Sinxron motorlarning tuzilishi va ishlash prinsipi

Sinxron motorlarning tuzilishi va ishlash prinsipi
Reja:
1. Sinxron motorning tuzilishi
2. Sinxron motor ishlash prinsipini tushuntirish
3. Sinxron mashinada quvvat isroflari
4. Sinxron mashinada foydali ish koeffitsienti.


Sinxron mashina — aylanish tezligi (n) oʻzgarmas boʻlib, stator toʻkining chastotasi �=��60 nisbat orqali bogʻliq boʻlgan oʻzgaruvchan toʻk mashinasi sinxron mashina deb ataladi.

1-rasm.Sinxron mashina tuzilishi
Stator va rotor sinxron mashinaning asosiy qismlari hisoblanadi.
Statorning oʻzagi o'zaro izolatsiyalangan elektrotehnik poʻlat yaproqchalardan yegʻilgan boʻlib, silindrsimon yahlit korpusning ichki qismidagi pazlarga uch fazali oʻzgaruvchan toʻk choʻlgʻamlari joylashtiriladi.
Sinxron mashinalar elektr generatorlari, dvigetellari va reaktiv quvvat kompensatorlari sifatida ishlatiladi. Barcha elektr mashinalari kabi ular ham qaytuvchanlik husuiyatlariga ega. Sinxron mashinalar, asosan, barcha elektr stansiyalarida quvvati 800 kVa (kilovatt) va undan ortiq boʻlgan generatorlar oʻrnatilgan. Gidravlik elektr stansiyalaridagi generatorlarning quvvati birmuncha kam boʻlib, 500-600 kVa ni tashkil etadi. Atom elektr stansiyalarida esa bitta blokning quvvati 1.5 ming MVA(Megavoltamper — transformator elektr toki kuch birligi)ga yetadi.Mashina oʻqiga mahkamlangan kontakt halqalariga rotor choʻlgʻamining ikki uchi mahkamlangan boʻlib, halqalar sirtida qoʻzgʻalmas toʻk oʻlchovi choʻtkalar sirpanadi. Rotor uchun doimiy tok manbai sifatida quvvati uncha katta boʻlmagan oʻzgarmas tok generatori — uygʻotgich ishlatiladi. Odatda, uygʻotgichning quvvati sinxron mashina quvvatining(1-3)% ini tashkil etadi. Ayrim hollarda sinxron generator hosil qilgan tokni toʻgʻirlash yoʻli bilan doimiy toʻk hosil qilinadi.
Elektr mashinalarning qaytuvchanlik prinsipi asosida sinxron mashina, na faqat generator rejimida, balki motor rejimida ham ishlashi mumkin, ya’ni tarmoqdan elektr energiya istemol qilib, uni mexanik energiyaga aylantiradi.
Sinxron motor ishlash prinsipini tushuntirish uchun, katta quvvatli tarmoq bilan parallel ishlash uchun ulangan sinxron generatorni tasavvur etaylik. Faraz qilayli, birlamchi motor generator rotorini soat miliga teskari yo‘nalishda burchak tezligida aylantirsin. Bunda generator yuklanishi shunday bo‘lsin­ki, rotor qutblari bo‘ylama o‘qlari aylanuvchi magnit maydon o‘qlari dan rotor aylanish yo‘nalishi bo‘ylab burchakka siljisin.
Birlamchi motorning aylantiruvchi momenti generatorning elektromagnit momenti M' va yuksiz ishlash momenti M₀ bilan ( ) muvozanatlanadi. Burchak tavsifida (13.1-rasm) ushbu rejimga G nuqtasi mos keladi.
Agar aylantiruvchi moment ni kamaytirsak, generator yuklanish ham kamayadi, bunda burchak ham kamayadi, natijada stator toki kamayadi.
Natijada elektromagnit moment M' qiymati kamayadi va aylantiruvchi moment bo‘lganda burchak , ya’ni generator yu.i. rejimida ishlaydi ( = 0). Bu rejimga burchak tavsifida koordinata boshi mos keladi (13.1-rasmda 0 nuqtasi). Agar sinxron mashina valini birlamchi motor validan uzib qo‘yilsa va valda tormozlovchi moment hosil qilinsa, ya’ni rotor aylanish yo‘nalishiga qarama-qarshi yuklanish momenti M₂ hosil qilinsa, u holda EYK vektori yu.i. rejimi holatiga nisbatan burchakka orqada qolish yo‘nalishida siljiydi (13.1-rasm, 3-kvadranti). Bunda sta­tor chulg‘ami zanjirida natijaviy EYK hosil bo‘ladi va u stator chulg‘amida tokni hosil qiladi.

2-rasm.Sinxron mashinaning generator rejimidan motor rejimiga o‘tishi
.
Stator toki rotor bilan sinxron aylanuvchi, qutblari rotor qutblari ga nisbatan burchakka siljigan magnit maydon hosil qiladi. Faraz qilaylik, motor burchak tavsifning D nuqtasida ishlasin (13.1-rasm, 3-kvadranti). Unga burchagi mos keladi.
Bunda magnit qutblari ta’siri natijasida hosil bo‘lgan tangensial tashkil etuvchilar motor rotorida aylanuvchi magnit maydon yo‘nalishi bo‘yicha elektromagnit moment hosil qiladi va rotorni burchak tezligi bilan aylantiradi. Bunda sinxron mashina tarmoqdan elektr energiyani istemol qiladi va uni mexanik energiyaga aylantiradi. Aylantiruvchi elektromagnit moment M" valda yu.i. momenti bilan foydali moment ni hosil qiladi va ijrochi mexanizm yoki motorning yuklanishi aylantiriladi
.
Sinxron motorning barcha qiymatlari burchak tavsifida koordinata o‘qlarining manfiy yo‘nalishlarida belgilanadi, chunki generator rejimidan motor rejimiga o‘tishda elektromagnit moment o‘z yo‘nalishini o‘zgartiradi. Sinxron generatorning tarmoqqa uzatayotgan musbat ishorali quvvati o‘rnida sinxron motorning tarmoqdan olayotgan manfiy ishorali quvvati qo‘yiladi. Motor rejimida manfiy ishoralar bilan belgilash qulaysizliklari o‘rniga, sinxron motorlarni tahlil qilganimizda shartli ravishda barcha qiymatlarni musbat ishora bilan belgilashni qabul qilamiz.
Sinxron motorning elektromagnit quvvati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi (12.7) va (12.8), elektromagnit moment esa - (12.9) va (12.10).

3-rasm. Sinxron motorning burchak tavsifi

Elektromagnit momentning burchak tavsiflari va uning tashkil etuvchilari va 13.2-rasmda keltirilgan. Bu tavsiflar generator burchak tavsifidan (12.5-rasmga qarang) faqat shu bilan farq qiladilarki, ular koordinata o‘qlarining uchinchi kvadrantida joylashgan, ya’ni burchak va momentlar va ning manfiy ishoralari bilan ifodalangan .

Shunday qilib, sinxron mashinaning burchak tavsifi natijaviy momentning ikki yarim to‘lqini sifatida namoyon bo‘ladi: musbat, generator rejimiga mos keluvchi, va manfiy, motor rejimiga mos keluvchi (13.2-rasm). Mashinaning bir rejimdan ikkinchi rejimga o‘tishi burchak orqali o‘tishi bilan amalga oshiriladi.
Sinxron motor turg‘un ishlashi burchak tavsifining qismiga mos keladi (13.-rasm).
Maksimal elektromagnit momentining nominal moment ga nisbati sinxron motorning o‘ta yuklanganlik qobiliyati deyiladi.
.

Aksariyat, sinxron motorning o‘ta yuklanganlik qobiliyati , bu motorning nominal yuklanishida el. grad.ga mos keladi.

Sinxron motorning rotori faqat sinxron tezlikda aylanishi mumkin. Bunga ishonch hosil qilish uchun quyidagini ko‘rib chiqish etarlidir: faraz qilaylik, motor rotori tezlik bilan aylanayapti, deb. Biror vaqt o‘tgandan so‘ng magnitlangan rotor qutblari statorning aylanayotgan magnit maydoni bir xil qutblari ro‘parasida bo‘ladi. Shunda stator va rotor magnit qutblari orasidagi magnit bog‘lanish buziladi, chunki ularning bir xil nomlangan qutblari o‘z-aro itariladi va rotor, aylantiruvchi elektromagnit momentning turg‘un ta’siridan maxrum bo‘ladi va rotor to‘xtaydi.
Sinxron motor rotorining faqat sinxron tezlik bilan aylanishi - bu motorlarning xarakterli xususiyatini tashkil etadi va, aksariyat, motorlarning tatbiq etish doirasini aniqlab beradi (masalan, stabil aylanish tezligi bo‘lishini talab etuvchi yuritmalar).
Sinxron motor valida yuklanish o‘zgarganda burchak o‘zgaradi. Bunda, agregatning aylanuvchi massalari inersiyasi ta’sirida, rotor bir onda yangi yuklanishga mos bo‘lgan holatga o‘taolmaydi, balki, biror muddat tebranma harakatda bo‘ladi.
Tuzilishi bo‘yicha sinxron motorlar, sinxron generatorlardan prinsipial farq qilmaydilar, ammo alohida xususiyatlari mavjud. Ular, aksariyat, ayon qutbli tarzda quriladi; havo orligi bir xil quvvatli motorlarda generatorlardagiga nisbatan kichik, bu bir qator parametrlarning yaxshilanishiga olib keladi (masalan, ishga tushirish toki kamayishi). Dempfer (so‘ndiruvchi) chulg‘amni katta kesim yuzasiga ega bo‘lgan sterjenlardan bajariladi, chunki ishga tushirish rejimida u ishga tushirish chulg‘ami xizmatini bajaradi; qutb uchligining kengligi generatorlardagi o‘rniga motorlarda qabul qilinadi. shu sababli, sinxron mashinalar qaytuvchanlik xususiyatiga ega bo‘lsalar ham, sanoat korxonalarida ishlab chiqarilayotgan sinxron mashinalar, 1yoki motor sifatida, yoki generator sifatida maqsadli qo‘llaniladi.