Iii-bob. Elektr energetika tizimi jihozlari va iste’molchilarda elektr mashinalar va transformatorlarning qo‘llanilishi

III-BOB. ELEKTR ENERGETIKA TIZIMI JIHOZLARI VA ISTE’MOLCHILARDA ELEKTR MASHINALAR VA TRANSFORMATORLARNING QO‘LLANILISHI.
3.1 Elektr mashinalari va transformatorlar ishlab chiqarish tarixi.
Elektr mashinasi - mexanik va elektr energiyasini o'zaro konvertatsiya qilishni amalga oshiradigan elektromexanik qurilma. Elektr energiyasi elektr stantsiyalarida elektr mashinalari - mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiruvchi generatorlar tomonidan ishlab chiqariladi . Elektr energiyasining asosiy qismi (80% gacha) issiqlik elektr stantsiyalarida ishlab chiqariladi, bu erda kimyoviy yoqilg'i (ko'mir, torf, gaz) yoqilganda, suv isitiladi va yuqori bosimli bug'ga aylanadi. Ikkinchisi turbinaga oziqlanadi, bu erda kengayib, turbinaning rotorining aylanishiga olib keladi (turbinadagi issiqlik energiyasi mexanik energiyaga aylanadi). Turbina rotorining aylanishi generatorning miliga (turbin generatori) uzatiladi. Jeneratorda sodir bo'ladigan elektromagnit jarayonlar natijasida mexanik energiya elektr energiyasiga aylanadi.
Atom elektr stantsiyalarida elektr energiyasini ishlab chiqarish jarayoni issiqlikka o'xshaydi, yagona farq shundaki, kimyoviy yoqilg'i o'rniga yadro yoqilg'isi ishlatiladi.
Gidroelektrostantsiyalarda elektr energiyasini ishlab chiqarish jarayoni quyidagicha: toʻgʻon tomonidan maʼlum darajaga koʻtarilgan suv gidravlik turbinaning pervaneliga tushiriladi; Olingan mexanik energiya turbina g'ildiragini elektr generatorining miliga aylantirish orqali uzatiladi, bunda mexanik energiya elektr energiyasiga aylanadi.
Elektr energiyasini iste'mol qilish jarayonida u boshqa energiya turlariga (issiqlik, mexanik, kimyoviy) aylanadi. Elektr energiyasining taxminan 70% dastgohlar, mexanizmlar, transport vositalarini harakatga keltirish, ya'ni uni mexanik energiyaga aylantirish uchun sarflanadi. Ushbu transformatsiya elektr mashinalari - elektr motorlar tomonidan amalga oshiriladi .
Elektr dvigateli ishlaydigan mashinalarning elektr haydovchisining asosiy elementidir. Elektr energiyasining yaxshi boshqarilishi va uni taqsimlashning soddaligi sanoatda ishchi mashinaning alohida bo'g'inlari mustaqil dvigatellar tomonidan harakatga keltirilganda ishlaydigan mashinalarning ko'p motorli elektr haydovchisidan keng foydalanish imkonini berdi. Ko'p motorli qo'zg'alish ishlaydigan mashinaning mexanizmini sezilarli darajada osonlashtiradi (mashinaning alohida qismlarini bog'laydigan mexanik uzatmalar soni kamayadi) va turli texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda katta imkoniyatlar yaratadi. Elektr dvigatellari transportda elektrovozlar, elektropoezdlar, trolleybuslar va boshqalarning g'ildirak to'plamlarini boshqaradigan tortish dvigatellari sifatida keng qo'llaniladi.
So'nggi paytlarda kam quvvatli elektr mashinalari - fraksiyalardan bir necha yuz vattgacha quvvatga ega mikromashinalardan foydalanish sezilarli darajada oshdi. Bunday elektr mashinalari avtomatlashtirish va kompyuter texnologiyalari qurilmalarida qo'llaniladi.
Elektr mashinalarining maxsus klassi maishiy elektr asboblari uchun motorlar - changyutgichlar, muzlatgichlar, ventilyatorlar va boshqalar.Bu motorlarning quvvati kichik (bir necha yuzlab vattdan), konstruktsiyasi sodda va ishonchli bo'lib, ular ishlab chiqariladi. katta miqdorda.
Elektr stansiyalarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi uni iste'mol qilish joylariga, birinchi navbatda, kuchli elektr stantsiyalaridan yuzlab, ba'zan minglab kilometr uzoqlikda joylashgan mamlakatning yirik sanoat markazlariga o'tkazilishi kerak. Ammo elektr energiyasini uzatish uchun bu etarli emas. Bu iste'molchilarning keng doirasi - sanoat korxonalari, transport, turar-joy binolari va boshqalar o'rtasida taqsimlanishi kerak Elektr energiyasi uzoq masofalarga yuqori kuchlanishda (500 kVgacha va undan ko'p) uzatiladi, bu esa elektr uzatish liniyalarida minimal elektr yo'qotishlarini ta'minlaydi . Shuning uchun elektr energiyasini uzatish va taqsimlash jarayonida kuchlanishni qayta-qayta oshirish va kamaytirish kerak. Bu jarayon transformatorlar deb ataladigan elektromagnit qurilmalar yordamida amalga oshiriladi . Transformator elektr mashinasi emas, chunki uning ishi elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish bilan bog'liq emas va aksincha; u faqat elektr energiyasining kuchlanishini aylantiradi. Bundan tashqari, transformator statik qurilma bo'lib, hech qanday harakatlanuvchi qismlarga ega emas. Biroq, transformatorlarda sodir bo'ladigan elektromagnit jarayonlar elektr mashinalarining ishlashi paytida sodir bo'lganlarga o'xshaydi. Bundan tashqari, elektr mashinalari va transformatorlari magnit maydon va o'tkazgichning oqim bilan o'zaro ta'sirida yuzaga keladigan elektromagnit va energiya jarayonlarining yagona tabiati bilan tavsiflanadi. Shu sabablarga ko'ra transformatorlar elektr mashinalari kursining ajralmas qismini tashkil qiladi.
Hozirgi vaqtda mahalliy elektrotexnika sezilarli muvaffaqiyatlarga erishdi. Agar joriy asrning boshlarida Rossiyada mustaqil sanoat sifatida aslida elektrotexnika bo'lmagan bo'lsa, so'nggi 50-70 yil ichida elektrotexnika sanoatining rivojlanayotgan ehtiyojlarini qondirishga qodir bo'lgan elektrotexnika tarmog'i yaratildi. elektr mashinalari va transformatorlarida xalq xo'jaligi. Elektr mashinasozlarining malakali kadrlari - olimlar, muhandislar va texniklar tayyorlandi.
Keyingi texnik taraqqiyot elektrotexnika yutuqlarini elektrotexnika sohasidagi eng so'nggi yutuqlarni sanoat asboblari va maishiy texnika uchun elektr haydovchi qurilmalarni haqiqiy ishlab chiqishda amaliyotga tatbiq etish orqali mustahkamlashni asosiy vazifa sifatida belgilaydi. Buni amalga oshirish ishlab chiqarishni asosan intensiv rivojlanish yo'liga o'tkazishni taqozo etadi. Ilmiy-texnika taraqqiyotini jadallashtirish, ishlab chiqarishni texnik jihatdan qayta jihozlash va rekonstruksiya qilish, yaratilgan ishlab chiqarish salohiyatidan jadal foydalanish asosida iqtisodiyotni rivojlantirish sur’ati va samaradorligini oshirish asosiy vazifadir. Ushbu muammoni hal qilishda xalq xo'jaligini elektrlashtirish muhim rol o'ynaydi.
Shu bilan birga, elektr energiyasi manbalariga nisbatan ortib borayotgan ekologik talablarni hisobga olish va an'anaviy usullar bilan bir qatorda quyosh, shamol, dengiz to'lqinlari va issiqlik energiyasidan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarishning ekologik toza (muqobil) usullarini ishlab chiqish zarur. manbalar. Avtomatlashtirilgan tizimlar xalq xo‘jaligining turli sohalariga keng joriy etilmoqda. Ushbu tizimlarning asosiy elementi avtomatlashtirilgan elektr haydovchi hisoblanadi, shuning uchun avtomatlashtirilgan elektr drayvlar ishlab chiqarishni tezroq sur'atlarda oshirish kerak.
Ilmiy-texnika taraqqiyoti sharoitida ishlab chiqarilayotgan elektr mashinalari va transformatorlarning sifatini oshirish bilan bog'liq ishlar katta ahamiyatga ega. Bu muammoni hal etish xalqaro iqtisodiy hamkorlikni rivojlantirishning muhim vositasidir. Rossiyaning tegishli ilmiy muassasalari va sanoat korxonalari ishlab chiqarilayotgan mahsulotlar sifati va texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlari bo‘yicha zamonaviy talablarga javob beradigan yangi turdagi elektr mashinalari va transformatorlarini yaratish ustida ishlamoqda.
Faradayning kashfiyoti tasodifiy emas, u ko'plab fiziklarning mehnati bilan tayyorlangan. 1799 yilda italyan olimi A.Volta elektrokimyoviy generator - kislota bilan namlangan ajratgichlar bilan ajratilgan rux va mis disklardan iborat voltaik ustunni yaratdi .
Rus akademigi V. V. Petrov 1802 yilda 4200 mis va sink plitalardan iborat batareyani yaratdi, uning EMF 1700 V va foydali quvvati 85 vatt. U birinchi bo'lib elektr yoyini kuzatgan. Voltaik ustun bilan o'tkazilgan tajribalar elektr tokining termal va magnit ta'sirini o'rganish imkonini berdi.
1820 yilda frantsuz olimlari J. Biot va F. Savardlar magnitga tokning taʼsiri qonunini tuzdilar. Xuddi shu yili G. Oersted elektr toki ta'sirida magnit ignaning og'ishini tasvirlaydigan maqola chop etdi va F. Arago solenoidni taklif qildi. 1821 yilda X. Davy harorat va o'tkazgich materialining elektr o'tkazuvchanligiga ta'sirini aniqladi. G. Om tadqiqotining natijalari (Om qonuni) 1827 yilda nashr etilgan.
Elektr va magnit hodisalari 18-asrdayoq ma'lum bo'lgan. va ancha oldin. Elektrga oid birinchi ish ingliz olimi V. Gilbert tomonidan 1600 yilda yozilgan "Magnit, magnit jismlar va buyuk magnit - Yer to'g'risida" risolasi bo'lib, u elektrlanishga qodir bo'lgan elektr jismlarni deb atagan va "" atamasini kiritgan. elektr".
O. Gergas 1650 yilda oltingugurtdan yasalgan shardan iborat bo'lgan birinchi elektr ishqalanish mashinasini ta'riflagan. Aylanish paytida u qo'llarning kaftlari bilan ishqalangan.
XVIII asr boshlarida. F.Goksbi oltingugurtli sharni ichi bo'sh shisha shar bilan almashtirdi . 1743 yilda mashinaga toymasin kontakt kiritildi, u zaryadlarni olib tashladi va mashina doimiy ravishda elektr energiyasini bera boshladi. XVIII asr oxirida. sig'imli elektr mashinasi ixtiro qilindi, uning rotori diametri 2 m bo'lgan disk shaklida qilingan.Bu mashina taxminan 2 m uzunlikdagi uchqunlarni yaratdi.
Rixmai va B. Franklin atmosfera elektr energiyasi va chaqmoqlar bilan shug'ullangan . 1783 yilda Sh.Kulon elektr zaryadlari va magnit qutblarning o'zaro ta'siri qonunini shakllantirdi. Bu vaqtda Rossiyada A. T. Bolotov , I. P. Kulibin va boshqa olimlar davolash va psixologik tajribalar uchun ishlatiladigan portativ sig'imli elektr mashinalarini ixtiro qildilar.
XIX va XX asrlarda. sig'imli ishqalanish mashinalari yoki elektrofor mashinalari rivojlanishda davom etdi, lekin quvvat elektromexanik konvertorlari sifatida faqat induktiv mashinalar ishlatilgan va sig'imli elektr mashinalari deyarli unutilgan.