Asinxron dvigatelning magnit maydoni, asosiy tenglamalari va energetikasi

Bir fazali asinxron
dvigatelning ishlash prinsipi va tuzilishi
B ir fazali asinxron dvigatellar avtomatik qurilmalar va turli maishiy asboblar (sovutgich, shomollatgich va shunga o‘xshashlar) da keng tarqalgan.

4.10-rasm. Bir fazali asinxron dvigatelning sxemasi
Bir fazali dvigatel o‘zining tuzilishi bo‘yicha uch fazaliga o‘xshaydi va pazlarida bir fazali cho‘lg‘am joylashtirilgan stator, hamda qisqa tutashgan rotordan tashkil topgan. Bir fazali asinxron dvigatelning ishlash xususiyati shu bilan tushuntiriladiki, statorning bir fazali cho‘lg‘ami С1 – С2 tarmoqga ulanganda (4.10-rasm), statorning MYuK aylanmaydigan emas, balki Ф_m ga teng ampli-tudasi: +Ф_m dan –Ф_m gacha o‘zgaradigan pulsatsiyalanuvchi magnit oqimini xosil qiladi. Bunda, magnit oqimining o‘qi qo‘zg‘almagan xolda qoladi.
Bir fazali dvigatelning ishlash prinsipini tushintirish uchun, pulsatsiyalanuvchi magnit oqimi Ф_m ni ikkita qarama-qarshi to-monga aylanuvchi oqimlarga ajratamiz: Ф_to‘g‘ va Ф_tes (4.11-rasm.), bularning har biri Ф_m/2 ga teng va quyidagi tezlik bilan aylanadi
n_to‘g‘ = n_tes = f₁60/p = n₁.

Rotor yo‘nalishida aylanuvchi oqim Ф_to‘g‘ ni – to‘g‘ri, oqim Ф_tes ni esa – teskari deb xisoblaymiz. Faraz qilamiz, dvigatelning rotori soat millariga qarshi, ya’ni oqim yo‘nalishida aylanadi.

Rotorning aylanish tezligi n₂ magnit oqimining aylanish tezligi n₁ dan kichik, shuning uchun, oqim Ф_to‘g‘ ga nisbatan rotorning sirpanishi
s_to‘g‘ = (n₁ – n₂)/n₁ = s.
Teskari oqim Ф_tes rotorga qarshi aylanadi, shuning uchun, Ф_tes ga nisbatan aylanish tezligi n₂ manfiy bo‘ladi. Bu xolatda, Ф_tes ga nisbatan rotorning sirpanishi
s_tes=[n₁ – (-n₂)]/n₁ = (n₁ + n₂)/n₁ = (n₁ + n₁ – n₁ + n₂)/n₁ = [2n₁ – (n₁ – n₂)]/n₁ = 2 – s.
To‘g‘ri Ф_to‘g‘ va teskari Ф_tes magnit oqimlari rotor cho‘lg‘amida EYuK E_2to‘g‘ va E_2tes larni vujudga keltiradi, ular mos ravishda tok I_2to‘g‘ va I_2tes larni paydo qiladi. Ma’lumki, rotor cho‘lg‘amidagi tokning chastotasi sirpanishga proporsionaldir [(23.13) ga qarang]:
f_2to‘g‘ = f₁s_to‘g‘; f_2tes = f₁s_tes = f₁(2 – s_to‘g‘).


Bir fazali asinxron dvigatelni elektr magnit momentlarining grafigi
Shuning uchun, rotor cho‘lg‘amida teskari magnit oqimi xosil qiladigan tok I_2tes, rotor cho‘lg‘amida to‘g‘ri magnit oqimidan xosil bo‘ladigan tok I_2to‘g‘ ning chastotasi f_2to‘g‘ dan ancha katta chastota f_2tes ga ega bo‘ladi. Masalan, bir fazali asin-xron dvigatel uchun n₁ = 1500 ayl/-min, n₂ = 1440 ayl/min va f₁ = 50 Gts, unda
s_to‘g‘ = (1500 – 1440)/1500 = 0,04; f_2to‘g‘ = 50·0,04 = 2 Gts;
s_tes = (1500 + 1440)/1500 = 1,96; f_2tes = 50·1,96 = 98 Gts.
Tok I_2to‘g‘ ning to‘g‘ri magnit oqimi Ф_to‘g‘ bilan o‘zaro ta’siri nati-jasida rotorga elektr magnit moment M_to‘g‘ ta’sir etadi
M_to‘g‘ = С_mФ_to‘g‘I_2to‘g‘cosφ_2to‘g‘.
Tok I_2tes ning teskari magnit oqimi Ф_tes bilan o‘zaro ta’siri natijasida rotorga teskari elektr magnit moment M_tes ta’sir etadi, u moment M_to‘g‘ ga qarama-qarshi, ya’ni rotorning aylanishiga teskari yo‘nalgan.
Bir fazali asinxron dvigatelning natijaviy elektr magnit momenti
M = M_to‘g‘ + M_tes.
Sirpanish s = s_to‘g‘ ning uncha katta bo‘lmagan qiymatlarida (bu dvigatelni nominal yuklama oralig‘ida ishlashiga mos keladi), elektr magnit moment M, aso-san, to‘g‘ri maydon momenti M_to‘g‘ xisobiga xosil bo‘ladi. Teskari maydon momenti M_tes ning to‘xtatish ta’siri bunda, juda kichikinadir.
Buni shu bilan tushuntirish mumkinki, tok I_2tes chastota f_2tes » f_2to‘g‘ ga ega, shuning uchun tok I_2tes bo‘yicha rotor cho‘lg‘amining induktiv qarshiligi x_2stes = x₂s_tes uning aktiv qarshi-ligidan ancha katta bo‘ladi. Natijada, katta induktiv tashkil etuv-chiga ega bo‘lgan tok I_2tes, teskari magnit oqimi Ф_tes ga kuchli magnitsizlantiruvchi ta’sirni ko‘rsatadi.
Agar bunga qo‘shimcha tarzda, katta bo‘lmagan quvvat koeffitsientini cosφ_2tes ni
xisobga olsak, unda moment M_tes ni nominal rejimda dvigatel rotoriga sezilarli to‘x-tatish ta’sirini ko‘rsatmasligi aniq bo‘ladi.


Ishga tushiruvchi cho’lg’amli bir fazali asinxron dvigatelining sxemasi
Natijaviy elektr magnit momentning grafigi M = f(s_to‘g‘), tashkil etuvchi moment M_to‘g‘ va M_tes larning yig‘indisi natijasidan olinadi.
Qo‘zg‘almas rotorda, n₂ = 0 bo‘lganda, (bu boshlang‘ich ishga tushirish momen-tiga mos keladi), sirpanish s_to‘g‘ = s_tes = l va momentlar M_to‘g‘ = M_tes bo‘ladi, shuning uchun, dvigatelning boshlang‘ich ishga tushirish momenti M_it nolga teng, M_it = 0. Bir fazali dvigatelni ishga tushirish uchun, rotorni u yoki bu tomonga aylantirish kerak, chunki faqat sirpanish s ≠ l bo‘l-ganda moment M_to‘g‘ va M_tes larning tengligi buziladi va natijaviy elektr magnit moment M birmuncha qiymatga ega bo‘ladi.
4.13-rasmda keltirilgan momentlarning grafik-laridan ko‘rinadiki, bir fazali stator cho‘lg‘ami bosh-lang‘ich ishga tushirish momentini xosil qilmaydi. Moment M_it ni xosil qilish uchun, dvigatelni ishga tushirish vaqtida statorning magnit maydoni pulsat-siyalanuvchi emas, balki uch fazali dvigatelga o‘x-shash, aylanuvchi bo‘lishi kerak.


Ikki fazali toklar tizimi orqali aylanuvchi magnit maydonini olish

Dvigatel statorida aylanuvchi magnit maydonini olish uchun, asosiy, ishchi cho‘lg‘am A(С1 – С2) dan tashqari, yordamchi (ishga tushiruvchi) cho‘lg‘am В (P1 – P2) joylashtiriladi, uning o‘qi, odatda, ishchi cho‘lg‘am o‘qiga nisbatan 90 el. grad. siljigan bo‘ladi (4.13-rasm). Bundan tashqari, cho‘lg‘amdagi tok I_A va I_В lar vaqt oralig‘ida bir-biriga nisbatan faza bo‘yicha surilgan bo‘lishi kerak. Ikkala cho‘lg‘am-lar bitta tarmoqga ulanadi, shu-ning uchun, toklarni faza bo‘yicha surilishini olish uchun, ishga tushirish cho‘lg‘amining zanjiri (P₁ – P₂) ga faza siljituvchi ele-ment FE: aktiv qarshilik, induk-tivlik yoki sig‘im kiritiladi
Doiraviy aylanadigan may-don fazoda magnit induksiyasi-ning vektori В₀ bilan ravon ayla-nadi (n₁ = const) va vektorning uchlari bilan aylanani chizadi (4.14-rasm, a). Aylanuvchi may-don teskari tashkil etuvchiga ega emas va shuning uchun asinxron mashinalar uchun zarur bo’lgan maydon turi xisoblanadi
Shunday qilib, bir fazali dvigatel ishga tushirish vaqtida ikki fazali bo‘lib qoladi. Dvigatel aylanish tezligining qiymati nominalga yaqin kelgandan so‘ng, ishga tushi-rish cho‘lg‘ami В, markazdan qochuvchi o‘chirgich yoki rele yordamida zanjirdan uziladi.
I kki fazali mashinada, ya’ni statorida bir-biriga nisbatan 90 el. grad. siljigan ikkita cho‘lg‘amga ega mashinada, doiraviy aylanadigan magnit maydonini yaratish jarayoni 4.15-rasmda ko‘rsatilgan.
Uch fazali asinxron dvigatellar doiraviy aylanuvchi maydonda bilan samarali ishlaydi.