Қорек көздері пәніне кіріспе

     

     Автотрансформатордың  артықшылығы мыс орм сымдар аз жұмсалады. Ал ортадағы болат өзекшенің  өлшемі кішкене болады, егер оның көлемі аз болса, онда оған шығындалатын болат  аз болады. Сонымен қатар кернеуді реттеуге болады. Кемшілігі техникалық жағынан қауіпті.

Түзеткіштер

     Түзеткіштер айнымалы токты тұрақты токқа  түрлендіретін құрылғыны айтамыз. Екіншілік қорек көздерінде түзеткіштер  кеңінен қолданылады. Байланыс құралдарын қоректендіретін қорек көзіне қатаң  талап қойылады. Әсіресе, қатаң талаптар автоматтандырылған электр станцияларын қоректендіретін қорек көздеріне  қойылады. Себебі қорек көзінің кернеуінің айнымалы лүпілдеуші токты туғызады, ал бұл адам құлағына шу болып естіледі. Сонымен қатар қабылдағыштарды  қоректендіретін қорек көзі лүпілдеу кернеуі динамиктегі шудың шығуына  себепші болады.

     Екіншілік қорек көзінің функционалдық  сұлбасы. Екіншілік қорек көзіне қойылатын талаптарды қанағаттандыру үшін оларға қосымша функционалдық  блоктар жалғанады.

    трансформатор      вентиль            фильтр         стабилизатор      жүктеме

     Екіншілік қорек көзінің негізгі элементтері: трансформатор, түзеткіш, тегістегіш сүзгі  және қосымша элементтер. Қосымша  элементтер деп отырғанымыз кернеуді тұрақтандыратын сұлбалар. Ол сұлбалар қойылатын талаптарға байланысты әр түрлі болады. Жоғарғы айтқанымыздай  транформатор желідегі кернеудің деңгейін түрлендіруді қамтамасыз етеді.

     Түзеткіш  блогы кірісіндегі таңбасы ауысатын кернеуді түрлендіріп, шығысында лүпілдейтін  бір таңбалы кернеуге айналдырады. Тегістегіш сүзгі – шығыстағы  кернеудің айнымалы құраушысын азайтады. Қосымша элементтер тұрақтылықты, баптауды және қысқаша тұйықталудан сақтауды қамтамасыз етеді.

Бірфазалы токтың түзеткіштері

     Бірфазды  түзеткіштер аз қуатты пайдаланатын бірфазды айнымалы қорек көзінен  қоректенетін құрылғыларды пайдаланады. Бірфазды сұлбасын қарастырайық:

     

     Трансформатордың  шығысындағы U₂ кернеуі в нүктесімен салыстырғанда а нүктесі оң болған жағдайда диодымыз үшін тура ғысу болып және ол ашық болады. U₂ кернеу келіп R_ж келіп түседі. Ал егер а нүктесімен салыстырғанда в нүктесі оң болса, онда U₂ кернеу диодқа келіп түседі, себебі кері бағытта диодтың кедергісі үлкен. Егер тізбекте реактивті элементтер жоқ болса, онда токтың өзгеру периоды кернеудікімен бірдей болады. Шығысындағы R₂ – ге түсетін кернеудің осцилограммаға қарасақ, ол жартылай периодты лүпілдеген кернеу болады.

     Біржартылай периодты сұлба үшін түзетілген кернеудің  орташа мәні:

U_ж = 0,45U₂

Бұл жағдайда вентиль мен трансформаторды  идеалды деп қабылдаймыз.

Диодқа  түсетін кері кернеу:

U_кері = U₂ = 3,14U_ж

Жүктеме және вентиль арқылы ағатын токтың орташа мәні

І_орт = I₂ = І_m/π

І_m =

     І_m тізбектегі токтың амплитудасы, демек біржартылайпериодты түзеткіш сұлбасында түзетілген токтың орташа мәні оның амплитудасынан π есе кіші.

     Әсер  етуші токтың мәні:

     I₂ = І_m/π

      Жүктемеге берілетін қуат:

Р_m = U_{m Im}

      Трансформатордың  өлшемін анықтайтын өрнекті жазайық:

S_T = (P₁ + P₂)/2 = 3,09P_ж

      Бұл сұлбаның артықшылығы қарапайымдылығы, кемшілігі қуатты трансформаторды  пайдалануды қажет етеді. Трансформатордың қуаты жүктемедегі қуаттан 3,1 есе  жоғару болу керек, демек бұл сұлбада  трансформатор қуатты тиімді пайдаланбайды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

№8 дәріс

Бірфазды, орта нүктесі бар  екіжартылай периодты түзеткіш

      Бұл түзеткіш бір біріншілік орамсымы және тізбектей жалғанған нольдік  шығысты орамсымы бар трансформатордан және вентильдан тұрады.

  
 
 
 
 

      Мұндай  трансформатордың трансформация коэффиценті  мынаған тең:

n =        (1)

мұндағы трансформатордың әрбір екіншілік орамсымдарындағы кернеу. Олар бір – бірімен фазалары бойынша 180° - қа ығысқан. Екіншілік орамсымдардың а, в ұштары V₁, V₂ вентильдерінің анодтарына жалғанады. Ал вентильдің катодтары жүктеменің бір ұшына жалғанады. Ал трансформатордың 0 – дік шығысына кедергінің екінші ұшы жалғанады. Бірфазды 0 – дік сұлба үшін түзетілген кернеудің орташа мәні мынаған тең:

    (2)

мұндағы екіншілік жарты орамсымдағы кернеудің әсер етуші мәні. Түзетілген токтың орташа мәні мынаған тең:

І_ж.орт =

=    (3)

      Әрбір вентиль ағатын токтың орташа мәні:

І

=      (4)

     Вентильдің  әсер етуші тогы мен трансформатордың екінші орамсымы  І арасында байланыс мынаған тең:

     І

= 0,785            (5)

     Кері кернеудің максимал мәні:

     

          (6)

     Трансформатордың  біріншілік орамсымындағы І₁ токпен жүктемеден ағатын І_ж арасындағы байланыс былай жазылады:

     

           (7)

     Трансформатордың  есептік қуаты мынаған тең:

     S_T = = 1,48 P          (8)

     Нольдік шығысы бар трансформатор біржартылай  периодты түзеткіштен жуықтағанда 2 есеге тиімдірек, демек трансформаторға  шығындалатын мыс, темір үнемделеді, трансформатордың өлшемі кішірейеді. Бұл сұлбаның  лүпілдеу коэффиценті  мына түрде анықталады:

     к_л =         (9)

     m – түзетілген фазаның саны. к_л нольдік түзеткіш үшін 67% тең. Егер түзетілетін кернеудің жиілігі 50Гц – қа тең болса, оның біріншілік гармоникасы 100Гц, демек n = 2.

     Бірфазды  көпірлік сұлба

     Бірфазды  көпірлік сұлба 2 орамсымды трансформатордан жән 4 диодтан тұрады.

       

     1, 3 нүктелеріне трансформатордың  екіншілік орамсымның ұштарын  жалғаймыз, ал 2, 4 нүктелеріне жүктеме  жалғаймыз. V₁және V₂ диодтары катодтарының ортақ нүктесі түзеткіштің оң полюсі болады, ал V₃ және V₄ вентильдерінің ортақ нүктесі түзеткіштердің кері полюсі болып табылады. Бұл сұлбада вентильдер кезегімен жұмыс істейді.

     Көпірлік  сұлбаның параметрлері

     Егер  бірфазды нольдік сұлбамен көпірлік сұлбаны салыстыратын болсақ, онда мынандай қорытындыға келуге болады:

1. Бірфазды нольдік сұлбадан вентильдердің саны бірфазды көпірлік сұлбамен салыстырғанда екі есе аз;
2. Вентильдерде шығындалатын қуат аз болады, себебі нольдік сұлбада бір вентиль арқылы ғана ағады, ал көпірлік сұлбада екі вентиль арқылы ағады;

Бірфазды  көпірлік сұлбаның артықшылығы:

1. Диодтардағы кері кернеудің амплитудасы нольдік сұлбамен салыстырғанда екі есе кіші;
2. Трансформатордың екіншілік орамсымдарының саны екі есе аз;
3. Нольдік шығысы болмағандықтан трансформатор қалыпты жұмыс істейді;
4. Нольдік сұлбамен салыстырғанда көпірлік сұлбаның есептемелік қуаты 25% аз;
5. Бұл сұлбаны транформаторсыз  тікелей түзеткіш ретінде пайдалануға болады. Ол үшін U₁ кернеуі қоректендіретін құрылғыны қанағаттандыратындай болса.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

№9 дәріс

Үш  фазды кернеу көзі

      Үш  фазды кернеу старторында үш фазды  орамсымы оралған генератор үш фазды  кернеудің көзі болып табылады. 

      Бұл орамсымдардың фазасы магниттік  осьтер кеңістігінде бір – бірімен 2π/3 немесе 120° ығыстырылғандай етіп орналастырады. Үшфазды генератордың орамсымдарының бір ұшы гальваникалық  байланыстырады,олай етпеген жағдайда электр энергиясын пайдаланушыға өткізгіш арқылы электр энергиясын жеткізген  болатынбыз. Мұндай жүйе өте тиімсіз  сол себептен бұл жүйелер практикада жиі қолданылмайды. Осы себептен Э. Қ. К – і фазасы бойынша 120° - қа ығысқан орамсымдары гальваникалық  байланысқан желілер пайда болады. Мұндай желілерді қосудың 2 әдісі  бар: жұлдызша және үшбұрыш етіп. 

Жұлдызша  әдісімен жалғау

      Жұлдызша  етіп жалғанған үшфазды желі жүйесінің  сұлбасын салайық.  

     

     _AN, _BN, _CN – фазалық кернеу;

     _AВ, _BС, _CА – желілердің арасындағы кернеу;

     _NN = _A + _B + _C жұлдызша әдіс арқылы қосқан кезде фазалық ток пен желілік ток бір – біріне тең болады. Егер фазалық токтар симметриялы болса, онда олар өзара тең.

     Кирхгоф заңына сәйкес желілік кернеу мынаған  тең:

     _AВ = _AN - _BN

     _BС = _BN - _CN

     _CА = _CN - _AN

     _AВ + _BС + _CА = 0

     U_ж =  U_ф

     Үшбұрыш етіп жалғау әдісі

     

     Бұл жағдай үшін егер ол симметриялы болса, Э. Қ. К – і _A + _B + _C = 0. Үшбұрыш етіп жалғағанда жалғау тәртібін қатаң бақылау керек. Егер қате жалғанса, қысқа тұйықталу болады. Дұрыс қосылған жағдайда І = 0.

     _{A `B` A} =  _{A `B`} -  _C`A`

       _B = _B`C` - _A`B`

      _{A                             B C} = _C`A` - _B`C`                I_ж =  I_ф 

 

  _{C`A`       C                B`C`}

      Практикада  жұлдызша – жұлдызша етіп қосу, үшбұрыш  – үшбұрыш етіп, жұлдызша – үшбұрыш  немесе үшбұрыш – жұлдызша етіп қосуға болады, тек желілер бір  – біріне симметриялы болуы керек.