Elektr energetikasi

Sinxron dvigatellarning tavsiflari
Tarmok toki bilan Uygotish toki orasidagi grafik boglanish U – simon tavsifi deb ataladi (7.7-rasm). Rasmda ikki xil nagruzka kiymatlaridagi U – simon tavsiflar kursatilgan. Tavsiflarning chap kismi SD tuyinmagan uygotish rejimida, xng kismi esa uta tuyingan uygotish rejimida ishlashga mos keladi. Tokning eng kichik kiymatiga cos=1 da erishiladi. 1-tavsif mashinaning salt ishlash rejimi uchun; 2-tavsif esa dvigatelning valida ma’lum mikdordagi mexanik yuklanma R bulgandagi rejim uchun kursatilgan; 3-egri chizik boglanishni ifodalaydi.
7.7 – Rasm.

7.8 – Rasm.
Aylanish tezligining yuklanish momentiga boglikligi yoki dvigatelning mexanik tavsifi deyiladi (7.8-rasm). Bu tavsif mutlok kattik tavsif deyiladi.
Sinxron mashinaning asosiy kuvvat isroflari stator va rotor chulgamlaridagi, uzaklardagi isroflardan xamda mexanik isroflardan iborat. Barcha kuvvat isroflarini P orkali belgilab, uch fazali SD ning foydali ish koeffitsientini kuyidagi ifoda bilan aniklash mumkin:

,
bunda U va I – faza kuchlanishi va tokining ta’sir etuvchi kiymatlari.

Sinxron mashina ham asosan ikki qismdan, ya’ni qo’zg’almas qismi – stator va aylanuvchi qismi rotordan iborat. Mashinaning statori tuzilishi jihatidan asinxron mashinaning statoridan farq qilmaydi. Stator (1) mashinaning korpusi, statorning po’lat o’zagi va po’lat o’zak pazlariga joylashtirilgan bitta yoki uchta chulg’am (3) dan tuzilgan. Sinxron mashina bir fazali va uch fazali bo’lishi mumkin. Mashinaning rotoriga magnit qutblari o’rnatiladi. Qutblarning po’lat o’zagida o’zgarmas tok manbaidan ta’minlanadigan chulg’am (4) bor. Bu chulg’am sinxron mashinaning qo’zg’atish chulg’ami¹ deyiladi. Rotor (2) qutblaridagi bu chulg’amga o’zgarmas tok halqa (5) va cho’tka (6) orqali o’zgarmas tok manbaidan beriladi. Sixron mashinaning asosiy magnit oqimini qo’zg’atish chulg’amining toki hosil qiladi. Agar rotor qandaydir birlamchi motor yordamida, masalan n₂ tezlik bilan aylantirilsa, qo’zg’atish chulg’ami hosil qiladigan magnit oqimi stator chulg’ami simlarini kesib o’tadi va unda chastotasi bilan aniqlanadigan EYuK hosil qiladi, b). Agar stator chulg’amiga uch fazali iste’molchi ulansa, chulg’amlardan uch fazali nagruzka toki o’ta boshlaydi. Bu toklar stator ichida aylanma magnit maydoni hosil qiladi. Bu maydonning aylanish chastotasi bilan aniqlanadi. Yuqorida keltirilgan formulalardan n₁=n₂ bo’lishini aniqlaymiz. Demak, sinxron mashinaning rotori uning statori ichida yuklama toki hosil qiladigan aylanma magnit maydonining aylanish chastotasi bilan bir xil tezlikda aylanar ekan. SHuning uchun ham bunday mashinalar sinxron mashinalar deyiladi.
Sinxron mashinada (umuman elektr mashinalarida) uning asosiy EYuK hosil bo’ladigan va yuklama toklari o’tadigan chulg’am (stator chulg’ami) yakor chulg’ami deyiladi. Qo’zg’atish chulg’ami o’rnatilgan (rotori) induktor deyiladi. Demak sinxron mashinada statori – yakor; rotori esa induktor hisoblanadi. Umuman, ishlash printsipi jihatidan sinxron mashinada uning yakori qo’zg’almas, induktori aylanuvchi yoki aksincha bo’lishi mumkin. Ba’zi mashinalarda yuklama toklari o’tadigan yakor chulg’ami rotorga, qo’zg’atish chulg’ami esa statorga o’rnatiladi. Lekin hozirgi zamon katta quvvatli sinxron generatorlarida qulaylik yaratish uchun yakor chulg’ami statorda, o’zgarmas tok manbaidan ta’minlanadigan qo’zg’atish chulg’ami rotorda o’rnatiladi.
Sinxron mashina generator sifatida ham, motor sifatida ham ishlay oladi. Lekin amalda bunday mashinalar asosan generator sifatida ishlatiladi. Sanoat korxonalarida ba’zi o’rtacha va katta quvvatli mexanizmlarni harakatga keltirish uchun sinxron motorlar ham qo’llaniladi.
Sinxron mashina generator sifatida ishlashi uchun uning rotorini qandaydir birlamchi motor yordamida aylantirish lozim. Bunda mashinaning asosiy magnit maydoni stator chulg’ami o’ramlarini kesib o’tadi va bu chulg’amda EYuK hosil qiladi. Demak, sinxron generator elektromagnit induktsiyasi qonuni asosida ishlaydi. Bunda birlamchi motorning mexanik energiyasi sinxron generatorda elektr energiyaga aylanadi.
Agar sinxron mashinaning stator chulg’amlari kuchlanish va chastota bo’lgan elektr tarmog’iga keyingi paragraflarda o’rnatiladigan shartlarga rioya qilgan holda ulansa, chulg’amlardan o’tuvchi uch fazali toklar, asinxron mashinadagiga o’xshab, stator ichida aylanma magnit maydoni hosil qiladi. Bu maydonning mashina qo’zg’atish chulg’amining toki hosil qilgan maydon bilan o’zaro ta’siri natijasida mashinaning rotoriga aylantiruvchi elektromagnit moment ta’sir eta boshlaydi. Mashina motor bo’lib ishlaganda elektromagnit moment aylantiruvchi moment bo’ladi. Generator sifatida ishlaganda bu moment tormozlovchi moment bo’ladi. Mashina turg’un rejimda ishlab turganda uning rotori magnit maydoniga nisbatan qo’zg’almasdir va rotor validagi mexanik yuklamaga bog’liq bo’lmagan holda n₁=n₂ chastota bilan aylanadi. Sinxron mashina turg’un rejimda ishlaganda quyidagi o’ziga xos xususiyatlarga ega bo’ladi:
a) mashina generator yoki motor rejimida ishlaganda uning rotori magnit maydonining aylanish chastotasiga teng bo’lgan o’zgarmas chastota bilan aylanadi;
b) yakor chulg’amida hosil bo’ladigan EYuKning chastotasi rotorning aylanish chastotasiga proportsional bo’ladi;
v) mashina turg’un rejimda ishlab turganda uning rotor chulg’amida EYuK hosil bo’lmaydi, mashinaning MYuK qo’zg’atish toki bilan aniqlanadi va uning ishlash rejimiga bog’liq bo’lmaydi.
Sinxron mashinaning rotorida o’rnatiladigan qo’zg’atish chulg’ami mashinaning asosiy magnit maydonini hosil qilish uchun xizmat qiladi. Bu chulg’am o’zgarmas tok manbaidan ta’minlanadi. O’rtacha va katta quvvatli sinxron generatorlarning qo’zg’atish chulg’amlari shu generator valida o’rnatilgan o’zgarmas tok generatoridan ta’minlanadi. Bu generator qo’zg’atgich deyiladi. Qo’zg’atgich sinxron generatorning qo’zg’atish chulg’amini o’zgarmas tok bilan ta’minlaydi. Odatda, qo’zg’atgichning quvvati sinxron generator nominal quvvatining 0,3…5 % ini tashkil qiladi. Bu yerda kichik raqam katta quvvatli generatorlarga tegishlidir.
Katta quvvatli sinxron generatorlarning qo’zg’atish sistemasida asosiy qo’zg’atgichdan tashqari uning mustaqil qo’zg’atish chulg’amini ta’minlaydigan ikkinchi qo’zg’atgich (qo’zg’atgichning qo’zg’atgichi) ham bor. Sinxron generatorlarning qo’zg’atish sistemasi ancha murakkab bo’lib, bu sistemada quyidagilar bo’ladi: asosiy qo’zg’atuvchi (Q), qo’zg’atgichning qo’zg’atgichi (QQ), rostlash reostatlari ( va ), kontaktorlar (K₁ va K₂), masofadan boshqarish apparatlari, kuchlanishni avtomatik usulda rostlaydigan qurilmalar. Katta quvvatli sinxron generatorning qo’zg’atish toki bir necha yuz ampergacha boradi. Bu tokning qiymati qo’zg’atgichning kuchlanishini rostlash yo’li bilan rostlanadi. Bu maqsadda 152-rasmdagi va reostatlardan foydalaniladi. Qo’zg’atish sistemasida, ba’zan avariya vaziyatida qo’zg’atish tokini juda tez kamaytiradigan, ya’ni magnit maydonini “o’chiradigan” maxsus qurilma ham bo’ladi. Umuman, sinxron mashinalarda magnit maydoni normal ekspluatatsiya sharoitida ham, avariya sharoitida ham (stator chulg’amlari qisqa tutashganda) maxsus avtomat yordamida o’chiriladi. Bu qurilma K₁ va K₂ kontaktorlarni va maydon o’chiradigan R_o’ qarshiliklarni o’z ichiga oladi. Agar kontaktor kontakti K₁ to’g’ridan-to’g’ri uzilsa, maydon o’chirilishi davomida elektr yoki qarshiligida maydonning hamma energiyasi ajraladi. Bu energiya kontaktor kontaktlarini eritib yuboradi. Bundan tashqari, qo’zg’atish tokining juda tez kamayishi chulg’amda juda katta o’zinduktsiya EYuK ini hosil qiladi, bu esa mashinaning izolyatsiyasini shikastlashi mumkin. Bunday hodisalardan qutulish uchun oldin qo’zg’atish chulg’amini o’chirish R_o’=5R_q qarshilikka ulaydigan K₂ kontaktor bekiladi, so’ngra K₁ kontakt uziladi. Bunda qo’zg’atgich sinxron mashinaning qo’zg’atish chulg’amidan ajraladi.
Tarmoq kuchlanishi juda kamayib ketganda (qisqa tutashish uzoqda bo’lganda) sinxron mashinani sinxronizmda ushlab qolish uchun qo’zg’atish tokini eng katta qiymatgacha oishirish, ya’ni forsirovka qilish qo’llaniladi. Forsirovka qilish mashinaning saqlagich rele asboblari tomonidan K_f va K_1f kontaktlarining ishlashiga avtomatik impulьs berish yo’li bilan bajariladi. Bunda K_f va K_1f kontaktlar bekiladi va R_f hamda qarshiliklar va RR rostlovchi reostat qisqa tutashtiriladi. Bu sharoitda qo’zg’atish toki eng katta qiymatga erishadi va natijada qo’zg’atgichning yakorida kuchlanish o’zining eng katta qiymatigacha o’sib boradi.
Qo’zg’atish chulg’amini o’zgarmas tok bilan ta’minlash usuliga qarab sinxron mashinalarning qo’zg’atish sistemasi ikki xil bo’ladi: a) mustaqil qo’zg’atish sistemasi; b) o’z-o’zidan qo’zg’atish sistemasi.
Mustaqil qo’zg’atish sistemasida qo’zg’atish chulg’ami sinxron generator valiga o’rnatilgan o’zgarmas tok generatori, ya’ni qo’zg’atgichdan ta’minlanadi). Bu usul eng yaxshi usul hisoblanib, GOST asosida gidrogeneratorlarda ham, turbogeneratorlarda ham keng qo’llaniladi. Bu’zan qo’zg’atish chulg’ami maxsus sinxron yoki asinxron motor harakatga keltiradigan qo’shimcha o’zgarmas tok generatoridan ta’minlanishi ham mumkin.
O’z-o’zidan qo’zg’atish sistemasida sinxron mashinani qo’zg’atish uchun energiya uning yakor chulg’amidan olinadi. Yakorni olinadigan o’zgaruvchan tokni o’zgarmas tokka aylantirish boshqariladigan yarim o’tkazgichli to’g’rilagichlar bilan amalga oshiriladi Hozirda diod yoki tiristorlar bilan yig’ilgan yarim o’tkazgichli to’g’rilagichlar har xil quvvatli sinxron motorlarda ham, generatorlarda ham, shuningdek katta quvvatli gidro va turbogeneratorlarda ham qo’llanilmoqda.