса жəне ЭҚК-тердің орнына(1.19)

жəне (1.20) теңдіктерінен олардың мəндерін қойса

 

 

U1

=

 

E1

=

w1

= k,

(1.24)

 

 

E2

w2

U1б

 

 

 

яғни бос жүріс кезінде орамалардың кернеулерінің жəне ЭҚК-терінің қатынасы олардың орам сандарының қатынасына тең. Орам сандары тұрақты шама болғандықтан олардың қатынасы k да тұрақты шама болады. Бұл шаманы трансформация коэффициенті орамалардың орам сандарына байланысты шықпалық кернеудің кірмелік кернеуге қарағанда қанша есе азайып не көбейетінін көрсетеді.

16

Трансформатордың бос жүріс кезіндегі параметрлерін анықтау үшін əдейі тəжірибе өткізеді. Бұл тəжірибені бос жүріс тəжірибесі деп атайды.

1.5-сурет. Бос жүріс тəжірибесін қою схемасы.

Бос жүріс тəжірибесінде кірмелік орамаға оның номинал кернеуі беріледі, ал де шықпалық ормаға ағытулы болады(1.5-сурет). Сондықтан бос жүріс əлпінде кірмелік

ораманың кернеуі U=UIII , тогы II=I6 , ал шықпалық орамның кернеуі U2=U=E2 , тогы I2=0 . Кірмелік ораманың тізбегіндегі ваттметр трансформатордың электр көзінен алатын

қуатын көрсетеді: P=P6 – мұны бос жүріс қуаты немесе бос жүрістік қуат деп атайды. Бұл энергия негізінен өзекті қыздыруға шығындалады, өйткені бос жүріс тогы аз боғандықтан орамалардың қызуы да аз. Сондықтан оны ескермеуге болады.

Шықпалық ораманың қысқыштарына вольтметр қосылған. Волтметрдің ішкі кедергісі өте үлкен болғандықтан онымен жүретін ток. Сондықтаназ вольтметрдің қосылғаны шықпалық ораманың бос тұрғанымен бірдей.

Негізгі əдебиет 4. [104-118]. Қосымша əдебиет 3. [17-35]. Бақылау сұрақтары:

1.Трансформатор қандай жағдайда жоғарлатқыш жəне төмендеткіш деп аталады?

2.Трансформация коэффициенті дегеніміз не?

3.Трансформатордың алмастыру схемасы дегеніміз не жəне оның параметрлерін қалай анықтайды?

4.Бір фазалы жəне үш фазалы трансформатордың құрылысы.

5. Трансформатордың қысқа тұйықталу режимінде оның өзегі қызады ал орамалары қызбайды?

№2 дəріс конспектісі. Қысқа тұйықталу режимі. Қысқа тұйықталу үшбұрышы. Жүктеме режимі. Трансформатордың толық жəне жеңілдетілген векторлық диаграммалары. Шықпалық кернеудің өзгеруі. Шығындар мен ПƏК.

Қысқа тұйықталу режимі

Трансформатордың қысқаша тұйықталу режимiн алу үшiн оның екiншi реттi орамдарын қысқаша тұйықтау керек (2.1- сурет), яғни U 2 = 0 .

Бұл жағдайда теңдеулер жүйесі мына түрде болады:

&

 

 

&

&

 

 

&

 

U1

= -E1

+ jI1 xs1

+ I1r1

 

 

&

¢

 

&¢ ¢

2

 

&¢ ¢

(2.1)

0 = E

2

- jI2 xs

- I2 r2

I&1 = I&0 - I&2¢

Қысқаша тұйықталған режим кезiнде орамдардағы токтардың шамасы номиналь шамадан бiрнеше есе асып кететiн болғандықтан, бiрiншi реттi кернеудiң номиналь шамасы кезiндегi қысқаша тұйықтау өте қауiптi, сондықтан қысқаша тұйықтауды төмендетiлген кернеу беру

арқылы жүргiзу керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қысқаша тұйықтау əдісі арқылы трансформатордың келесі параметрлерiн анықтауға

болады:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ I 21ном ;

 

 

1)

ауыстыру

схемасының

параметрлер:

izн = U

кном

/ I

1ном

;

r

= P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

k

кном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кедергiлерiн 750 C

 

 

x

sk

=

z 2 k - r 2 k бұл

формулалардағыr

жəне z

k

шартты

жұмыс

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

температурасына

 

мына өрнектер арқылы келтiру керекr

o = r

 

o ×[ 1

+ a × (75o -q o ) ];

 

 

 

 

 

 

 

k 75

 

kq

 

 

z

k 75

o = r 2 k 75o + x

2 sk , мұндағы

r

- қоршаған орта температурасы q

 

болған кездегi кедергi,

 

 

 

 

 

kq

 

 

 

 

 

 

a= 0.004град-1 - мысқа қатысты температуралық коэффициент;

2)қуаттық коэффициент cosjk = rk 75o / zk 75o ;

3) қуат шығынын P

= I 21ном × r + I ¢2

2

ном × r¢ = I 21ном × r

;

кном

1

 

2

k

 

4) қысқаша тұйықталу кернеуiнiң номиналь шамасын uкном жəне оның uка активтi жəне uкx

реактивтi құраушыларының проценттiк мəнiн анықтауға мүмкiндiк бередi. Бұл шамалар мына теңдiктермен есептеледi:

uкном = (U k ном / U1ном ) ×100 = (I1ном × zk 750 / U1ном ) ×100 ;

 

uкa

= (I1ном × rk 750 /U1ном ) ×100 = U кном × cosfk ;

(2.2)

uкx

= (I1ном × xsk / U1ном ) ×100 = U кном × sin fk .

 

W

A1

 

U1КЗ

V1 W1

W2 A2

 

Тр

2.1-сурет. Трансформатордың қысқа тұйықталу режимін зерттеу Шықпалық кернеудің өзгеруі

Шықпалық ораманың электрлік күйінің теңдеуін ЭҚК тұрақты болғандықтан(себебі өзектегі магнит ағыны тұрақты), жүк артқан сайын орамадағы кернеудің түсуіZ2 I2 артады да ораманың қысқаштарындағы кернеу U2 азаяды. Егер шықпалық кернеудің өзгерісі, оның салыстырмалы өзгерісі

мұндағы Z2I2 трансформатордың трансформатордың қабылданған:

DU2 =

U

2б

-U

2

»

 

Z2 I

(2.1)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

U2б

 

 

 

U 2б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– шықпалық

 

 

 

орамадағы

кернеудің . түсуіЖалпы

алғанда

 

жүктемесі тұрақты болмайды– ол үнемі өзгеріп отырады. Сондықтан

 

жүктемесінің

 

мөлшерін

жүктелу

коэффиценті

арқылы

көрсет

b =

 

S

=

 

I1

 

=

I2

 

(2.3)

 

 

 

SH

I1H

I2H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мұндағы S, I1, I1 - трансформатордың осы жүктемедегі қуаты жəне орамалардың токтары ;S, I1, I1 - номинал жүктемелі трансформатордың қуаты жəне ораманың токтары. Осы теңдіктен шықпалық ораманың тогын (6,30) теңдігіне қойса, шықпалық кернеудің өзгерісі.

DU2 = b

Z2 I2 H

 

(2.4)

U2б

 

 

 

 

Егер номинал жүк кезіндегі

шықпалық

орамадағы кернеудің түсуін қысқа тұйықтау

тəжірибесінен анықтаса

 

U К

 

 

 

Z2 I2H

=

 

(2.5)

 

 

 

 

k

 

18

Ал бос жүріс тəжірибесінен:

 

U1H

 

U2b

=

(2.6)

k

 

 

 

Кернеудің түсуінің жəне бос жүріс кернеудің мəндерін теңдігіне қойса:

DU2

= b

U

К

(2.7)

U1H

 

 

 

2.2-сурет. Трансформатордың шықпалық сипаттамасы.

Шықпалық кенрнеудің өзгерісінің жүктің мөлшеріне байланысты екені анықталады (өйткені Uқ жəне Uкернеудің тұрақты шамалары). Шықпалық кернеудің жүктен тəуелдігін көрсететін графикті трансформатордың шықпалық сипаттамасы деп атайды. Шықпалық сипаттама əдетте мына теңдеу бойынша тұрғызылады:

 

2б (1 - DU

2 ) = U

æ

 

U

ö

 

U2 = U

ç

- b

К

÷

(2.8)

 

 

2б ç1

 

÷

 

 

 

è

 

U1H ø

 

Трансформатордың шықпалық сипаттамасы түзу сызық болады жə(2не.4) теңдігінен көрініп тұрғандай, жүктеме артқан сайын оның шықпалық кернеуі азая береді. Шықпалық кернеу электр қабылдағыштың номинал кернеуіне тең болуы үшін ораманың ЭҚК-ін көбейту керек, ал ол үшін шықпалық ораманың орам санын арттыру. Сондықтанкерек

трансформаторларда

шықпалық кернеуді реттеп отыру үшін шықпалық ораманың орам

санын өзгертіп отыратын ауыстырып қосқыш болады.

 

Трансформатордың параметрлерін келтіру

Жалпы алғанда w1

¹ w2 , то E1 ¹ E2 , I1 ¹ I 2 , сəйкесінше орамдардағы ЭҚК мен токтардың

əртүрлі болу кезінде олардың активті жəне индуктивті кедергілері де. Бұлəртүрлі трансформатордағы процесстерді есептеуге қиындықтар , туғызадыол əсіресе трансформациялау коэффициенті жоғары болғанда айқын байқалаа. Сондықтан трансформатордың екі орамдарын бір тармақтар санына келтіреді, көбінесе екінші ретті орамдарды бірінші ретті орамдарға келтірі қабылданған. Ол үшін тармақтар саны w2 екінші

ретті орамды w1 тармағы бар бірінші ретті орамға келтіреді жəне ол бірінші ретті тізбектің жұмыс режиміне əсер етпеуі керек.

Келтірілген екінші ретті орамның барлық параметрлерін келтірілген деп атайды. Келтірілген екінші ретті ЭҚК:

E2¢ = (w1 w2 )× E2 = K × E2 = E1 ,

мұндағы K – келтіру коэффициенті, ол трансформациялау коэффициентіне тең.

Осы қатынаспен екінші ретті орамның басқа да ЭҚК мен кернеуі өзгереді.

Екінші ретті орамды бірінші реттіге келтіргенде толық қуат теңдігін, яғни S2¢ = S2 немесе E2¢ × I 2¢ = E2 × I2 , сəйкесінше, келтірілген екінші ретті ток:

I 2¢ = (E2 E2¢ )× I2 = (1 K )× I 2 .

19

Келтірілген жəне нақты орамдардағы қуат шығындары

да өзгеріссіз

қалуы, керек

сондықтан, I 22 r2¢ = I 2 r2 , ендеше келтірілген активті кедергі:

 

 

r2¢ = (I2 I 2¢ )2 r2 = K 2 r2 .

 

 

Екінші ретті орамныңL индуктивтілігін бірінші реттіге

келтіру кезінде

реактивті

2

 

 

қуаттарда тең болуы керек,яғни Q2¢ = Q2 немесе I 22 x2¢ = I 2 x2 , ендеше келтірілген екінші ретті индуктивті кедергі:

xS¢ 2 = (w1 w2 )2 xS 2 = K 2 xS 2

Теңдеулер жүйесі келтірілген трансформатор үшін мына түрге келеді:

U&1 = -E&1 + jI&1 xS 1 + I&1r1;

&

¢

&¢

+

&¢ ¢

&¢ ¢

;

(2.9)

U

2

= E2

jI 2 xS 2

+ I 2 r2

I&1w1 = I&0 w1 - I&2¢w2 .

(2.9) теңдеулер жүйесінің соңғы теңдігін w1

бөлсек, онда ток теңдеулері мына түрде

жазылады:

 

I&1¢ = I&0¢ - I&2¢

(2.10)

Трансформатордың векторлық диаграммасы (2.9) жəне (2.10) комплексті теңдеулерін пайдаланып активті– индуктивті сипаттағы

жүктеме Z H¢ үшін трансформатордың векторлық диаграммасын саламыз (2.3 – сурет).

 

 

2.3-сурет. Трансформатордың векторлық диаграммалары

 

 

Негізгі магнит ағыны

векторынФm оң бағытта

абсцисса осі бойына саламыз. Оған r

бұрышымен

I0

бос жүріс

тогы

векторын

саламыз, оны Фm фаза бойынша сəйкес

 

келетін

реактивті I0 X жəне оны 900 озып жүретін I 0 A

активті құраушыларға жіктейміз. E1 = E2¢

ЭҚК

векторлары Фm

 

 

 

 

¢

 

 

 

¢

¢

¢

векторанан 90° қалып қояды. E2 векторына y 2

= arctg((xS 2 + xH )/(r2

+ rH ))

бұрышпен

I 2 тогының

векторын

саламыз.

Екінші

ретті U 2

кернеу

векторы

I 2 ток

векторынан j2

¢

 

¢

 

 

¢

¢ ¢

жəне - I

¢ ¢

 

 

= arctg(xH

rH ) бұрышқа озып жүреді.

E2

,- jI 2 xS 2

2 r2 вектроларының

қосындысы (2.9) теңдеулер жүйесінің екінші теңдігіне сəйкес болуы керек .

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]