3. Арнайы трансформаторлар.
Арнайы қызметтерге арналған трансформаторлар. Жалпы қолданымдағы күштік трансформаторлардан басқа арнайы қызметтерге арналған, пісіруге арналған трансформаторларда да кеңінен қолданылады. Сонымен қатар мұндай трансформаторларға: автотрансформаторлар және өлшеуге арналған трансфраматорлар жатады. Арнайы қызметке арналған трансформаторлардың үлкен тобын құрайтындар қатарына радиода және электронды техникада қолданылатын трансформаторлар жатады. Олар тұралы арнайы пәндерде қаралады.
1. Автотрансформаторлар. Электротехникалық құрылғылар арасында, жүктеулі кезде кернеуін реттеуге келетін, автотрансформаторлар делінетін трансформаторлар кең таралған.
Олардың негізгі құрылыстық айырмашылығы. Қуаттылығы мен кернеуі шағын автотрансформаторлардың жоғары және төмен кернеулі орамалары біртұтас, өткізгіштерінің көлденең қимасы бірдей, бір қабат болып оралады. Орам сандары, әр орамға 0,5,… 1,0 Вольт келетіндей етіп алынады, бұл бір жағы оқшаулағыштан тазартылған арнайы құрылысты щетканы жылжыту арқылы кернеуді баяу реттеуге мүмкіндік береді. (1.18сурет).
Мұндай автотрансформаторлар бір және үш фазалы етіп жасалады, қалыпты құаттылығы 250 кВА және кернеулері 220…380В болады. Кернеуі 220 Вольттық автотрансформаторлар зертханалық деп аталады (ЗАТР), екінші кернеудің реттелуі нөлден қалыпты мәніне дейін, кейде одан біраз артық деңгейге дейін жетеді.
Автотрансформаторлардың ПЭК трансформаторлардікне қарағанда айтарлықтай төмен.
Кернеулерін өзгету арқылы аса зор емес екі еседен аспайтын трансформаторлар құрылысы жағынан айтарлықтай жоғары қуаттылық пен кернеуге арналып жасалады. Оларды үшфазалы синхронды және асинхронды электрматорларды жүргізуге, сондай-ақ кернеуі бойынша бір-бірінен айырмасы аз байланыс желілерінде пайдаланады. Мұндай автотрансформаторлардың кернеулерін реттеу сырғымалы жанасу жоқ, мысалы: жылжымалы қасқатұйықталған шарғының көмегімен атқарылады.
1.18-сурет. (ЛАТР) автотрансформаторының электр сұлбасы
1.19-сурет. Реттелетін реактивті шарғылы пісіру трансформаторының сұлбасы.
2. Пісіру трансформаторлары. Пісіру трансформаторлары доғамен, түйістіріп, тігістіріп немесе жанастырып, нүктелеп пісіру сияқты электрмен пісірудің сан түрлерінде қолданылады. Пісіру трансформаторларының ерекшелігі магнит ағынын шашыратуы жоғары. Ол бірінші ораманың және екінші орамаларды қималары әртүрлі өзектерге орналастыру немесе магнитөткізгіштерінің арасындағы ауа саңылауын реттеп отыратын магнит шунттарын қолдану арқылы атқарылады.
Пісіру трансформаторының екінші кернеуі пісірушінің қауіпсіздігін сақтайтын және жану доғасының тұрақты болуын қамтамасыз ететіндей етіп алынады. Айнымалы тоқты пайдаланғанда бұл екі шарт кернеу 40…70 Вольт және пісіру трансформаторының шұғыл төмендейтін сыртқы сипаттамасы болғанда қанағаттандырылады.
Белгілі технологиялық әрекет жағдайына қарай пісіру доғасының тоқ күшін реттеу, мысалы: металлды пісіру немесе кесу тікелей магнитөткізгіштің немесе трансформатордың немесе реактивті шарғының екінші орамасымен тікелей жалғасқан магнит шунттардың арасындағы ауа саңылауының шамасын өзгерту арқылы жасалады. (1.18-сурет). Пісіру тоғын реттеудің екінші нұсқасы бір фазалы трансформатордан бір уақытта техникалық әрекеттері бірнеше жұмыс орнын қоректендіруге мүмкіндік береді.
3. Өлшеуіш трансформаторлар.. Кернеу өлшейтін трансформаторлар бірінші орамадағы кернеудің қандай екеніне қарамастан оны стандартталған шамаға дейін төмендетуге қолданылады. Сөйтіп бір жағынан қызмет көрсетушіні жоғары кернеуден бөліп тұрады, екіншіден электр өлшейтін аспаптарды (вольтметр, ватметр, счетчик және реленің кернеулік орамалары) кернеу өлшеуіш трансформатордың екінші орамасының тізбегіне тікелей жалғауға мүмкіндік береді.
Құрылысы мен жұмысы бойынша кернеу өлшейтін трансформаторлар, бұрын қарастырылған күш трансформаторлардан ерекшеленбейді, тек қана онда міндетті түрде 100 немесе 150 Вольтты стандартталған екінші кернеу және магнитөткізгіші төмен индукция (В 0,6…0,8) бөлу тиіс, ол үшін оны жасағанда жоғары сапалы электротехникалық болат қолданылады.
Кернеу өлшейтін трансформатордың қалыпты қуаттылығы оннан жүз ВА-ге дейін болады және қалыпты жағдайдағыдан (5…8) есе артық жүктеме кезінде қызбай ұзақ уақыт жұмыс істей алады, бұл өлшеу дәлдігі аса дәл болмауы кезінде ғана.
Кернеу өлшеу трансформаторларының кернеу өлшеудегі қателіктерінің өте жоғарылығымен fu = ((U2 w1/ w2) U1) 100%/ U1 (1.85)
және U1 мен (-U21) кернеу векторларының арасындағы ығысу бұрышына тең бұрыштық қателікпен δи сипатталады.
Қателік шегінің мүмкін болатын ауытқуы дәлдігі бойынша: 0,2; 05; 1,0 және 3,0 болып 4 классқа бөлінеді.
Ең көп қатерлер дәлдік класына байланысты және қалыпты жүктемелер үшін дәлдік кластары: 0,2 (зертханалық)
— Щ = Ғ 0,2 % және би =Ғ 1,0; 0,5 — Щ =Ғ 0,5% және би =Ғ20; 1,0 — Щ =Ғ 1,0 % және би =Ғ 401; 3,0 — Щ =Ғ 3,0 % және би нормаланбайды.
Қосылған аспаптар немесе реленің кедергілері неғұрлым көп болса, қателік соғұрлым аз болады.
Тоқ өлшейтін трансформаторларда екі орамалы трансформаторларға ұқсатып жасалады, бірінші орамасының орамдары аса көп болмайды (шин), екінші ораманың орамдары көп болғанда, бір орамаға дейін жетеді.
Бірінші орама тағы өлшенетін тізбекті үзіп жалғастыра қосылады. Екінші ораманың қысқыштарына тиісті өлшеуіш аспаптың (амперметр, ваттметр,счетчиктер немесе реле) тоқтың орамасында әдетте аспатардың электр кедергісі өте аз болады. Сонымен тоқ өлшеуіш трансформаторлардың қалыпты жұмыс тәртібі, іс жүзінде, қысқа тұйықталу тәртібі болып келеді.
Трансформатордың қалыпты тоқтары стандартталған. Алғашқы (5…15000) Ампер шамасында, екіншісінің стандарттық екі мәні болады: 5 және 1 Ампер. Мұндай мәндерде тоқ трансформаторының өзекшесідегі индукцияның мәні өте мардымсыз, 0,08..1,0 Тесладан аспайды.
Қызметіне қарай трансформатордың құрылысы да әр түрлі болады. Мысалы: өтпелі, пішіні өтпелі оқшаулағыштарға ұқсайтын, шинді-бірінші ормасында бір орамы ғана бар үлкен тоқтарға арналған (шиннің өзінде); зертханалық-көпшекті және т.б. қауіпсіздік мақсатында қосқан кезде тоқ трасформаторының екінші орамасын ажыратулы күйінде қалдыруға немесе жұмыс кезінде ажыратуға болмайды. Бұл жағдайда екінші ораманың магнитсіздендіру әрекеті болмайтындықтан (І2=0) индукцияның мәнін (15…20) рет арттыру магнит ағыны өседі. Болаттағы шығындар қауырт көбейеді және трансформатор міндетті түрде қызады. Алайда, басты қауіп орам саны көп екінші орамадағы ЭҚК-тің шамадан тыс өсуі.
Кернеудің мәні оңдаған мың Вольтқа жетеді, ол ораманың оқшаулағышы мен қызмет адамдарына қауіпті. Тек өлшеу трансформаторлары тоқтық қателігінің шектелуімен
fі = ((І2 w2/ w1) І1) 100%/ І1 (1.86)
және І1 мен (-І21) тоқтардың асындағы ығысу бұрышына тең δі бұрыштық қателікпен сипатталады. Қателесу мүмкін шегіне байланысты тоқ трансформаторларын дәлдігі бес классқа бөлінеді: 0,2 (fі = Ғ0,2% және δі =Ғ101), 0,5 (fі = Ғ0,5% және δі =Ғ401), 1,0 (fі = Ғ1,0% және δі =Ғ801)
3,0 және 10,0 қателіктер нөмірленбейді мұнда өлшеуіш аспаптардың екінші ораманың қысқыштарына бірінен кейін бірі жалғаса қосылған тоқ орамаларының кедергілерінің сомасы ток 5,0 Ампер болғанда (0,2…2,0) Ом, ток 1,0 Ампер болғанда (5,0…30,0) Ом шамасында болуы тиіс.