Transformatorlar haqida umumiy tushunchalar, uning tuzilishi va ishlash prinsipi

1.

4-Mavzu. Transformatorlar.
Reja:
1. Transformatorlar haqida umumiy tushunchalar, uning tuzilishi va ishlash prinsipi.
2. Transformatorning foydali ish koeffitsiyenti va undagi quvvat isrofi.
3. Transformatorning nominal kattaliklari va ish rejimlari.
4. Uch fazali transformator chulg’amlarining ulanish sxemalari.
5. Avtotransformatorlar, o’lchov trtansformatorlari, payvandlash transformatorlari.
6. Transformatorning tashqi xarakteristikasi va undagi kuchlanishning o’zgarishi.
7. Transformatorlarning parallel ishlashi.
1. Transformatorlar haqida umumiy tushunchalar, uning tuzilishi va ishlash
prinsipi
Elektrotexnikaning asosiy vazifalaridan biri elektr energiyasini bir joydan
ikkinchi joyga uzatishdir. Chunki elektr energiyasining iste’molchilari aksariyat
hollarda yoqilg‘i va gidroresurslar tabiiy joylashgan rayonlarga qurilgan elektr
stansiyalaridan bir necha o‘nlab va yuzlab kilometr masofalarda joylashadi. Elektr
energiyasini uzatish liniyalarida esa quvvatning issiqlikka sarf bo‘ladigan isrofi
ΔP= I2 Rl va kuchlanishning pasayuvi ΔU=IRl doimo mavjuddir. Liniyaning uzunligi
ortgan sari bu ko‘rsatkichlar ham ortadi. Elektr tokining to‘la quvvati (S=I ·U) ni
o‘zgartirmagan holda uni turli kuchlanish va tok bilan uzatish mumkin. Quvvat
formulasidan ko‘rinib turibdiki, uzatishda kuchlanish qanchalik yuqori bo‘lsa
S = const tok kuchi shunchalik kichik bo‘lib, u bilan bog‘liq isroflar ham shunchalik
kam bo‘ladi. Tok kuchini kamaytirish uzatish simining ko‘ndalang kesimini kichik
olishga va rangli metallarni tejashga imkon beradi.
a)
b)
4.1-rasm. Transformatorning a) tuzilishi; b) shartli belgilanishlari
bu yerda:
Vp - Boshlang‘ich kuchlanish bo‘ladi
(U1)
VS - Chiqish kuchlanishi bo‘ladi
(U2)
Np - Birlamchi o‘ram simlarining soni
(w1)
NS - Ikkilamchi o‘ram simlarining soni
(w2)
Ф (phi) - Magnit oqimi bo‘ladi.

2.

Hozirgi vaqtda o‘zgaruvchan tokning 35, 110, 220, 500, 750 va 1150 kV
kuchlanishli uzatish liniyalari mavjud. Ammo o‘ta yuqori kuchlanishlarni bevosita
generatorlardan olib bo‘lmaydi. Odatda, elektr stansiyalaridagi generatorlaming
nominal kuchlanishi ko‘pi bilan 21 kV dan oshmaydi. Elektr energiyasining
iste’molchilari esa bir fazali 220 V; va uch fazali 380 V nominal kuchlanishlarga
mo‘ljallangan. Shuning uchun generatorlar ishlab chiqaradigan elektr energiyasining
nisbatan past kuchlanishli, ammo katta tok kuchiga ega bo‘lgan quvvatini (hozirgi
vaqtda 150, 300, 500, 800 va 1200 ming kVt li generatorlar ishlab chiqariladi) yuqori
kuchlanishli va nisbatan kichik tok kuchiga ega bo‘lgan quvvatga o‘zgartirish kerak.
Bu vazifa transformatorlar yordamida oddiygina hal etiladi.
Transformatorning ixtirochisi rus olimi P.N. Yablochkov hisoblanadi. U 1876
yilda elektr yoy lampasi uchun manba sifatida ilk bor trasformatordan foydalangan.
Elektr energiyasining bir pog‘onada bo‘lgan u1, i1 kuchlanish va tokini boshqa
pog‘onadagi u2, i2 kuchlanish va toka aylantirib beradigan statik (harakatlanuvchi
qismlari bo‘lmagan) elektromagnit apparati transformator deyiladi. Yoki bir xil
chastotali o‘zgaruvchan tok kuchlanishining qiymatini o‘zgartirib beruvchi
elektrostatik apparat transformator deyiladi. Transformatorlar energetik sistemalarda
qo‘llanilishidan tashqari, kuchsiz toklarda ishlovchi hisoblash mashinalari,
avtomatika, telemexanika, aloqa, radiotexnika va televidenie qurilmalari zanjirlarida
va umuman, elektr kuchlanishini o‘zgartirib berish kerak bo‘lgan barcha joylarda
ishlatiladi.
Transformatorlar bajaradigan vazifasiga ko‘ra quyidagi turlarga bo‘linadi:
- elektr energiyasini uzatish va taqsimlash uchun mo‘ljallangan katta quvvatli
(uch fazali) transformatorlar;
- kerakli joylarda kuchlanishni keng doirada o‘zgartirib berish va dvigatellarni
ishga tushirish uchun mo‘ljallangan avtotransformatorlar;
- taqsimlash tarmoqlaridagi kuchlanishni rostlab turish uchun mo‘ljallangan
induksion rostlagichlar:
- o‘lchov asboblari va himoya vositalarini sxemalarga ulash uchun mo‘ljallangan
o‘lchov transformatorlari;
- payvandlash, qizdirish pechlari sinov, to‘g‘rilash va hokazolar uchun
mo‘ljallangan maxsus transformatorlar.
Transformator turlarining ko‘p bo‘lishiga qaramay, ularda bo‘ladigan
elektromagnit jarayonlar umumiy o‘xshashlikka ega bo‘lib, ularning ishlash prinsipi
bir xildir. 4.1 - rasmda bir fazali ikki chulg‘amli transformatorning sxemasi va shartli
belgilanishi ko‘rsatilgan. Transformator po‘lat o‘zak (magnit o‘tkazgich) 1 dan va
ikkita mis chulg‘amlar 2 dan iborat. Po‘lat o‘zakning induksion toklar hisobiga qizib
ketishini kamaytirish maqsadida u qalinligi 0,35‚0,5 mm bo‘lgan elektrotexnika

3.

po‘lat plastinalardan yig‘iladi. Plastinalarning ikki tomoniga izolyatsion lok surtiladi
yoki ular tegishlicha qizdiriladi 4.2 - rasm. Po‘lat o‘zak plastinalarni yig‘ish tartibi
4.3-a) va b) rasmlarda ko‘rsatilgan. Qatlam plastinalarining choklari ustma-ust
tushmasligi kerak. Po‘lat o‘zak magnit zanjirini hosil qilish uchun xizmat qiladi va
shu tufayli assosiy magnit oqimi Ф po‘lat o‘zak bo‘ylab harakatlanadi. Po‘lat
o‘zakning miss chulg‘amlar o‘ralgan qismi sterjen deyiladi. Shuning uchun birlamchi
chulg‘amga (zanjirga) oid kattaliklar 1 indeksiga ega, masalan, birlamchi
chulg‘amning o‘ramlar soni w1 qismlaridagi kuchlanish zanjirdagi tok i va h.k.
shuningdek, ikkilamchi chulg‘amga oid kattaliklar 2 indeksiga ega, masalan, w2, u2, i2
va h.k.
4.2-rasm
4.3-rasm. (a va b)
Transformatorning birlamchi chulg‘amiga berilgan sinusoidal kuchlanish
(u1 = Um sinωt) ta’sirida chulg‘amdan o‘zgaruvchan tok oqib o‘tadi. Bu tok
transformatorning po‘lat o‘zagida o‘zgaruvchan magnit oqimi (Ф) ni hosil qiladi.
Chulg‘amlarning o‘ramlarini kesib o‘tayotgan bu asosiy magnit oqimi birlamchi
chulg‘amda o‘zinduksiya, ikkilamchi chulg‘amda esa o‘zaro induksiya hodisasiga
binoan tegishlicha e1 va e2 elektr yurituvchi kuchlarni induksiyalaydi. Mazkur EYuK
larning ta’sir etuvchi qiymatlari:
E1 = 4,44 · f · w1 · Ф
(4.1)
E2 = 4,44 · f · w2 · Ф
(4.2)
bu yerda f - o‘zgaruvchan tokning chastotasi, Gs;
w1 w2 - birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarning o‘ramlari soni;
Ф - asosiy magnit oqimi, Vb.

4.

4.4-rasm
Demak, (4.1) va (4.2) ifodalardan ko‘rinadiki, chastota 1 va magnit oqimi Ф
o‘zgarmas bo‘lganda chulg‘amlarda induksiyalangan EYuK E1 va E2 lar ularning
o‘ramlari soniga prporsional ekan, ya’ni
(4.3)
Bu nisbat transformatorning transformatsiya koeffitsienti hisoblanadi, ya’ni
(4.4)
Mazkur koeffitsient transformatorga berilgan kuchlanishning necha marta
o‘zgarishini ko‘rsatadi. Agar W1 > W2 va k>1 bo‘lsa, transformator kuchlanishini
pasaytirib beruvchi, agar W1 < W2 va k<1 bo‘lsa, kuchlanishni orttirib beruvchi
hisoblanadi.
4.5-rasm
Agar 4.5-rasm, a da ko‘rsatilgan transformatorning ikkilamchi chulg‘amiga
yuklama (Z2n ) ulasak, EYuK ta’sirida undan tok (i2 ) o‘ta boshlaydi. Shunday qilib,
kuchlanishi u1 tok kuchi i1 bo‘lgan manbaning elektr energiyasi transformator
yordamida kuchlanishi u2 va tok kuchi i2 bo‘lgan elektr energiyasiga aylantirib,
iste’molchiga uzatiladi.

5.

Transformatorning manbadan (tarmoqdan) olayotgan birlamchi quvvati
P1 = U1 · I1 · cosφ1 bo‘lsa, uning iste’molchiga berayotgan ikkilamchi quvvati
P2 = U2 · I2 · cosφ2 Agar transformatordagi quvvat isrofi hisobga olinmasa, bo‘ladi.
Birlamchi va ikkilamchi zanjirlardagi faza siljish burchaklarini taxminan bir xil
desak, U1 · I1 = U2 · I2 deyish mumkin. Agar kuchlanishlar bir-birlari bilan xuddi
EYuK lar kabi nisbatda bo‘ladi desak, transformatsiya koeffitsientini quyidagicha
qayta yozish mumkin:
Demak, transformator
proporsional.
chulg‘amlaridagi
toklar
kuchlanishlarga
teskari
Transformatorlarning asosiy turlari:
1. Bir fazali va uch fazali kuchli transformatorlar - ular elektr energiyani olisga
uzatishda, iste’molchilarni elektr energiya bilan ta’minlashda ishlatiladi.
2. Avtotransformatorlar - iste’molchiga beriladigan kuchlanishni biroz
o‘zgartirish yoki noldan boshlab oshirish uchun ishlatiladi.
3. O’lchov transformatorlar yuqori kuchlanishni va kata toklarni oddiy o‘lchov
asboblari bilan lchashga imkon beradi.
4. Payvandlash transformatorlari. Metall buyumlarni, konstruktsiyalarni va
hokazolarni eritib, o’zaro ulash uchun xizmat qiladi.
2. Transformatordagi quvvat isroflari va uning foydali ish koeffitsienti
Har qanday elektr mashinalaridagi kabi transformatorlarda ham keltirilgan
energiyaning bir qismi uning o‘zida isrof bo‘ladi. Bu quvvat isroflari quyidagilardan
iborat:
1. Tokning issiqlik ta’siri tufayli mis chulg‘amlarda yuzaga kelgan quvvat isrofi
Pm =
R1 +
· R2

6.

2. Magnit oqimining o‘zgaruvchanligi tufayli yuzaga kelgan po‘lat o‘zakdagi
gisterezis va uyurma toklarga sarf bo‘ladigan quvvat isrofi Pn = Pr + Py Bu quvvat
isrofi po‘lat o‘zakning materialiga, magnit induksiyasiga va o‘zgaruvchan tokning
chastotasiga bog‘liq.
3. Transformatorning konstruksiyasiga bog‘liq bo‘lgan quvvat isrofi Pk.
Bulardan Pm va Pn asosiy isroflar hisoblanadi. Mis chulg‘amlardagi quvvat
isroflari yuklamaga bog‘liq bo‘lgani uchun o‘zgaruvchan, po‘lat o‘zakdagi quvvat
isroflari Pn esa transformatorning ish jarayonidan o‘zgarmas (nominal kuchlanish
chegarasida) dir.
Transformatorning foydali ish koeffitsienti
bu yerda: P1 - transformatorning kirish tomonidagi quvvati;
P2 - transformatorning chiqish tomonidagi foydali quvvati;
ΔP - transformatordagi to‘la quvvat isrofi.
Agar transformatorning foydali ish koeffitsientini uning qanday yuklanganligini
ko‘rsatuvchi yuklanish koeffitsienti
cosφ2 yuklama quvvat koeffitsienti, Snom transformatorning to‘la quvvati, VA.
Katta quvvatli transformatorlarning foydali ish koeffitsienti 0,97‚0,99, kichik
quvvatlilarniki esa 0,82‚0,9 atrofida bo‘ladi. Transformatorlarda Rp=Pm bo‘lganda
uning yuklanish koeffitsienti optimal (βopt 0,5‚0,6) bo‘lib, bunda transformatorning
foydali ish koeffitsienti eng yuqori bo‘ladi.
3. Transformatorning nominal kattaliklari va ish rejimlari
Transformatorlardan normal foydalanish maqsadida uning pasportida quyidagi
nominal kattaliklar ko‘rsatilgan bo‘ladi:
1) transformatorning turi;
2) chiqish tomonidagi nominal quvvat Snom, kVA;
3) birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarning nominal liniya kuchlanishlari
(U1nom va U2nom ) kV;
4) salt ishlagandagi quvvat isrofi (P0 = Pp ) , kVt;
5) mis chulg‘amlardagi, ya’ni qisqa tutashuv paytidagi quvvat isrofi (Pm= Pk) kVt;

7.

6) qisqa tutashuv kuchlanishi (uq ) %
7) yuklama nominal va uning yarmiga teng hamda cosφ2 =1 dagi foydali ish
koeffitsienti.
Transformator birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarining nominal toklari esa
uning nominal kattaliklaridan hisoblab topiladi.
Bir fazali transformatorlarda
Kichik quvvatli transformatorlarning nominal kuchlanishi va toki xujjatda
ko‘rsatilgan bo‘ladi.
Transformatorning ish rejimlari
Salt ishlash rejimi. Transformatorlarni ishlatish jarayonida ko‘pgina vaqt
ularning birlamchi chulg‘ami manbaga ulanib, ikkilamchi uchlari bo‘sh qoladi.
Bunday rеjim transformatorning salt (yuklamasiz) ishlash rejimi dеyiladi. Salt ishlash
rejimida U1 = Unom va I2 = 0 bo‘ladi. Bunga mos sxеma 4.6-rasmda ko‘rsatilgan.
4.6-rasm. Salt ishlash rejimi tajribasi
Transformatorning birlamchi chulg‘amiga bеrilgan sinusoidal kuchlanish U1
ta’sirida chulg‘amdan salt ishlash toki I0 w1 oqib o‘tadi. Bu tokning magnitlovchi
kuchi I0 w1 po‘lat o‘zak bo‘ylab tutashuvchi asosiy magnit oqimi Ф = Фmsinωt ni va
qisman havo hamda po‘lat o‘zak orqali tutashib tarqalgan magnit oqimi Ф1S ni hosil
qiladi. Bu o‘zgaruvchan magnit oqimlari o‘zining chulg‘amlarda induksiyalangan
EYuK lari bilan quyidagi bog‘lanishga ega:

8.

(4.5)
Dеmak, EYuK lar ularni induksiyalangan magnit oqimlaridan faza bo‘yicha 900
ga kеchikadi. Bu EYuK larning ta’sir etuvchi qiymatlari:
√
yoki
√
√
(4.6)
E1 = 4,44 · f1 · w1 · Фm
E2 = 4,44 · f · w2 · Фm
(4.7)
E1S = 4,44 · f · w1 · Ф1S
Birlamchi chulg‘amga berilgan kuchlanish ̅1 EYuK ( ̅ 1 va ̅ 1S larni,
shuningdek, chulg‘amning aktiv qarshiligi R1 kuchlanishning pasayishini
kompensatsiya qiladi. U holda Kirxgofning II qonuniga binoan birlamchi chulg‘am
zanjirining elektr muvozanat holati:
Ū1 = ̅ 1 + ̅ 1S + 0̅ R1
Agar EYuK ̅ 1S ni chulg‘amdagi kuchlanishning induktiv pasayuvi 0̅ · XL1 bilan
kompensatsiya qilinadi desak va 0̅ R1= ̅R1 bo‘lsa:
yoki
Ū1 =
̅ 1 + Ū R1 + Ū L1
Ū1 =
̅ 1 + 0̅ R1 + 0̅ X L1
(4.8)
Tok I0 birlamchi chulg‘am nominal tokining (3‚10) % ini tashkil etgani uchun
vektor diagrammada hosil bo‘lgan kuchlanishlar uchburchagi real masshtablarda
qurilsa, juda kichik bo‘ladi. Shuning uchun U1 ≈ E1 deyish mumkin. U holda olingan
nisbat va E1 = 4,44fw1Fm ga binoan asosiy magnit oqimi Ф ni kuchlanishga
proporsional deyish mumkin. Salt ishlash rejimida transformatorning quvvat
koeffitsienti cosφ0 = 0,2‚0,3, ikkilamchi chulg‘amdagi tok I2 = 0 bo‘lgani uchun
U20=E2 bo‘ladi. Natijada K= I10 / I20 ; P0 = Ppo’lat
Yuklama rejimi. Bu rejimda kuchlanish yuklamaga bog‘liq emas.
Transformatorning ikkilamchi chulg‘amini biror yuklama ga ulaganimizda EYuK E2
ta’sirida undan I2 yuklama toki Z2n o‘ta boshlaydi. Bu tok hosil qilgan magnitlovchi

9.

kuch 2̅ w2 po‘lat o‘zak va havo orqali tutashgan, tarqalgan magnit oqimi Ф2S ni hosil
qiladi (4.7-rasm).
4.7-rasm. Yuklama rejimidagi transformator sxemasi
Bu oqim asosiy magnit oqimiga qarama-qarshi yo‘nalgani uchun uni,
shuningdek, elektr yurituvchi kuch E1 ni ham kuchsizlantirmoqchi bo‘ladi. U holda
transformator elektrik muvozanat holatining buzilishiga yo‘l qo‘yiladi. Ammo
birlamchi chulg‘amning magnitlovchi kuchi 1̅ w1 shunday o‘zgaradiki, natijasida
transformatorning muvozanat holati saqlanib, o‘zakdagi asosiy magnit oqimi Ф
miqdor jihatidan o‘zgarishsiz qoladi. Bu holda magnitlovchi kuchlar muvozanati
quyidagicha ifodalanadi:
̅
1w1
+ 2̅ w2 = 0̅ w1 yoki
̅
1 w1
= 0̅ w1 - 2̅ w2
(4.9)
Demak, birlamchi tokning magnitlovchi kuchi ikkilamchi tokning magnitsizlash
ta’sirini kompensatsiyalaydi. Agar (4.9) ifodaning ikkala tomonini wг ga bo‘lsak,
magnitlovchi kuchlar tenglamasidan toklar tenglamasiga o‘tish mumkin:
(4.10)
Bu yerda
̅ =
̅
kattalik ikkilamchi tokning magnitsizlash ta’sirini
muvozanatlovchi birlamchi tokning tashkil etuvchisi hisoblanadi. Shuning uchun bu
kattalik ikkilamchi tok deyiladi. U holda birlamchi tok
̅
̅
̅
(4.11)
1 = 0 - 2
Ya’ni salt ishlash toki bilan keltirilgan ikkilamchi tokning geometrik
yig‘indisiga teng. Yuklama toki I2 noldan boshlab, tok I1 esa salt ishlash toki I1 dan
boshlab ortadi. Salt ishlash toki nominal tokning I0 = (2,5‚10%) • I1nom ulushini
tashkil etadi. Taxminiy hisoblashlarda ̅ ≈ ̅ deyish mumkin.
1
Yuklama toki I2 ning o‘zgarishi bilan tok I1 ning tashqi ta’sirsiz o‘z-o‘zidan
o‘zgarishi transformatorning o‘z-o‘zidan rostlanishi deyiladi. U holda ikkilamchi
zanjirning yuklama rejimidagi elektr muvozanati tenglamasi Kirxgofning ikkinchi
qonuniga binoan
Ū 2 = ̅ 2 - Ū R2 - ̅ 2S ,

10.

Bu yerda: Ū2 — ikilamchi chulg‘am uchlaridagi kuchlanish; I2 x R2 = ŪR2
ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning aktiv pasayishi; E2s - tarqalgan magnit
oqimi Ф2S tufayli induksiyalangan EYuK.
F2S ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning induktiv pasayuvi ŪL1 = 2̅ · XL2
bilan kompensatsiya qilinadi, u holda
yoki
Ū2 = ̅ 2 + Ū R2 + Ū L2
(4.12)
Ū 2 = ̅ 2 + 2̅ R2 + 2̅ X L2
(4.8), (4.11) va (4.12) tenglamalar yordamida transformatorning yuklama
rejimidagi vektor diagrammasini qo‘shib quramiz.
Qisqa tutashuv rejimi. Bu rejimda ikkilamchi chulg‘am uchlari o‘zaro tutashib,
tashqi qarshilik Z2n = 0 bo‘ladi. Transformator uchun bunday rejim nomaqbul rejim
hisoblanadi. Bunda ikkilamchi, shuningdek birlamchi tok nominalidan 18- 20 marta
ortib ketadi. Bu hodisaga yo‘l qo‘yib bo‘lmaydi. Shuning uchun real sharoitlarda
transformatorni qisqa tutashuv tokidan saqlash maqsadida avtomatik ajratkichlar
o‘rnatiladi. Transformatorlarni laboratoriya sharoitida tekshirish uchun «qisqa
tutashuv» pasaytirilgan kuchlanishlarda amalga oshiriladi.
Transformator nominal yuklama bilan ishlaganda uning chulg‘amlaridan
nominal tok o‘tib, chulg‘amlar qiziydi. Keltirilgan quvvat bir qismining issiqlik
tarzida atrof-muhitga tarqalishi miss chulg‘amlardagi quvvat isrofi Pm deyiladi, uni
transformatorning qisqa tutashuv rejimida ishlash tajribasidan (4.9-rasm) aniqlanadi.
Sxemadan ko‘rinadiki, transformatorning ikkilamchi chulg‘ami ampermetr A 2 orqali
qisqa tutashtirilgan.
4.9-rasm
Tajriba vaqtida birlamchi chulg‘amga potensiometr P yordamida ikala
chulg‘amdan ham nominal toklar (I1 = I 1 nom ; I 2 = I 2 nom) o‘tadigan darajada
pasaytirilgan kuchlanish beriladi. Bu kuchlanish transformatorning qisqa tutashuv
kuchlanishi (Uq) deyiladi:

11.

Qisqa tutashuv kuchlanishi transformator nominal kuchla- nishining kichik
ulushini (U k ≈ 0,1U1n) tashkil etgani uchun po‘lat o‘zakdagi quvvat isrofi P n ≈ 0
deyish mumkin. U holda qisqa tutashuv paytida vattmetr ko‘rsatgan quvvat Pq miss
chulg‘amlarning qizishiga sarf bo‘lgan quvvat isrofi P ga teng bo‘ladi, ya’ni:
Pk = Pn +
· R1 = 0 + Pm = Pm
Tajribadan olingan ma’lumotlar bo‘yicha transformatorning qisqa tutashuv
parametrlarini aniqlash mumkin:
4. Uch fazali transformator chulg’amlarining ulanish sxemalari
Uch fazali transformatorlar, asosan, uch fazali tok sistemasini
transformatsiyalash uchun ishlatiladi. Uch fazali transformator umumiy po‘lat
o‘zakka ega bo‘lib, alohida fazalarning toklari hosil qilgan barcha magnit oqimlari
ana shu o‘zak bo‘ylab tutashadi.
4.10-rasm. Uch fazali transformator sxemasi
Uch fazali transformatorning po‘lat o‘zagi ostki va ustki tomonlardan
birlashtirilgan uchta sterjendan iborat. Har bir sterjenda har fazaning birlamchi va
ikkilamchi chulg‘amlari joylashtirilgan. Chulg‘amlar yulduz yoki uchburchak
sxemada ulanishi mumkin. Bu biriktirish sxemalari tegishlicha yulduz va Δ tarzda
belgilanadi. Chulg‘amlar qanday sxemada ulanishidan qat’iy nazar birlamchi
chulg‘amning bosh (A,B,C) va oxirgi (X, Y, Z) uchlari katta harflar bilan, ikkilamchi
chulg‘amning bosh (a, b, c) va oxirgi uchlari (x, y, z) kichik harflar bilan belgilanadi.
Birinchi o‘raladigan chulg‘amning o‘ralish yo‘nalishi ixtiyoriy, ammo qolgan
fazalarning chulg‘amlari birinchi o‘ralgan chulg‘amning yo‘nalishida o‘ralishi kerak.
Faqat shundagina ayrim fazalardagi toklarning va ularni hosil qilgan magnit oqimlari
( ̅ A, ̅ B, ̅ C) larning shartli musbat yo‘nalishi ta’minlangan bo‘ladi.
Kirxgofning birinchi qonuniga binoan istalgan vaqt lahzasida uchala faza magnit
oqimlarining yig‘indisi doimo nolga teng. Masalan, magnit oqimlarining o‘zgarish
grafigidan ko‘rinadiki, ̅ A = ̅ m bo‘lgan t1 vaqtda ̅ A o‘zining musbat maksimal

12.

qiymatiga erishgan bo‘lsa, qolgan ikkita magnit oqimi ̅ B va ̅ с larning manfiy
yarim maksimal qiymatlarga ega bo‘lishi uchala faza magnit oqimlarining po‘lat
o‘zak bo‘ylab qo‘shilishini bildiradi, ya’ni
Uch fazali transformatorlarning chulg‘amlarini o‘lash sxemalari va turkumlari.
Uch fazali transformatorlar chulg‘amlarini ulash sxemalarini kasr tarzida
ko‘rsatish qabul qilingan. Kasrning suratidagi belgi birlamchi chulg‘amni,
maxrajidagi belgi esa ikkilamchi chulg‘amni ulash sxemasini bildiradi. Masalan, uch
fazali transformatorning chulg‘amlari yulduz/yulduz sxemada ulangan bo‘lib, yulduz/
yulduz tarzda belgilanadi. Agarda yulduz/uchburchak sxemada ulangan bo‘lsa,
yulduz/Δ belgi bilan ko‘rsatiladi. Amalda, asosan kichik va o‘rtacha quvvatli
(taxminan 1800 kVA gacha bo‘lgan) transformatorlarning ikala chulg‘amiga nisbatan
yulduz usulida ulash sxemasi qo‘llanadi. Bunday ulashda chulg‘amlarning
izolyatsiyasi faza kuchlanishiga (Uf = Ul | √ ), uchburchak sxemada ulanganda esa
liniya kuchlanishiga hisoblanadi. Odatda, transformatorning yuqori kuchlanishli
chulg‘ami (manba tomonidagi) yulduz sxemada ulanadi. Bunda ma’lum qiymatdagi
liniya kuchlanishini olish qulay va chulg‘amning o‘ramlar soni kam bo‘ladi.
Chulg‘amlarni uchburchak sxemada ulash katta tolarda ma’qul bo‘lgani uchun
yulduz/Δ sxema past kuchlanish tomoni katta quvvatli bo‘lgan transformatorlarda
qo‘llanadi (4.11-rasm).
4.11-rasm

13.

5. Avtotransformatorlar, o’lchov trtansformatorlari, payvandlash
transformatorlari.
Past kuchlanishli chulg‘am yuqori kuchlanishli chulg‘amning bir qismini tashkil
qilgan transformator avtotransformator deyiladi. U pasaytiruvchi va yuksaltiruvchi
transformator bo‘lishi mumkin.
4.12-rasmda avtotransformatorning A-X chulg‘ami W1 o‘ramlardan iborat
bo‘lib, U1 kuchlanishli o‘zgaruvchan tarmoqqa ulangan.
4.12-rasm. Avtotransformator sxemasi.
Chulg‘amning o‘ramlar soni W2 bo‘lgan a-x qismiga energiya iste’molchisi Zn
ulangan.
Avtotransformator salt yurishida birlamchi kuchlanishning ikkilamchi
kuchlanishiga nisbati uning transformatsiya koeffitsiyentiga yoki o‘ramlarning W1 va
W2 sonlarinig nisbatiga teng bo’ladi, ya’ni:
Avtotransformatordagi elektr energiya isroflari kichik bo‘lgani uchun hisobga
olinmasa, u holda yuklangan avtorasnformatorning birlamchi va ikkilamchi
zanjirlaridagi quvvatlar bir-biriga teng bo‘ladi deb hisoblash mumkin:
I1 · U1 = I2 U2
Istalgan paytda chulg‘amning a-x qismida bir-biriga qarama- qarshi toklar (I1 va
I2 ) oqadi. Shuning uchun chulg‘amning a-x qismidagi toklar I1 va I2 ayirmasiga teng:
I = I 1 - I2
Demak, chulg‘amning umumiy a-x qismi ko‘ndalang kesimi kichikroq bo‘lgan
sim bilan bajarishi mumkin.
Moslab yasalganda avtotransformatorlar keng chegaralarda kuchlanishni
ikkilamchi zanjirda bir tekis rostlashga imkon beradi.
4.13 -rasmda laboratoriya avtotransformatorlari LATR ko‘rsatilgan.

14.

4.13-rasm. Laboratoriya avtotransformatorning umumiy ko‘rinishi:
1-2 - rolikning tutqichi, 3-4 - chulg‘am. Uning tutqich kontaktli roligi bo‘lib,
chulg‘am o‘ramlarning izolyasiyasidan tozalangan tomonida hatto dumalash ham
mumkin. Shu harakatlanayotgan kontakt yordamida ikkilamchi zanjirdagi
kuchlanishni noldan 1,1* U1 gacha rostlash mumkin.
Biror avtotransformatori boshqarish uchun kuchlanishni 220 V dan 250 V gacha
ushlash talab qilinadi. Transformatorning ikkilamchi cho‘lg‘amida 22000 V dan
25000 V gacha rostlash imkonini beradi.
O‘ lchash transformatorlari
Yuqori kuchlanishli zanjirlarda o‘lchash asboblari bilan ishlash xavfsizligi,
shuningdek, bu asboblarning o‘lchash chegarasini kengaytirish uchun maxsus
o‘lchash transformatorlari ishlatiladi.
* Kuchlanish transformatori Kuchlanish transformatorining tuzilishi va ish
prinsipi avval ko‘rilgan bir fazali kuch transformatoriga o‘xshaydi. Birlamchi
chulg‘amning o‘ramlar soni ko‘p bo’ladi va unga yuqori kuchlanish beriladi.

15.

4.14-rasm Kuchlanish transformatori: a) ulash sxemasi, b) kuchlanishli
transformatorning shartli belgisi.
Ikkilamchi chulg‘amning o’ramlari soni ozgina bo‘ladi va unga yuqori ichki
qarshilikli asboblar ulanadi (masalan, voltmetr, vattmetr, schetchiklarning kuchlanish
g‘altaklari). Shuning uchun ikkilamchi chulg‘amdan juda kichik tok o‘tadi. Demak,
kuchlanish transformatori oddiy kuch transformatori singari salt yurish rejimida
ishlaydi. Kuchlanish transformatori yuqori kuchlanishni 100 V gacha kamaytirib
beradi. Shuning uchun ikkilamchi chulg‘amga 100 V li voltmetr ulanadi. U holda
birlamchi kuchlanish: UI=U2 KU
KU - transformatsiya koeffitsiyenti.
Kuchlanish transformatorlari bir fazali va uch fazali qilib ishlab chiqariladi. Bir
fazali kuchlanish transformatorning ulash sxemasi 4.14,b - rasmda ko‘rsatilgan.
Tok transformatori
Tok transformatorlari katta o‘zgaruvchan toklarni o‘lchashda qo’llaniladi.
Ularning birlamchi chulg‘ami ampermetr singari liniya kesimiga ulanadi va o‘ramlar
soni kam, ba’zida bir - ikki o‘ram yoki qalin o‘tkazgichning bir qismi bo’ladi.
Ikkilamchi chulg‘amda o‘ramlar soni ko‘p bo‘ladi va u 5 amperga (ba’zan 10
amperga) mo‘ljallangan bo‘lib, vattmetrlar, ampermetrlar va boshqa asboblarning tok
chulg‘amiga parallel ulanadi (4.15 - rasm).

16.

4.15-rasm. Tok transformatori:
a) ulash sxemasi, b) tokli transformatorning shartli belgisi.
Agar ulovchi simlar va ulangan o‘lchash asboblari chulg‘amlarning qarshiligi
transformator uchun yo‘l qo‘yilgan miqdordan yuqori bo‘lmasa, K - const bo‘ladi.
Unda birlamchi tok:
I1 = I2/K
Payvandlash transformatori
Payvandlash transformatori metall buyumlarni, konstruksiyalarni va hokazolarni
eritib, o‘zaro ulash uchun xizmat qiladi. 4.16-rasmda payvandlash transformatorining
prinsipial sxemasi ko‘rsatilgan. U transformator 1, drossel 2, yakor 3, elektrod 4,
payvandlanadigan buyum 5, drossel bilan yakor orasidagi tirqish 6 dan iborat.
Payvand sifatli bo‘lishi uchun elektr yoy barqaror yonishi kerak. Buning uchun
payvandlash jarayonida payvandlash toki qiymat jihatdan o‘zgarishsiz bo‘lishi lozim.
Payvandlash toki drossel 2 bilan yakor 3 orasidagi tirqish 6 ni o‘zgartirish orqali
rostlanadi. Tirqish ortganda drossel chulg‘amining induktiv qarshiligi kamayib,
payvandlash toki ko‘payadi va aksincha.
4.16-rasm. Payvandlash transformatorining sxemasi
Qisqa tutashuv bo‘lganda drossel elektr yoy va transformatorning tokini
cheklaydi.
Transformator salt ishlaganda U20 = 60‚70 V, nominal yuklama bilan ishlaganda
esa 30 V ni tashkil etadi.
6. Transformatorning tashqi xarakteristikasi va undagi kuchlanishning
o‘zgarishi
Birlamchi chulg‘am kuchlanishi U1 va quvvat koeffitsienti o‘zgarmas bo‘lganda
ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanish U2 ning yuklama toki I2 ga bog‘liqligini
ifodalovchi egri chiziq U2= f (I2) transformatorning tashqi xarakteristikasi deyiladi.

17.

4.17-rasm
4.17-rasmda transformatorning turli xil xarakterdagi yuklamalarga oid tashqi
xarakteristikasi ko‘rsatilgan. Xarakteristikadan ko‘rinadiki, aktiv yuklamada aktivinduktiv yuklamada esa cosφ<1 va faza siljish burchagi φ>0 bo‘ladi. Nihoyat aktivsig‘im yuklamada cosφ2 <1 va φ<0 dir. Ikkilamchi chulg‘amdagi kuchlanishning
o‘zgarishi:
100
(4.16)
Bu yerda: U2n = U20 - transformator salt ishlagan paytda ikkilamchi chulg‘am
uchlaridagi kuchlanish; U2 - transformator yuklama bilan ishlayotgandagi kuchlanish.
Tashqi xarakteristikadan ko‘rinadiki, aktiv va aktiv-induktiv yuklama
(iste’molchi) uchun ishlayotgan transformatordagi kuchlanish nominalidan doim ΔU
ga kichik, aktiv-sig‘im xarakterli yuklamada esa ΔU ga ortiq bo‘ladi. Elektr
iste’molchilari, asosan, aktiv-induktiv xarakterga ega bo‘ladi.
Liniyadagi kuchlanishlarning pasayuvini hisobga olib iste,molchiga
o‘rnatiladigan katta quvvatli transformatorlarning chiqish tomonidagi kuchlanishi,
odatda, nominaldan 5 % ortiq qilib loyihalanadi.
7. Transformatorlarning parallel ishlashi
Sanoat korxonalarining podstan- siyalarida bir nechta transforma- torlar
o‘rnatilgan bo‘lib, ular alohida yoki birgalikda (parallel) ishlashi mumkin.
Transformatorlar alohida ishlaganda ularning ikkilamchi chulg‘amlari o‘zaro
bog‘lanmagan, parallel ishlaganda esa umumiy yuklamaga
ulanadi.
Transformatorlarni parallel ishlatish ulardan oqilona foydalanishga imkon beradi.
Masalan, yuklama kam bo‘lgan soatlarda transformatorlarning bir qismini uzib
qo’yish mumkin. Shuningdek, kuchli yuklama ulanganda har bir transformatorga
to‘g‘ri keladigan yuklama miqdorining kichikroq bo‘lishi va har bir
transformatorning bir tekis yuklanishi ta’minlanadi.

18.

4.18-rasm
Transformatorlarning parallel ishlashi uchun quyidagi shartlar bajarilishi kerak:
1. Birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarning nominal kuchlanishlari bir xil
bo‘lishi kerak; transformatsiya koeffitsientining farqi 0,5% dan ortib
ketmasligi kerak.
2. Qisqa tutashish kuchlanishlari bir xil bo‘lishi kerak (±10% farq qilishiga yo‘l
qo‘yiladi).
3. Uch fazali transformatorlar parallel ishlashi uchun ularning ulanish turkumlari
bir xil bo‘lishi kerak.
Transformatorlarning parallel ishlash sxemasi 4.18-rasmda ko‘rsatilgan.
Transformator salt ishlaganda ikkilamchi chulg‘am zanjirida tokning yo‘qligi hamda
yuklamaning paraltel ishlayotgan transformatorlarning nominal quvvatlariga
proporsional ravishda to‘g‘ri taqsimlanishi transformatorlar normal holda parallel
ishlashining asosiy belgilari hisoblanadi.
Nazorat savollari:
1. Bir fazali transformatorning tuzilishi va ishlash prinsipini tushuntiring.
2. Transformatorlarning ish rejimlari qanday?
3. Uch fazali transformatorning tuzilishi va ishlash prinsipi.
4. Avtotransformatorning tuzilishi va ishlash prinsipi?
5. O’lchov transformatorlarining tuzilishi va ishlash prinsipi?
6. Transformatorlardagi quvvat isrofi va ularning FIK?
7. Transformatorlarning quvvati, chastotasi va chulg’amlar soni bo’yicha tasnifi?
8. Transformatorning nominal kattaliklarini ko’rsating
9. Transformatorning tashqi xarakteristikasini tushuntiring.

19.

Transformatorlar mavzusi bo’yicha test savollari
1.
Trаnsfаrmаtоrning mаksimаl
1 f.i.k qаndаy nаgruzkаdа
bo`lаdi?
10-20%
50-70%.
20-30%
30-40%
2.
Trаnsfоrmаtоrning sаlt
1 ishlаgandа uning tоk qiymаti
qаysi diapаzоndа bo`lаdi?
15-20%
1-2%
12-15%
2-10%
3.
Аgаr trаnsfоrmаtоrining
ikkilаmchi cho`lg`аmidаgi tоk
1
оshsа birlаmchi chulg`аmdаgi
tоk qаndаy o`zgаrаdi?
o`zgаrmаydi
kаmаyadi
оshаdi
Nоlgа tеng bo`lаdi
4.
Trаnsfоrmаtоr kuchаytiruvchi
bo`lishi uchun trаnsfоrmаtsiya
1
kоeffitsiеnti qаndаy bo`lishi
zаrur?
K>1
K<1
K=0
K=1
o`zаk vа
o`tkаzgichdаn
o`zаk vа
chulg`аmdаn
(birlаmchi vа
ikkilаmchi)
Silindrik
chulg`аm, o`zаk
Kоnsеntrik
chulg`аm vа
o`tkаzgich
5.
1
Trаnsfоrmаtоr qаndаy
qismlаrdаn tuzilgаn?
6.
1
Trаnsfоrmаtоr qаndаy
rеjimlаrdа ishlаydi?
7.
Qisqа tutаshuv rеjimidа
1 ikkilаmchi chulg`аm qаndаy
hоlаtdа qоlаdi?
Ikkilаmchi
chulg`аm
qisqаrtirilаdi
Оchiq hоlаtdа
Yuklаmаgа
o`lаnаdi
Аmpеrmеtrgа
ulаnаdi
8.
Sаlt ishlаsh rеjimidа ikkilаmchi
1 chulg`аm qаndаy hоlаtdа
qоlаdi?
Ikkilаmchi
chulg`аmgа
ulаnаdi
Оchiq hоlаtdа
Yuklаmаgа
ulаnаdi
Аmpеrmеtrgа
ulаnаdi
9.
Trаnsfоrmаtоr qisqа tutаshuv
1 shаrоitdа ishlаgаndа qаndаy
qiymаt оlinаdi?
Trаnsfоrmаtоrnin
g to`lа quvvаti.
Trаnsfоrmаtоrnin
g o`zаgidаgi
quvvаt isrоfi.
Nаminаl F.I.K.
Trаnsfоrmаtоr
chulg`аmidаgi
miss quvvаt isrоfi.
CФ m
4.44Фm fW2
4.44Фm fW1
I L
Nominаl f.i.k
Trаnsfоrmаtоrning
to`lа quvvаti.
K U 2 /U 1
K W1 /W 2
Trаnsfоrmаtоrning birlаmchi
10. 2 chulg`аmidаgi EYuK ning
fоrmulаsini аniqlаng.
Trаnsfаrmаtоr sаlt ishlаsh
11. 2 shаrоitidа qаndаy qiymаt
оlinаdi?
12.
Trаnsfоrmаtоrning
trаnsfоrmаtsiyalаsh
kоeffisiеntini аniqlаng?
Qisqа tutаshuv,
Аsinxrоn, qisqа
yuklаmаli, rеvеrs tutаshuv, yuklаmаli
TrаnsfоrmаtоrTrаnsfоrmаtоr
ning o`zаgidаgi
chulg`аmidаgi
quvvаt isrоfi. miss quvvаt isrоfi.
K E 2 / E1
K W 2 /W1
Sаlt ishlаsh, qisqа
Sаlt ishlаsh, tаshqi,
tutаshuv,
sun`iy
yuklаmаli