logo         Trafod                                                                        Heljut Kalda     2018
Õpiobjekt on koostatud õppijate jaoks, kes uurivad trafode ehitust ja kasutamist.
See on kasutatav nii elektrieriala õppekavas – õppeaine "Elektrimasinad" – kui ka mitteelektrikute õppekavas – õppeaine "Elektrotehnika alused ja elektriseadmed" ning vastavates täiendõppe programmides.

Õpiobjekti maht on 0,5 EAP.

Õpiobjektis on üheksa töölehte, mis kajastavad kokkuvõtlikult ja näitlikult olulisi teemasid.

Info edastamiseks on kasutatud lünktekste, mis õigete valiku tegemise järel (klõpsata nuppe "Kontroll") moodustavad korrektse teksti.
Protsesside täpsemaks uurimiseks on liikuvad pildid, kus saab jälgida protsesside kulgu. Trafode töö uurimiseks koos ja eraldi on koostatud mudel, mille kasutamiseks on vajalik Flash Player programm, mis on vabavara.
Õppija tähelepanu suunamiseks on teksti paigutatud juhtpunktid, millel klõpsates lisandub lehele seda lõiku iseloomustav lisainfo.
Õpitu kinnistamiseks on õpiobjektis üks ülesanne trafo parameetrite määramiseks.

Õpiobjekti autor on Tallinna Tehnikakõrgkooli elektritehnika õppetooli õppejõud, e-posti aadress: heljut.kalda[at]tktk.ee
Õpiobjekt on litsentseeritud Creative Commonsi Autorile viitamine + Mitteäriline eesmärk + Jagamine samadel tingimustel 3.0 Eesti litsentsiga.

cc
Täitke lüngad ja lohistage valemid sobivale kohale.

kogunemine
Elektrienergia muundamine trafos
     Trafo on seade, mis muundab vahelduvvoolu elektrienergia ühelt pingetasemelt teisele pingetasemele magnetvälja abil. Näiteks muundatakse 10 kV 50 Hz pingetase tasemele 230 V Hz. Trafo sagedust. Trafo alalisvoolu üle kanda.
      Lihtsaim trafo koosned kahest mähisest, mis on keritud ühisele südamikule. Elektrienergia juhitakse mähisesse. Koormus ühendatakse mähisega.
Trafo töö põhineb kolmel põhivalemil:
     1. Võrrand elektromotoorjõu kohta, mille vahelduv magnetväli indutseerib mähistes:
Valem?
joonis,
kus e on , w on , Φm on , ω on , t on .
Mähistes indutseeritud elektromotoorjõu efektiivväärtused: primaarmähises E1 = 4,44fw1Φm ja sekundaarmähises E2 = 4,44fw2Φm.
Seega mähise keerdude arvu suurendamisel mähises indutseeritud elektromotoorjõud .
     2. Kirchhoffi pingeseadus trafo mähise jaoks komplekskujul (j − imaginaarühik):
Valem?
joonis,
kus U on , I on , E on , R on , X on .
Primaarmähisele on rakendatud toitepinge U1, seega semj. Sekundaarmähisega ühendatud koormusel on pinge remj.
     3. Voolude tasakaal määrab magnetvoo suuruse trafo magnetahelas:
Valem?
joonis,
kus I1 on , w1 on , I2 on , w2 on , I0 on .
     Trafo magnetvoo suurus on määratud primaarpingega ja ei sõltu praktiliselt trafo koormusest, sest sekundaarvoolu suurendamisel suureneb vastavalt ka primaarvool. Põhjus on selles, et sekundaarvoolu väli hävitab magneetimisvoolu välja ja selle välja taastamiseks võetakse toiteallikast voolu juurde. Energiavahetusprotsess toimub magnetvälja kaudu. Primaarpoolelt võetava voolu energia muutub välja energiaks ja välja energia muutub sekundaarvoolu energiaks.
     Harilikult ilmneb tagajärg põhjust teatud viitega. Voolu tekke ja tema magnetvälja tekke vahel puudub ajavahe absoluutselt. Voolu ja selle magnetvälja suhe on selle poolest unikaalne, kõik toimub üheaegselt.
      Kui koormusvool I2 suureneb, siis selle magnetväli , summaarne magnetväli , primaarmähise elektromotoorjõud E1 ja primaarvool I1 . Koormusvoolu vähenemisel primaarvool samuti väheneb.
  
Kirchhoffi pingeseadus:
joonis
Elektromagnetilise induktsiooni seadus:
joonis
Voolude seos:
joonis
Uurige töõkarakteristikute iseloomulikke punkte!
Klõpsake joonis-del!
joonis
joonis
joonis
joonis
joonis
joonis
joonis
joonis
joonis
joonis

      Trafo koosneb ühele ferromagnetilisest materjalist südamikule keritud mähisest. Primaarmähisega ühendatakse toiteallikas vahelduvpingega U1, mille tulemusel tekib mähises vool ja südamikus magnetvoog. Vahelduvmagnetvoog läbib nii primaarmähist, keerdude arvuga w1, kui ka sekundaarmähist, keerdude arvuga w2, ja indutseerib neis elektromotoorjõud E1 ja E2.
Kui trafo sekundaarmähisega ei ole ühendatud tarvitit, siis töötab trafo tühijooksul, kui ühendada tarviti, siis töötab trafo koormusel.

  Tühijooks. Tühijooksul on trafo primaarmähises tühijooksuvool I0, mille suurus on väiksem kui kümnendik nimivoolust ja sekundaarmähises voolu ei ole. Seega on pingelangud mähistes väiksed ja tühijooksul mõõdetud sekundaarpinge järgi saab küllalt täpselt määrata trafo ülekandeteguri k12 = U10/U20. Sekundaarmähise nimipingeks U2N loetakse selle pinget tühijooksul  — U2N = U20.
Tühijooksul mõõdetud aktiivvõimsus kujutab endast trafo südamikus eralduvat võimsust P0 ja seda nimetatakse teraseskaoks. Teraseskadu sõltub oluliselt pinge suuruset, pingekasv 10% suurendab kadu juba 30%.
  Nimitalitlus. Nimipunkt on arvutuslik punkt, mille järgi trafot valitakse. Trafo võimsust mõõdetakse kilovoltamprites (kVA), mis on näivvõimsuse mõõtühik. Näivvõimsus SN = UN IN.  Joonisel esitatud trafo nimivõimsus SN = 36 kVA. Kui trafos tekkivaid kadusid mitte arvestada, siis on primaarmähise võimsus võrdne sekundaarmähise võimsusega S1 = S2. Seega suuremale pingele vastab väiksem vool ja vastupidi — väiksemale pingele suurem vool.
Trafo voolu määrab koormus (joonisel takistus Z). Trafot võib koormata kuni nimivooluni. Suuremat voolu ei tohi pikaajaliselt kasutada, sest siis kuumeneb trafo üle ja rikneb.
  Lühisetalitlus. Trafo koormuseks on elektriliinid ja elektritarvitid. Rikete korral võib nende takistus oluliselt väheneda. Lühiseks loetakse olukorda, kus takistus Z = 0. Sel juhul piiravad voolu suurust põhiliselt trafo aktiivne ja induktiivne takistus. Kui lühis tekib nimipingel, siis on tekkiv lühisevool trafo nimivoolust kuni 20 korda suurem. Lühisevoolu suurus on oluline kaitsmete valikul, kuid seda katseliselt nimipingel määrata ei saa.
  Lühisekatse. Trafo lühisekatse tehakse madaldatud pingel. Pinge valitakse nii, et lühistatud sekundaarmähise vool oleks võrdne nimivooluga IN. Vastavat pinget nimetatakse lühisepingeks UkN. Trafo nimiandmete sildil antakse lühisepinge suhteline suurus (näites uk = 0,075 e uk% = 7,5%) , mille järgi saab määrata lühisevoolu suuruse nimipingel. Joonisel esitatud näites Ik = 90/0,075 = 1200 A.
Lühisekatsel mõõdetud aktiivvõimsus kujutab endast trafo mähistes eralduvat võimsust Pk ja seda nimetatakse vaseskaoks nimitalitluses.
  Kasutegur. Trafo koormusvool võib muutuda nullist kuni nimivooluni. Trafo koormuse iseloomustamiseks kasutatakse koormustegurit β = I2/I2N. Töötamisel trafo soojeneb. Trafo soojuskaovõimsus koosneb kahest osast. Trafo südamikus tekib nn teraseskadu, mis ei sõltu koormusest, ja mähistes tekib nn vaseskadu, mis on võrdeline koormusvoolu ruuduga. Trafo projekteerimisel saab valida, millisel koormusel on trafo kasutegur suurim. Tavaliselt valitakse selleks β = 0,5...0,7, sest trafod on enamamiku ajast alakoormatud. Kasutegur sõltub ka koormuse iseloomust, mida iseloomustab võimsustegur cosφ2.
  Pingemuutus. Trafo koormamisel selle sekundaarpinge muutub võrreldes tühijooksupingega. Induktiivkoormuse korral langeb trafo pinge kõige rohkem. Aktiivkoormusel on trafo pingemuutus väiksem ja mahtuvuslikul koormusel veel väiksem ja trafo pinge võib ka tõusta.
Madalpingevõrgus on lubatud pinge erinevus nimipingest ±10%. Et trafost tingitud suurim pinge vähenemine on võrdne trafo lühisepingega, siis on see umbes pool lubatud erinevusest.
Milleks kasutatakse trafot? Miks sellist seadet vaja on?

trafod


     Võimsus on elektriseadet iseloomustav põhiparameeter.
     100 W võimsuse võime saada pingel 10 V ja voolul 10 A. Kuid võime valida ka pinge 100 V ja voolu 1 A või põhimõtteliselt ka pinge 1 V ja voolu 100 A. Seadme võimsus on määratud tema pinge ja voolu korrutisega, mis tähendab, et sama võimsuse ülekandmiseks võib valida erinevad pingenivood.
     Pingenivoode valikul on praktikas alati siiski teatud piirangud. Näiteks, kui pingeallika pinge on 10 V, lambi arvutuslik tööpinge aga 100 V, siis lamp valgust andma ei hakka. Tuleb valida 10 V lamp või kasutada pinge muutmiseks abiseadet, mis muudab elektrienergia parameetrid sobivaks. Seda abiseadet nimetatakse üldjuhul muunduriks. Antud juhul on 10 V lambi valik parem lahendus, sest muundur ei ole just väga odav seade ja peale selle on igas muunduris energiakadu.
     Kui aga pingeallika pinge on näiteks 1000 V, muutub liiga keerukaks ja kalliks sellisele pingele 100 W lambi valmistamine. Siin on muunduri kasutamine parem lahendus.
      Kui pingeallika pinge on 1 V, ei ole sellisele pingele 100 W hõõgniidi valmistamine kuigi raske, kuid suured raskused on ühendusjuhtmetega, sest vool on 100 A. Kui me lubame, et ühendusjuhtmetes on kadu 1% ja liini pikkus toiteallikast lambini on 10 m, peavad selleks liiniks olema 66 mm läbimõõduga vaskvardad. See oleks vase raiskamine. 100 V pinge ja muude võrdsete tingimuste juures on juhtme vajalikuks läbimõõduks 0,66 mm.
      Näeme, et juhtme vajalik läbimõõt on pöördvõrdeline pingega — mida suurem pinge, seda peenemad juhtmed. Kuid suurem pinge on ohtlikum ja nõuab ka tugevamat juhtme isolatsiooni, et ei tekiks läbilööki. Seetõttu ei ole liiga kõrge pinge hea. Osutub, et liini ligikaudu optimaalse pinge saab määrata pingeallika ja tarbija vahelise kauguse järgi. Kui valida üks volt ühe meetri kohta ehk 1000 V kilomeetrile, siis saamegi optimaalsele lähedase pinge. Et ei liinide ega ka tarbijate pinged ei ole vabalt valitavad, ja üldjuhul ka mitte võrdsed, siis on muundurite kasutamine vältimatu.
     Oluline on, et muundurid oleksid võimalikult töökindlad, väikeste kadudega ja odavad. Neile kriteeriumitele vastab küllalt hästi trafo.
     Kui alles elektrit kasutama hakati, olid kaugused generaatori ja tarbijate vahel väikesed ja kasutati alalisvoolu. Hiljem mindi üle vahelduvvoolule ja siis sai hakata kasutama elektrienergia kaugülekannet, kus pika ülekandeliini alguses on trafo, mis tõstab pinge üles, ja liini lõpus on teine trafo, mis muudab pinge madalamaks, nagu see on elektritarvitite jaoks vajalik.
     Trafo primaarmähis ja sekundaarmähis on elektriliselt isoleeritud ehk teisiti väljendatult — galvaaniliselt eraldatud. Selle tõttu, näiteks, ei satu ohtlik kõrgepingeliini pinge elamusse.
     Trafode kasutamist iseloomustab joonisel toodud liigitus.

Uurige, kuidas toimub trafo pinge muutmine koormuse all.

















valija symvalija


     Trafo väljundpinget saab reguleerida, kui muuta trafo ülekandetegurit k12 = w1/w2. Väljundpinge vähendamiseks võib suurendada primaarmähise keerdude arvu w1 või vähendada sekundaarmähise keerdude arvu w2. Väljundpinge tõstmine on võimalik ainult sekundaarmähise keerdude arvu suurendamisega, sest primaarmähise keerdude arvu vähendamine ei ole magneetimisvoolu kasvu tõttu võimalik. Keerdude arvu muutmine toimub ümberlülititega. Võimsatel trafodel pannakse ümberlüliti harilikult sellele poolele, kus vool on väiksem ja lülitit on lihtsam teha.
     Alajaamade trafod on pinge reguleerimiseks varustatud ümberlülititega. Koormusvoolu kasvades langeb elektrivõrgus tarbijate pinge. Selle põhjuseks on pingelangud liinidel ja trafodel. Et tarbijate pinge ei langeks üle lubatavate piiride, tõstetakse ümberlüliti abil trafo pinget. Koormuse vähenemisel aga alandatakse pinget. Ööpäevaste pingekõikumiste kompenseerimiseks kasutatakse pinge all reguleeritavaid trafosid, mis tavaliselt asuvad toitealajaamades 110 kV pingel.
      Koormuse all reguleeritavad trafod on varustatud kahe mehaanilise kontaktisüsteemiga. Üks kontaktisüsteem ei ole koormuse all lülitatav ja seda nimetatakse valijaks (kontaktid VA1 ja VA2). Teine kontaktisüsteem koosneb kontaktidest K1 ja K2, mis on koormuse all lülitatavad. Lisaks sellele on vajalikud ühe lülitusastme lühisevoolu piiravad takistid või reaktoriks nimetatav induktiivpool RE.
      Lülitusprotsess on näidatud animatsioonil.
      Algasendis siseneb vool reaktori keskväljavõttesse, jaguneb kaheks haruks ja läbib reaktori mähise pooli vastassuunaliselt. Seejärel läbivad haruvoolud rööbiti nii kontakte K1 ja K2 kui ka valija kontakte VA1 ja VA2. Lõpuks jõuab vool trafomähise väljavõttele X(i) (X1 või X2 või X3).
      Pinge vähendamisel alustatakse ümberlülitamist sellega, et avatakse kontakt K2. Sellega katkeb vool alumises harus. Vooluvabas olekus lahutatakse valija kontakt VA2 mähise väljavõttest X(i) ja ühendatakse väljavõttega X(i+1). Seejärel suletakse kontakt K2 ja saadakse jälle kaks vooluharu. Kuid nüüd läheb üks haruvool väljavõttele X(i) ja teine väljavõttele X(i+1). Sellega tekib suletud kontuur, mille üks osa on trafo mähis väljavõtete X(i) ja X(i+1) vahel. See mähise osa on pingeallikas ja reaktor RE on selles suletud kontuuris voolu piiravaks reaktiivtakistuseks. Reaktori RE mähise osad on selles kontuuris jadamisi ja reaktori vahelduvvoolutakistus on suhteliselt suur. Trafo välisahela voolu jaoks on reaktori RE takistus aga väga palju väiksem, sest siis on mähise võrdsete poolte voolud vastassuunalised ja koormusvoolust põhjustatud magnetahela magneetimisvool nullilähedane. Seejärel katkestatakse kontakti K1 abil lühiskontuur. Sellega läheb kogu trafo koormusvool üle väljavõttele X(i+1). Valija kontakt VA1 viiakse vooluvabas olekus väljavõttelt X(i) väljavõttele X(i+1). Lõpuks suletakse kontakt K1 ja ümberlülitamine on lõppenud.
      See asend on sarnane algasendiga, kuid koormusvool siseneb väljavõtte X(i) asemel nüüd väljavõttesse X(i+1). Sellega on koormusahelasse lülitatud trafomähise üldine keerdude arv muutunud. Sellega on muutunud ka trafo ülekandetegur ja väljundpinge.
      Pinge suurendamisel alustatakse ümberlülitamist sellega, et avatakse kontakt K1. Edasine protsess on sarnane eelpool kirjeldatuga, arvestades, et ümberlülitamine toimub väljavõttelt X(i) väljavõttele X(i-1).

      Reaktor RE ja valija (VA1, VA2) paigutatakse trafo üldisesse õlipaaki, kontaktorid K1 ja K2 aga väikesesse eraldi asuvasse õlipaaki, et kontaktorite töö ajal tekkiv elektrikaar ei rikuks kogu trafos oleva õli kvaliteeti.

      Väljavõtete koormuse all ümberlülitamine mehaaniliste lülititega on küllaltki keerukas. Keeruka seadme töökindlus ei ole eriti hea. Selle tõttu kasutatakse ka türistorlülititega trafo pinge regulaatoreid. Türistorlüliti eeliseks on suurem töökiirus ja kuluvate detailide puudumine.
      Kui meil on vaja väljavõtte X1 asemel ühendada vooluringi väljavõte X2, siis lõpetame türistorlülitile V1 juhtimpulsside andmise (mis toimub näiteks võrgupinge positiivsel poolperioodil) ja võrgupinge järgmise poolperioodi alguses (mis meie näites on negatiivne poolperiood) anname juhtimpulsi juba türistorlülitile V2. Sellega toimub ümberlülitus võrguvoolu nullist läbimineku hetkel, lühiskontuuri ei teki ja ka vooluvaba pausi ei teki.

      Koormuse all reguleeritavates trafodes on reguleerimisaste suhteliselt väike, (1…2)% nimipingest, ja reguleerimisastmete arv 20 ringis. Uuemates 110 kV trafodes on reguleerimisvahemik ± (9 × 1,78%).

Uurige kolmefaasilise trafo ehitust ja mähiste lülitusi.
Klõpsake joonis-del!



joon1

joon2
joon3
joon4

  Kolmefaasilise voolu transformeerimiseks võib kasutada kolme ühefaasilist trafot. Need kolm trafot moodustavad siis kolmefaasilise trafogrupi. Kuid sagedamini kasutatakse siiski ühte kolmefaasilist trafot, millel on üks ühine südamik kõigi kolme faasi jaoks.
     Selline võimalus tuleneb kolmefaasilise pingesüsteemi sümmeetrilisusest (vt videot).
      Iga trafo südamikus olev magnetvoog Φ on võrdeline vastava trafo primaarmähise pingega. Kui sümmeetrilise kolmefaasilise süsteemi igas faasis on üks trafo, on eri trafode magnetvood pingete sümmeetrilisuse tõttu ajas nihutatud selliselt, et nende magnetvoogude hetkväärtuste summa on igal hetkel null (faasivektorite diagrammil on kolme võrdse, aga faasis 120° võrra nihutatud faasivektori summa  0). Faaside A, B ja C trafodel on mähised ainult ühel sambal. Kõigi kolme trafo külgikked on paigutatud üksteise vastu ja ümber kõigi kolme ikke on mähis w0. Mähises w0 pinget ei teki, sest eri faaside magnetvoogude ΦA, ΦB ja ΦC summa on pidevalt null. Kui asendada kolm külgiket ühega, mis on ühine kõigile kolmele trafole, on ka selles ühises külgikkes magnetvoogude summa null.
     See tähendab, et selles külgikkes magnetvoogu ei ole ja selle võib ära jätta. Lisaks võib lühendada B-faasi trafo ikke nullini ja pöörata faaside A ja C magnetahelad ühte tasapinda. Sellega tekib küll magnetahela asümmeetria, kuid trafo tööd see oluliselt ei mõjuta. Tulemuseks on tasapinnaline magnetahel, mida on lihtne valmistada.

   Kolmefaasilisel trafol on vähemalt 6 mähist, sest igas faasis on üks ülempingemähis ja üks alampingemähis. 6 mähise ühendamiseks on 12 ühendusklemmi, sest igal mähisel on algus ja lõpp. Et trafot õigesti elektriskeemi või elektrivõrku ühendada, on vaja iga klemmi kohta teada, millisele mähisele see kuulub ja kas see on mähise algus või lõpp.
    Ülempingemähise klemmid tähistatakse suurte ja alampingemähise klemmid väikeste tähtedega. Mähiste algused tähistatakse tähestiku algustähtedega ja mähiste lõpud tähestiku lõputähtedega.
    Joonisel on näidatud kolmefaasilise trafo mähiste ruumiline paigutus magnetahelal (a), sama trafo tavakohane kujutamine elektriskeemis (b), kergesti meeldejääv elektriskeem (c), kui primaarmähised on ühendatud tähte ja sekundaarmähised kolmnurka.
     Madalpingevõrkudes kasutatakse tähtühendust, sest siis saab hõõglambid ühendada faasi ja neutraali vahele pingele 230 V, kuid võimsamad tarbijad (mootorid) pingele 400 V. Tähtühenduses olevate mähiste ühist punkti nimetatakse neutraalpunktiks − N.
     Elektrivõrgus voolu kõrgemate harmooniliste vähendamise seisukohast on parem kasutada kolmnurkühendust. Sellepärast on soovitatav, et üks mähistest − kas ülempingemähis või alampingemähis, oleks ühendatud kolmnurka.
    
  Elektrivõrkudes kasutatakse laialdaselt trafode rööpühendust. Alajaamades pannakse rööbiti tööle kaks või kolm trafot. Harilikult saab mitme trafo olemasolul jätkata tarbijatele energia andmist ka ühe trafo avarii või remondi korral. Sellega tõuseb energia varustuskindlus. Teiseks saab väikese koormuse korral ühe trafo välja lülitada ja vähendada trafode tühijooksuvoolust tingitud energiakadusid.
    Eri trafode sekundaarmähised tohib kokku ühendada ainult siis, kui ühe trafo vastava faasi pinge amplituud ja faasinurk on võrdsed teise trafo sama faasi pinge amplituudi ja faasinurgaga. Nii pinge amplituudi kui ka pinge faasi erinevus tekitab ühtlustusvoolusid, mis on kahjulikud. Pinge erinevuse esinemist või puudumist saab kontrollida voltmeetriga enne trafo sekundaarpoole vastavate lattide kokkuühendamist. Voltmeeter peab pingestatud trafode korral näitama nulli või tühiselt väikest pinget.
    
  Et vältida probleeme, mis võivad tekkida trafode sekundaarpingete faasinurkade erinevuse tõttu, on võetud kasutusele lülitusrühma mõiste.
     Lülitusrühma määramisel kasutatakse osutitega kella numbrilauda. Ülempingepoole liinipinge faasivektorit kasutatakse kella minutiosuti rollis ja see paigutatakse numbrilauale alati 12 kohale. Alampingepoole liinipinge faasivektorit kasutatakse kella tunniosutina ja see paigutatakse numbrilauale sellises asendis, et nurk osutite vahel võrduks faasivektorite vahelise nurgaga.
     Joonise a trafo korral paigutatakse selle primaarpinge faasivektor UAB numbrilaual 12 kohale. Sekundaarpinge faasivektor Uab on primaarpingega samasuunaline ja see paigutatakse tunniosutina samuti 12 kohale. Kella näit on 12 ehk 0. Ühendusskeemi ja lülitusrühma tähiseks kujuneb Yyn0.
    Joonise b trafo korral jääb sekundaarpinge faasivektor Uab primaarpinge faasivektorist UAB 330° võrra maha ja tunniosuti tuleb paigutada 11 kohale. Kella näit on 11 ja see võetaksegi lülitusrühma tingtähiseks. Ühendusskeemi ja lülitusrühma tähiseks kujuneb Ynd11.
    Võimalik on saada ka teistsuguseid lülitusrühmi. Mitmesuguseid võtteid kasutades saab tekitada trafo primaarpinge ja sekundaarpinge vahel faasinihkeid nullist kuni 330° iga 30° tagant.
 Joonisel c on näitena toodud lülitusrühma Yy6 saamine.

Trafo parameetrid

joonis

Leidke jooniselt või arvutage sobivad andmed igasse lünka!
                Koma kohal kasutage "punkti", on kindlam.
Primaarmähise keerdude arv − .
Sekundaarmähise keerdude arv − .
Ülempingemähise keerdude arv − .
Alampingemähise keerdude arv − .
Koormustakistuse suurus − Ω.
Koormuse võimsustegur − .
Trafo ülekandetegur − .
Trafo kasutegur − .
Primaarpinge − V.
Primaarvool − A.
Primaarvõimsus − W.
Primaarahela võimsustegur − .
Sekundaarpinge − V.
Sekundaarvool − A.
Sekundaarvõimsus − W.
Sekundaarahela võimsustegur − .
Meenutage, mis on mis ja mille jaoks!


Juhend
Enne meenutage, siis lugege!
Trafo
Trafo on seade, mis muundab vahelduvvoolu elektrienergia ühelt pingetasemelt teisele pingetasemele magnetvälja abil, seejuures pinge sagedus ei muutu. Trafo koosneb ühele ferromagnetilisest materjalist südamikule keritud mähistest.
Magnetahel
Trafo magnetahel koostatakse elektrotehnilise terase lehtedest. Nendest valmistatakse trafo südamik, mis suunab primaarmähise poolt tekitatud magnetvälja nii, et see haarduks ka sekundaarmähistega. Nii tekib trafos erinevate mähiste voolude poolt tekitatud summaarne magnetväli.
Primaarmähis
Trafo primaarmähis on ühendatud vahelduvpinge allikaga, mille pingenivood on vaja muuta. Primaarmähiseks võib olla ülempingemähis − pinget alandav trafo − või siis alampingemähis − pinget tõstev trafo.
Sekundaarmähis
Trafo sekundaarmähis on ühendatud tarvititega, mille pingenivood on vaja sobitada. Sekundaarmähiseks võib olla ülempingemähis − pinget tõstev trafo − või siis alampingemähis − pinget alandav trafo.
Ülekandetegur
Trafo ülekandetegur iseloomustab pingenivoode kordsust. Ülekandetegur on täpselt määratud primaarmähise ja sekundaarmähise keerdude arvu suhtega. Ligikaudselt määratakse ülekandetegur primaar- ja sekundaarpinge suhtega tühijooksul.
Trafo tühijooks
Trafo töötab tühijooksul, kui selle sekundaarmähiga ei ole ühendatud ühtegi tarvitit. Tühijooksu talituses määratakse nimisekundaarpinge, trafo ülekandetegur ja trafo magnetahelat soojendav teraseskadu. Need suurused ei sõltu trafo koormusest.
Trafo koormus
Trafo töötab koormusel, kui selle sekundaarmähiga on ühendatud tarvitid. Trafo tööd koormusel iseloomustavad trafo kasutegur ja pingemuutus. Mõlemad suurused sõltuvad nii koormuse suurusest kui ka koormuse iseloomust, mis on kas aktiiv-induktiivne või aktiiv-mahtuvuslik, harvem puhtaktiivne. Trafo koormuse piir on määratud trafo nimisekundaarvooluga.
Trafo lühis
Lühiseks loetakse olukorda, kus tarvitite takistus on muutunud nulliks ja lühisevoolu suurus on määratud põhiliselt ainult trafo enda takistusega. Lühisevool on väga suur ja sellele peavad kiiresti reageerima kaitseelemendid. Praktikas saab lühisevoolu määrata lühisekatsega, mis tehakse madaldatud pingel nii, et trafos oleks katse ajal nimivool.
Pinge reguleerimine
Trafo koormuse suurenemisel selle sekundaarpinge väheneb, mis ei ole tarvititele soodne, sest seadmed töötavad kõige paremini nimipingel. Trafo pinge vähenemist saab kompenseerida koormuse iseloomu muutmisega, s.o kasutades kondensaatoreid reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks. Teine võimalus on astmeliselt muuta trafo ülekandetegurit vastavalt koormusele.
Trafode rööptöö
Alajaamades kasutatakse laialdaselt kolmefaasiliste trafode rööpühendust, mis suurendab tarbijate elektrienergiaga varustamise kindlust. Rööbiti saab tööle panna trafod, millel on sama pingenivoo ja mähistel sama lülitusrühm. Vastasel juhul tekivad trafodes ühtlustusvoolud, mis on kahjulikud.
Nimisuurused
Nimisuurused on aluseks trafo valikul ja selle karakteristikute arvutamisel.
  Näiteks: nimivõimsus SN = 630 kVA; nimipinged U1N = 10 kV ja U2N = 0,4 kV;
               teraseskadu P0 = 1,56 kW; vaseskadu Pk = 8,5 kW; suhteline lühisepinge uk% = 5,5%.
Insipiratsioon on oluline!


Teaduslik inspireerija - Kuno Janson
Kirjanduslik allikas:
    K. Janson, Elektrimasinate alused, TTÜ, 2017
Mudelil saate uurida kahe trafo tööd koos ja eraldi.
Veebilehitsejaga, mis ei toeta flashianimatsioone, seda mudelit ei näe.