Bir Fazlı Transformatör HAZIRLIK
advertisement
BİR FAZLI TRANSFORMATÖR Soru 1: Şekilde verilen histeresiz eğrisini kullanarak uygulanan sinüsoidal gerilimin ürettiği uyarma akımını nokta-nokta çiziniz. 8 6 4 2 0 -2 0 5 10 15 20 -4 -6 -8 8 6 4 2 0 -10 -5 -2 0 5 10 -4 -6 -8 Soru 2: Transformatörlerde polarite testi niçin yapılır? Yanıt 2: Transformatörlerde polarite testi transformatörün giriş çıkış akımının yönlerinin tespit etmek için yapılır. Örneğin; I1 I2 E1 E2 E1 E2 Transformatörün giriş çıkış akımlarının yönleri şekildeki gibi olsun. Giriş sargısının akımı işaretinin bulunduğu uçtan girerken çıkış sargısının akımı da işaretinin bulunduğu uçtan çıksın. Bu durumda E1 ve E2 gerilim fazörleri aynı fazda olurlar. Genlileri aynı veya farklı olsa da faz açıları aynıdır. Aralarındaki faz farkı 0 olur. I1 E2 E1 I2 E1 E2 Transformatörün giriş çıkış akımlarının yönleri şekildeki gibi olsun. Giriş sargısının akımı işaretinin bulunduğu uçtan girerken çıkış sargısının akımı da işaretinin bulunduğu uçtan çıksın. Bu durumda E1 ve E2 gerilim fazörleri tam zıt yönde olurlar. Genlikleri aynı veya farklı olsa da faz açları birbirlerine terstir. Aralarındaki faz farkı 180 dir. Özel durumlar dışında, bir transformatörün giriş çıkış fazörleri aynı faz<da olmalıdır. Böylece transformatör genlik değişimi yaparken faz açısı korunmuş olur. Ayrıca polarite uçları üç fazlı transformatörlerde önemlidir. Çünkü polarite uçları faz diğer uçlar nötr olarak kabul edildiğinde transformatör sargılarının yıldız-üçgen bağlantıları daha rahat ve karışıklığa meydan verilmeden yapılabilir. Soru 3: Üç adet bir fazlı transformatörü uygun şekilde bağlayarak bir tane üç fazlı transformatör elde ediniz. Yanıt 3: A B C A1 B1 C1 Soru 4: Üç fazlı bir transformatör oluşturmak üzere, bir fazlı transformatörleri bağlarken sargı uçlarını rasgele bağlarsanız ne gibi problemlerle karşılaşırsınız. Yanıt 4: Faz faz arası gerilimlerin fazörleri farklı olabilir. Akım yönü önemli olduğundan ve nötr uç belirlenemediğinden dolayı akımın ters dönmesi gibi sorunla karşılaşılabilir. Soru 5: Transformatör eşdeğer devre modellerini sıralayıp, aralarındaki farkları açıklayınız. Yanıt 5: I1 E1 E2 n Karşılıklı sargılardan oluşan transformatörün eşdeğer devresi şekildeki gibidir. Bu eşdeğer dereye göre transformatörümüz ideal bir transformatördür. İdeal transformatörde giriş çıkış güçleri birbirlerine eşittir ( I1 V1 = I2 V2 ). Kısaca ideal transformatörde kayıplar sıfırdır. Akım ve gerilim ilişkisi; V1 I2 n = ------- = -------V2 I1 Unutmamak gerekir ki transformatör sargıları R1 ve R2 dirençlerine sahiptir. Bu dirençleri sargılardan ayrıştırarak seri durumda gösterelim. Ayrıca giriş devresi tarafında oluşturulan akının bir kısmı çıkış devresini, çıkış devresi tarafından oluşturulan akının bir kısmı da giriş devresini halkalamaz. Bu akıları giriş ve çıkış kaçak akıları olarak isimlendirirsek eşdeğer devrede L1 ve L2 yada JX1 ve JX2 olarak temsil edebiliriz. Bu sayede eşdeğer devre aşağıdaki şekilde görüldüğü gibidir. jX1 V1 R1 R2 E1 I1 jX2 E2 I2 V2 n Diğer bir husus ise demir çekirdeğin geçirgenliğinin sonsuz olmamasıdır. Dolayısıyla mıknatıslanma akımı ihmal edilmeyip, demir çekirdek JXm mıknatıslanma reaktansı olarak ifade edebiliriz. Bu arada demir çekirdekte meydana gelen histeresiz ve girdap akımları demir kayıplarını da hesaba katarsak ve JXm’e paralel bir Rf direnci olarak alırsak yeni eşdeğer devre şekildeki gibi olur. R2 jX1 If V1 I1 Rf I'1 R1 Im E1 E2 jXm n jX2 I2 V2 Bu devreyi transformatörün primer kısmına indirgeyecek olusak; jX1 I1 V1 I'1 n²R1 R2 If jn²X2 I2/n Im E2 E1 Rf jXm Soru 6: Şekil 1 de verilen devrede I2 = 0, I1 0 A, V1 0 V, P1 0 W ise bu transformatörün giriş empedansı ne olur. R1 X1 R1 X2 I1 V1 I2 Rc Xm V2 Şekil 1 Yanıt 6: R1 X1 R1 I1 V1 X2 I2 Rc Xm Rg Rg = (Rc // Xm) + (Rc + X1) Soru 7: Şekil 1 de verilen devrede V2 = 0 V, I2 = Ik 0 A (kısa devre), I 0 A, V1 0V ve P1 0 W ise bu transformatörün giriş empednsı ne olur. Yanıt 7: R1 X1 R1 X2 I1 V1 I2 Rc Xm Rg Rg = [(R2 + X2) // Rc // Xm] + (R1 + X1) Soru 8: Xm >> X1 ve X2 ile Rc >> R1 ve R2 olduğunu kabul ederek son iki şıkta istenenleri basitlaştirin. Yanıt 8: Xm ve Rc çok büyük olduğunda bu elemanlar üzerinden akan akım yok varsayılabilecek kadar azdır. Dolayısıyla Xm ve Rc açı devre alına bilir. Bu durumda; V2 açık devre iken Rg sonsuz büyük, V2 kısa devre iken Rg = R1 + X1 dir.
