Elektrotexnika, elektromexanika va elektrotexnologiya

Sinxron generatorning ishlashi.

Sinxron generatorning ishlashi elektomagnit induksiya qonuniga asoslangan.Generator ishlashi uchun kuchli magnit maydoni hosil qilinadi, buning uchun rotor cho‘lg‘ami o‘zgarmas tok manbaiga ulanadi. Generator ishlash uchun uning rotori birlamchi motor yordamida aylantiriladi. Rotor aylantirilganda magnit maydoninng kuch chiziqlari stator cho‘lgamlarini kesib o‘tadi va ularda e.yu.k. ni hosil qiladi. Agar rotor bilan stator orasidagi havo oraliqda magnit induksiyasi sinusoida qonun bo‘yicha o‘zgarsa V=B_M sin w_t , generatorining yakorini simlarida hosil bo‘lgan e.yu.k. ham sinusoida qonun bo‘yicha o‘zgaradi:

(12.1)
Amalda uch fazali sinxron generatorlar juda ko‘p ishlatiladi. Bunday sinxron genrator statorida uchta cho‘lg‘am fazoda o‘zaro 120⁰ ga surilgan va generator ishlaganda bu cho‘lg‘amlarda uch fazali sinusoidal o‘zgaruvchan e.yu.k. olinadi.
Shunday qilib, sinxron generator rotorini aylantirish uchun sarflangan mexanik energiya elektr energiyasiga aylanadi.
Sinxron generatorlar doimiy stator chastotasi f₁=50 Gs o‘zgaruvchan e.yu.k berish lozim. Bunday sharoitda rotorning aylanish tezligi:
(12.2)
bilan aniqlanadi.
Genertorlarning turli xil birlamchi yuritgichlar (motorlar) xarakatga keltiradi. Birlamchi motorlar sifatida bug‘ turbinasi, gidro turbina, ichidan yonar dvigatellar (dizel yoki lokomobillar) ishlatiladi.
Bug‘ turbinalar yordamida xarakatga keltiriladigan generatorlar turbogeneratorlar, gidroturbina yordaida xarakatga keltirilsa, gidrogenerator deyiladi. Bulardan tashqari dizel’ – generatorlar ham keng ishlatiladi. Turli generatorlar o‘zaro faqat tuzilishi bilan farq qiladi.
Gidroelekrstansiyalarda ayon qutbli sinxron generatorlar-gidrogeneratorlar o‘rnatiladi va ular gidroturbina yordamida xarakatga keltiriladi. Gidroturbinaning aylanish tezligi uncha katta bo‘lmaydi n=60÷500 ayl/min. Stator cho‘lg‘amida sanoat chastotasiga teng chastotali o‘zgaruvchan e.yu.k. hosil bo‘lishi uchun rotorda ko‘p magnit qutblari o‘rnatishga to‘­g‘ri keladi. Masalan, gidroturbinaning aylanish tezligi n₁=250 ayl/min bo‘lsa, generator rotorida r=3000/250=12 juft magnit qutblari o‘rnatilishi lozim, shundagina undan olinadigan e.yu.k.ning chastotasi f₁=50Gs bo‘ladi.
Demak, gidrogeneratorlar ko‘p qutbli, sekin aylanadigan va asosan vertikal xolda o‘rnatiladigan ayon qutbli mashinalardir.
Issiqlik elektr stansiyalarda turbogeneratorlar o‘rnatiladi va ular bug‘ turbinalari yordamida xarakatga keltiriladi. Bug‘ turbinalarning aylanish tezligi, ko‘pincha n₁=1500-3000 ayl/min ga teng, bu tezlikda rotorning juft qutblar soni mos xolda r=2 yoki r=1 bo‘ladi; shunda generatordan f₁=50Gs chastotali e.yu.k. olinadi.
Turbogeneratorlarning aylanish tezligi katta bo‘lgani uchun ularda ayonmas qutbli silindirik rotor o‘rnatiladi. Turbogeneratorlar ishlganda uning rotoriga (aylanish tezligining kvadratiga proporsional) markazdan qochma kuchlar ta’sir etadi. Ayon qutbli rotorni markazdan qochma kuchlarga chidamli qilib tayorlash ancha qiyin ish bo‘lganligi uchun bunday ayon qutbli rotorlar turbogeneratorlarda ishlatilmaydi.
Dizel’ – generatorlar ichdan yonar dvigatellar – dizellar yordamida xarakatga keltiriladi. Energetika sistemalaridan uzoqda joylashgan iste’molchilarni elektr energiyasi bilan ta’minlashda dizel’-generatorlar keng ishlatiladi.
Umuman sanoatimizda turli xil sinxron generatorlar ya’ni kichik va o‘rta quvvatli genratorlar, juda katta quvvatli sinxron generatorlar ishlab chiqariladi. Davlat standarti asosida sinxron generatorlarning yakor cho‘lg‘amidagi kuchlanish 525, 3150, 10500, 15000 va 21000 V bo‘ladi. Quvvati 400 kVA gacha bo‘lgan sinxron generatorlarining nominal kuchlanishi 400, 220 V bo‘ladi. Quvvati 400 kVA dan yuqori bo‘lgan sinxron generatorlarning kuchlanishi, odatda 6300 V va undan yuqori bo‘ladi.