Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал-трансформаторды өндірісте пайдалану

1 слайд
1Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал- трансформаторды өндірісте пайдалану

1 слайд

2 слайд
2Зерттеу жұмысы Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал- трансформаторды өндірісте қолдану Шанкеев Жанай І курс (мамандығы «Электрмонтер») «Теректі колледжі» мемлекеттік коммуналдық қазыналық кәсіпорны Ғылыми жетекші: Физика пәнінің І санатты оқытушысы Ж.О. Тайтенова ОРАЛ, 2019

2 слайд

3 слайд
3Тақырыптың өзектілігі: Трансформатор ( лат. transformo  – түрлендіремін) – әр түрлі кернеулі айнымалы токты түрлендіретін электрмагниттік құрылғы. Түрлендіретін ток түріне қарай 1 фазалы және 3  фазалы трансформаторлар болады. Атқаратын қызметіне қарай олар күштік немесе қоректендіру трансформаторлары (электр энергиясын  таратуға арналған), жоғары кернеулі сынақ трансформаторлары, ток немесе кернеу импульстерін жиілігін өзгертпей басқа кернеулі айнымалы токқа түрлендіретін статикалық түрлендіру үшін қолданылатын импульстік трансформаторлар, үлкен токтар мен кернеулерді өлшеуге арналған өлшеуіштік трансформаторлары, жоғары жиілікті кернеулерді түрлендіруге арналған радиожиілікті трансформаторлар және радиоэлектрондық құрылғылардың қоректендіруші блоктарында қолданылатын радиотрансформаторларға, т.б. бөлінеді. 

3 слайд

4 слайд
4Тақырыптың мақсаты- трансформатор туралы жаңалықтардың қайнар көзін ашып,энергетикадағы сындарлы жобаларды іске асыру,өндірісте трансформаторлардың жан-жақты түрлерін пайдаланып,теориялық білім мен тәжірибені ұштастыру.   Тақырыптың міндеті- бүгiнгi күннiң технологиялары ПӘК-i 97-98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкiндiк бередi. Трансформаторлардың электр энергиясын тасымалдаудағы ролi ерекше. Электр энергиясын қашық аралықтарға тасымалдау күрделi ғылыми-техникалық мәселе болып табылады. Бұл жердегi негiзгi мәселе энергия шығынымен байланысты. Өткiзгiштердiң қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль-Ленц заңына сәйкес тiзбектегi ток күшiнiң квадратына пропорционал, яғни Q= I 22 ·R·t. Олай болса, тасымалдау кезiндегi бос шығынды азайту үшiн тасымалданатын қуатты кемiтпестен, ток күшiн мүмкiндiгiнше азайту қажет. Оның бiрден-бiр жолы кернеудiң шамасын аса жоғары, жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерiнiң болуы осымен байланысты.

4 слайд

5 слайд
5Тақырыпты зерттеу әдістері: Электр энергиясын өндiретiн жерде кернеудi трансформаторлардың көмегiмен 400-500 мың вольтқа дейiн жоғарылатады да, тасымалдап жеткiзген соң энергияны тұтынатын жерде керiсiнше өндiрiстiк 220 вольтқа дейiн кемiтедi. Көптеген жағдайда бiр ток көзiнен әртүрлi кернеуге арналған құралдарды қоректендiру қажет болады. Мысалы, теледидарды 220 В-тық ток көзiне қосқан кезде оның iшiндегi қыздыру шамдарына 6,3 В, транзисторларға 1-2 В, ал электронды-сәулелендiру түтiкшесiне 15000 В кернеу беру қажет. Кернеудi осылай қажетiмiзше көтерiп, немесе төмендету үшiн трансформаторлар деп аталатын құралдар пайдаланылады.

5 слайд

6 слайд
6 Кіріспе бөлім Электртехника – электр энергиясын  өндіру, электр және магнит құбылыстарын тәжірибелік мақсатқа қолданып пайдалану жөніндегі ғылым. ХІХ ғасырдың соңы мен ХХ ғасырдың басында электртехника қарқынды дамыды.Адамзат тарихындағы электртехниканың ең басты салаларының бірі- электрэнергетика. Яғни, электр энергиясын басқа энергия түрлерінен өндіру, энергияны алыс қашықтықтарға жеткізу, оны тұтынушылар арасында тарату және басқа энергия түрлеріне айналдыруды қамтиды. Қазақстан энергетикасы  — электр энергиясы мен қуатын өндiру және электрмен жабдықтау жүйесi; ұлттық экономиканың өндiрiстiк және әлеуметтік инфрақұрылымындағы маңызды сала әрi өнеркәсiптiң басқа салаларын дамытудың басты базасы.

6 слайд

7 слайд
7Мемлекет басшысы Нұрсұлтан Назарбаев Қазақстан халқына арналған 2014 жылғы Жолдауында «Біз энергетиканың дәстүрлі түрлерін дамытатын боламыз.Жылу электр стансыларынан шығатын қалдықтарды тазарту жөніндегі ізденістер мен жаңалықтарға, өндіріс пен тұрмыста жаңа технологиялар арқылы жаппай электр қуатын үнемдеуге қолдау көрсету қажет. Астанадағы Дүниежүзілік ЭКСПО - 2017 көрмесіне дайындықты болашақтың энергиясын іздеу және жасау жөніндегі озық әлемдік тәжірибені зерделеу және енгізу орталығын құру үшін пайдалану керек. Сонымен қатар ядролық энергетиканы дамытудың келешегін ұмытпау керек.Әлемнің таяудағы даму келешегінде арзан атом энергиясына деген қажеттілік өсе түсетін болады. Қазақстан – уран өндіруде әлемдік көшбасшы. Біз АЭС отыны үшін төл өндірісімізді дамытып , атом стансасын салуға тиіспіз»- деп атап көрсетті.

7 слайд

8 слайд
8 Негізгі бөлім Механикалық энергияны электр знергиясына , электр энергиясын механикалық энергияға,электр энергиясын өлшемдері сан алуан электр энергиясына айналдыратын электр құрылғылары электр машиналарына жатады. Механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын машиналарды электр механикалық генератор дейді. Электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды электр қозғалтқыштары деп атайды. Т р а н с ф о р м а т о р Кернеу мөлшері бір өлшемдегі электр энергиясын, кернеу мөлшері басқа электр энергиясына айналдыратын электр машиналары Электртехникада, электроникада,автоматтандыру - да, байланыс құралдарында, теледидарларда, ЭЕМ-ы мен техниканың басқа салаларындаЭлектро – магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделгенМеханикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын машиналарды электр механикалық генератор дейді. Электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды электр қозғалтқыштары деп атайды. Т р а н с ф о р м а т о р Кернеу мөлшері бір өлшемдегі электр энергиясын, кернеу мөлшері басқа электр энергиясына айналдыратын электр машиналары Электро – магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделген

8 слайд

9 слайд
9 Көптеген жағдайда бiр ток көзiнен әртүрлi кернеуге арналған құралдарды қоректендiру қажет болады. Мысалы , теледидарды 220 В - тық ток көз i не қосқан кезде оның i ш i ндег i қыздыру шамдарына 6,3 В , транзисторларға 1-2 В , ал электронды - сәулеленд i ру түт i кшес i не 15000 В кернеу беру қажет . Кернеуд i осылай қажет i м i зше көтер i п , немесе төмендету үш i н трансформаторлар деп аталатын құралдар пайдаланылады . Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде айнымалы ток кернеуінің ток күшімен қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы дейді. Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысына негізделген. Трансформаторды алғаш рет 1878 жылы орыс ғалымы П.Н.Яблочков ойлап тапқан, кейін оны 1882 жылы И.Ф. Усагин жетілдірді. Қарапайым трансформатор ферромагниттi өзекшеге кигiзiлген өткiзгiштердiң екi жақты орамдарынан тұрады

9 слайд

10 слайд
10Павел Николаевич Яблочков (1847 – 1894)

10 слайд

11 слайд
11Иван Филиппович Усагин (1855-1919)

11 слайд

12 слайд
12 Үй жағдайында, трансформаторды пайдаланып, электр приборын кернеуі 127 В желіден кернеуі 220 В желіге және керісінше қосуға болады. Егер трансформатор жоғары кернеулі желіге ауыстырылып қосылса, онда оны кернеуі 220 В желіге қосуға болмайды. Өйткені одан алынатын жоғары кернеу (380 В-тан астам) транформаторлық және ол арқылы қосылған электр приборларының бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Трансформатор таңдаған кезде оның қуаты электр приборларын бір мезгілде қоректендіруге арналған құрал-жабдықтардың жалпы қуатынан кем болмауын есте сақтаған жөн. Қазіргі трансформаторлар тұйық өзекшеден түрады. Өзекше пластиналары трансформаторлық болаттан жасалады . Өзекшеге екі катушка кигізіледі. Бір катушка айнымалы ток тізбегіне қосылады, оны бірі ші реттік орама (катушка) дейді. Екінші катушкаға тұтынушы, яғни электр қондырғыларын қосады. Оны екінші реттік орама (катушка) деп атайды. k  — трансформация коэффициенті, яғни екінші және бірінші реттік катушкалардың орам сандарының қатынасына тең шама. Кернеуді неше есе арттырса, ток күші сонша есе кемиді. Қазіргі трансформаторлардың пайдалы әрекет коэффициенті өте жоғары, ол 99 % -ға жетеді, шығын бар болғаны 1-2 %.k>1 болса, U 1 > U 2 Төмендеткіш трансформатор Жоғарылатқыш трансформатор k<1 болса, U 1 <U 2

12 слайд

13 слайд
13Трансформатордың құрылысы Темір өзекше

13 слайд

14 слайд
14Түрлендіретін ток түріне қарай1 фазалы 3 фазалы Трансформатор түрлері Атқаратын қызметіне қарай Радиожиілік- ті Күштік немесе қоректендіру Жоғары кернеулі сынақ Радиотранс- форматорлар ӨлшеуіштікИмпульстік1 фазалы 3 фазалы Атқаратын қызметіне қарай Күштік немесе қоректендіру Жоғары кернеулі сынақ Өлшеуіштік Импульстік

14 слайд

15 слайд
15 Бiрiншi реттi орам қоректендiрушi кернеу көзiне, ал екiншi реттi орам тұтынушыларға қосылған. Олардың сәйкес орамдарының саны n1 және n2-ге тең. Трансформатордың жұмыс iстеу принципi электромагниттiк индукция құбылысына негiзделген. Бiрiншi реттi орамдар арқылы айнымалы ток өткен кезде ферромагниттiк өзекшеде айнымалы магнит ағыны пайда болады. Бұл магнит ағыны өз кезегiнде екiншi реттi орамдарды да тесiп өтетiн болғандықтан осы орамдарда индукциялық ЭҚК- iн туғызады. Егер екiншi реттi орамдар тұтынушыларға қосылған болса, онда бұл тiзбектен де айнымалы ток өтедi. Ал бұл айнымалы ток өзекшеде қайтадан өзiнiң айнымалы магнит ағынын туғызады. Екiншi орамдардың туғызған магнит ағыны өзекшедегi толық магнит ағынын кемiтедi, бұл өз кезегiнде бiрiншi реттi орамдардағы өздiк индукция ЭҚК-iнiң кемуiне алып келедi. Өздiк индукция ЭҚК-iнiң кемуiнен бiрiншi реттi тiзбекте ток арта бастайды да, қоректендiрушi кернеудiң мәнi өздiк индукция ЭҚК-iне теңескенде жүйеде тепе-теңдiк орнайды. Орамдар санының бiр-бiрiне қатынасын

15 слайд

16 слайд
16 трансформациялау коэффициентi деп атайды. К>1 болғанда трансформаторлар төмендеткiш, ал K<1 болса жоғарылатқыш трансформаторлар болып табылады. Бiрiншi және екiншi орамдардағы ток күшi, кернеу мен орам сандарының арасында мынадай байланыс бар Энергияның сақталу заңына сәйкес Р2=P1-Pор-Pөз мұндағы Р2=I2U2cosφ2 – екiншi тiзбектен тұтынушылар пайдаланатын қуат, Р1 =I1U1cosφ1 – бiрiншi тiзбекке қоректену көзiнен берiлетiн қуат, ал Рор=I12r1+I22r2 – актив кедергiлерi r1 және r2 – ге тең орамдардағы қуат шығыны да, Рөз– ферромагниттiк өзекшенiң магниттелуiмен байланысты қуат шығыны.

16 слайд

17 слайд
17Трансформатордың жұмыс принципі Айнымалы ток көзі IIIжүктеме Трансформатордың пайдалы әсер коэффициентi (ПӘК)

17 слайд

18 слайд
18 ЭҚК катушкаға әсер етуі;  Екі катушканың орам саны бірдей болғанда, трансформаор кернеуінің өзгеруі; Айнымалы ток көзі IIIжүктеме

18 слайд

19 слайд
19Айнымалы ток көзі N 1N 2 жүктеме Трансформатордың түзілуі

19 слайд

20 слайд
20 Бүгiнгi күннiң технологиялары ПӘК-i 97-98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкiндiк бередi. Трансформаторлардың электр энергиясын тасымалдаудағы ролi ерекше. Электр энергиясын қашық аралықтарға тасымалдау күрделi ғылыми-техникалық мәселе болып табылады. Бұл жердегi негiзгi мәселе энергия шығынымен байланысты. Өткiзгiштердiң қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль- Ленц заңына сәйкес тiзбектегi ток күшiнiң квадратына пропорционал, яғни Q=I2Rt. Олай болса, тасымалдау кезiндегi бос шығынды азайту үшiн тасымалданатын қуатты кемiтпестен, ток күшiн мүмкiндiгiнше азайту қажет. Оның бiрден-бiр жолы кернеудiң шамасын аса жоғары, жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерiнiң болуы осымен байланысты. Электр энергиясын өндiретiн жерде кернеудi трансформаторлардың көмегiмен 400-500 мың вольтқа дейiн жоғарылатады да, тасымалдап жеткiзген соң энергияны тұтынатын жерде керiсiнше өндiрiстiк 220 вольтқа дейiн кемiтедi.

20 слайд

21 слайд
21Трансформатордың мінездемесі :  U 1 , U 2 – бірінші және екінші жүктеменің электр кернеуі .  I 1 , I 2 – бірінші және екінші жүктеменің ток күші  N 1 , N 2 – бірінші және екінші жүктеменің орама саны  k –трансформация коэффициенті1 2 2 1 2 1 I I N N U U k   

21 слайд

22 слайд
22Трансформатордың ПӘК-і  Р 1 и Р 2 – бірінші және екінші жүктеменің қуат күші  η – Пайдалы әсер коэффициенті1 1 2 2 1 2 U I U I Р Р   

22 слайд

23 слайд
23 Бүгiнгi күннiң технологиялары ПӘК-i 97-98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкiндiк бередi 1 1 1 1 2 2 U I U I U I    Трансформатордың ПӘК-і

23 слайд

24 слайд
24Трансформатордың сызбалық белгісі

24 слайд

25 слайд
25Трансформатордың түрлері

25 слайд

26 слайд
26Электрмен жабдықтау жүйелерінде, негізінен майлы трансформаторлар қолданылады. Күштік Трансформаторлар Қазақстанда Кентау трансформатор зауытында шығарылған. Қазіргі кезде электр -механикалық жабдықтар осы зауыттың негізінде құрылған  Трансформатор  ААҚ-да шығарылады.

26 слайд

27 слайд
27 Мемлекеттік электртехникалық сараптама белгілеген қауіпсіз кернеудің рұқсат етілген шекті шамасы 42 В. 42 В кернеуді кіші кернеу деп атаймыз. Қалыпты 42 В кернеуге арналған электр қондырғылары мен электр тораптарын қолданбайды, керісінше 36, 24 және12 В кіші кернеудің қалыпты мәні қолданылады. Осындай кернеуді алу үшін электр қондырғыларын жалпы,жергілікті және тасымалды электрмен жарықтандыруға бір фазалы немесе үш фазалы кіші қуатты құрғақ төмендеткіш трансф...

27 слайд