Jõutrafo (0)

Ühefaasiline jõutrafo
Transformaatoriks ehk lühidalt trafoks nimetatakse staatilist elektromagnetilist aparaati, mis on
määratud ühe (primaarse) vahelduvvoolu süsteemi muundamiseks teiseks (sekundaarseks) vahelduvvoolus süsteemiks, millel on teistsugused tunnussuurused.
Kõige rohkem hakati trafosid tarvitama pinge muutmiseks elektrienergia ülekandmisel elektrijaamadest tööstusettevõtetesse (joon.1.1).
(joon.1.1) Rajoonielektrijaamade elektervarustuse skeem.
Elektrienergiat kantakse teatavasti suurtele kaugustele üle kõrgepingega, mille tõttu väheneb märksa energiakadu liinis.
Et aga pinge generaatori väljundis tavaliselt ei ületa 20 kV, seatakse liini alguses üles pingekõrgendustrafod, mis tõstavad vahelduvpinge vajaliku kõrguseni. Pinge peab olema seda kõrgem mida pikem on ülekandeliin ja mida suurem on ülekantav võimsus. Näiteks on vajalik 100 MW võimsuse ülekandeks 1000 km kaugusele ligikaudu 500kV-st pimget.
Elektrienergia jaotuse kohtades tarbijate vahel seatakse üles pingemadaldustrafod, mis vähendavad pinge vajaliku suuruseni, näiteks 6 kV-ni ja lõpuks vähendatakse pinge veel kord elektrienergia tarbimispaikades madaldustrafode abil 127, 220 või 380 voldini ning juhitakse vahetult elektritarbijateni ettevõtetes või eluruumides.
Peale nende põhiliste rakendusalade kasutatakse trafosid mitmesugustes elektriseadmetes (soojendus- ehk kütte-, keevitus –jms.), samuti raadio-, side-, automaatika- jne. Seadmetes .
Sõltuvalt otstarbest jaotatakse trafod üldotstarbelisteks jõutrafodeks ja eritrafodeks. Üldotstarbelisi jõutrafosid kasutatakse elektrienergia ülekande- ja jaotussüsteemides pingekõrgendus ning pingemadaldustrafodena
Eritrafode hulka kuuluvad eriotstarbelised jõutrafod (ahju-, alaldus-, keevitus-, raadiotehnilised trafod), sääste-, mõõte-, teimi-, sagedusmuundus- jt. trafod.
Trafod jagunevad ühe- ja mitmefaasilisteks.
Peale selle võib trafo olla kahe kolme või enam mähisega faasi kohta. Sõltuvalt jahutamise viisist jagunevad trafod õli- ja kuivtrafodeks. Esimesed on asetatud õlikasti, teisi jahutatakse õhuga.
Vaatamata trafotüüpide suurele mitmekesisusele, on nende töötamisüõhimõte ja neis toimuvad füüsikalised nähtused sisuliselt samad. Seepärast käsitletakse esmajoones kõige lihtsamat ühefaasilist jõutrafot.
Trafo töötamispõhimõte
Vaatleme ühefaasilise kahe mähisega trafo töötamispõhimõtet, mille konstruktiivne skeem on
kujutatud joonisel 1.2 (joonis)
(joon.1.2) Ühefaasiline kahe mähisega trafo. a). konstruktiivne skeem b).põhimõtteskeem
See trafo koosneb magnetjuhtmest ja sellele asetatud kahest mähisest. Üks neist ühendatakse vahelduvvooluallikaga G, mille pinge U1; seda mähist nimetatakse primaarseks. Teise mähisega ühendatakse tarbija Zt; seda mähist nimetatakse sekundaarseks.
Trafo tegevus põhineb elektromagnetilisel induktsioonil. Primaarmähise ühendamisel vahelduvvooluallikaga kulgeb selles mähises vahelduvvool it, mis tekitab magnetjuhtmes vahelduva magnetvoo φ. Sulgudes magnetjuhtmes, on see voog aheldatud mõlema mähisega ja indutseerib nendes elektromotoorjõud:
Primaarmähises
valem 1.1
Sekundaarmähises
valem 1.2
Kus ω1 ja ω2 on keerdude arvud trado primaar- ja sekundaarmähises.
Koormuse Zt ühendamisel sekundaarmähise klemmidega tekib selles vooluringis vool i2. Sekundaarmähise klemmidel tekib seejuures pinge U2.
Pingekõrgendustrafodes U2 > U1, pingemadaldustrafodes aga U2 > U1.
Valemeist 1.1 ja 1.2 järeldub, et elektromotoorjõud e1 ja e2 võivad teineteisest erineda mähiste erinevate keerdude arvu tõttu. Seepärast võib, kasutades mähiseid vajaliku keerdude arvude suhtega, valmistada trafo mistahes pingetele.
Trafo mähist, mis on ühendatud kõrgemapingelise võrguga, nimetatakse ülempingemähiseks; alampingelise võrguga ühendatud mähist aga nimetatakse alampingemähiseks.
Trafodel on pööratavuse omadus. Sama trafot võib kasutada nii pingekõrgendus- kui ka pingemadaldustrafona. Kuid tavaliselt on trafol kindel ülesanne; ta on kas pinget kõrgendav või pinget madaldav.
Trafo konstruktsioon
Magnetjuhtme konstruktsioonilt eristatakse kolm tüüpi trafosid: südamik-, mantel - ja mantelsüdamiktrafod. Kõige enam on levinud südamiktüüpi trafod.(joon.1.3)
(joon.1.3) Südamiktüüpi ühefaasilise trafo magnetjuhe.
(joon.1.4) Manteltüüpi ühefaasilise trafo magnetjuhe.
Manteltüüpi trafodel on hargnev magnetjuhe (joon1.4.) ühe südamiku ja iketega mis katavad osaliselt mähiseid.
(joon.1.5.) Mantelsüdamiktüüpi ühefaasilise trafo magnetjuhe.
Suure võimsusega trafodes kasutatakse mantelsüdamiktüüpi magnetjuhet, mis küll nõuab, võrreldes eelmiste tüüpidega, veidi rohkem elektrotehnilist terast, kuid võimaldab vähendada magnetjuhtme, seega ka trafo kõrgust. Sellel asjaolul on suur tähtsus transportimisel.
Kasutatud Kirjandus:
http://petrashvili.tpt.edu.ee/docs/elektrimasinad_est
6