U. T. Berdiev

I k k i n ch i b o‘ l i m. O‘ZGARUVCHAN TOK MASHINALARI
Elektr energiyani ishlab chiqarish va undan foydalanish sohalarida o‘zgaruvchan tok mashinalari hozirgi zamon elektr energetikasining asosini tashkil etadi. Bu elektr mashinalarining deyarli barchasi (asinxron va sinxron mashinalar) kollektorsizdir. Bu mashinalar ish xossalari bilan farq qilsa ham konstruksiyasida va ishchi chulg‘ami – stator chulg‘ami bilan bog‘liq bo‘lgan jarayonlar va hodisalarga tegishli ularning nazariyasi asosida ayrim umumiy masalalar yotadi. Shu sababli asinxron va sinxron mashinalarni batafsil o‘rganishdan oldin, mazkur mashinalar nazariyasining umumiy masalalari bilan tanishish maqsadga muvofiqdir.
Asinxron va sinxron mashinalar boshqa elektr mashinalari singari E. Lens kashf qilgan qaytuvchanlik xossasiga egadirlar, ya’ni ularning har qaysi generator va motor rejimlarda ishlay oladilar.
10-Bob. O‘zgaruvchan tok mashinalari konstruksiyasi va nazariyasining umumiy masalalari
10.1§. O‘zgaruvchan tok mashinalarining aktiv qismlari.
O ‘zgaruvchan tok mashinalari ikkita turga, ya’ni asinxron va sinxron mashinalarga bo‘linadi. Bu mashinalar qo‘zg‘almas qismi stator va uning ichiga podshipnik qalqonlari vositasida mahkamlanib aylanish imkoniyatiga ega bo‘lgan rotordan iborat. Stator va rotor bir-biridan havo oralig‘i bilan ajratilgan bo‘ladi. Havo oralig‘ining o‘lchami mashinaning ish xossalariga jiddiy ta’sir qiladi. Masalan, sinxron mashinalarda u o‘ta yuklanish qobiliyatini oshirsa, asinxron mashinalarda havo oraliqning katta bo‘lishi ularning quvvat koeffitsienti cos ni va aylantiruvchi momenti M ni keskin kamaytiradi.

An’anaviy o‘zgaruvchan tok mashinalari – asinxron va sinxron mashinalar bir-biridan rotorining tuzilishi bilan farq qilsa ham, ularning statorlari asosan bir xil konstruksiyaga ega bo‘lib (10.1-rasm), ishlash prinsipi va nazariyasida anchagina o‘xshashlik jihatlari mavjuddir. Bulardagi fizik jarayonlarning umumiyligi ularning nazariyasi o‘xshashligini, ko‘p fazali o‘zgaruvchan tok chulg‘amlari konstruksiyasi hamda asinxron va sinxron mashinalar statorlarining tuzilishi prinsipining o‘xshashligini keltirib chiqaradi.

Magnit o‘tkazgich va chulg‘amlar o‘zgaruvchan tok mashinalarining aktiv qismlari hisoblanadi. O‘zgaruvchan magnit oqimi o‘tadigan mashinaning magnit o‘tkazgichi, ya’ni asinxron mashinaning stator va rotor hamda sinxron mashinaning stator po‘lat o‘zaklari elektrotexnik izotropli (ya’ni magnit o‘tkazuvchanligi po‘latning jo‘valanish yo‘nalishiga deyarli bog‘liq bo‘lmagan) sovuqlayin jo‘valangan po‘lat tunukalaridan yig‘iladi. Stator o‘zagining ichki (havo oralig‘iga yaqin) tomoniga chulg‘am joylashtirish uchun shtamplash stanogi vositasida po‘lat listlarga bir xil andozali pazlar o‘yiladi.
Elektr mashinalarining rotori valga mahkamlangan podshipniklar vositasida aylanadi. Quvvati 1000 kW gacha bo‘lgan elektr mashinalarida podshipnik qalqonida joylashtiriladigan sharikli va rolikli dumalash podshipniklari, P ≥1000 kW bo‘lganda esa mashina korpusidan tashqarida joylashtiriladigan tayanchda sirpanish podshipniklari qo‘llaniladi.
A sinxron mashinaning rotor o‘zagi uning valiga (katta quvvatli mashi-nalarda esa rotor vtulkasiga) presslanadi va maxsus siquvchi shaybalar bilan mahkamlanadi. Rotor po‘lat o‘zagining mashina havo oralig‘i tomonidagi pazlarda rotor chulg‘ami joylashtiriladi.

Po‘lat o‘zak tishlari va pazlarining shakllari mashina tipiga va uning quvvatiga bog‘liq bo‘ladi. Katta quvvatli mashinalarda stator va rotor chulg‘amlarini to‘g‘riburchak kesimli o‘tkazgichlardan bajariladi; bu holda o‘tkazgichlarni pazda yaxshi joylashtirish va ishonchli izolyatsiyalashni ta’minlash imkoniyati yaxshilangani sababli to‘g‘riburchak shaklli ochiq pazlar qo‘llaniladi (10.2,a-rasm). Kam va o‘rta quvvatli elektr mashinalarida rotor va stator chulg‘amlari odatda dumaloq kesimli simlardan yasalib, bunday mashinalarda oval (tuxumsimon cho‘ziq) yoki trapetsiya shakldagi yarim yopiq pazlar (10.2,c-rasm) qo‘llaniladi. Ayrim hollarda to‘g‘riburchak kesimli sim ishlatilganda yarim ochiq pazlar qo‘llaniladi (10.2,b-rasm).

Sinxron mashinalar rotorining konstruksiyasiga ko‘ra: ayon qutbli va ayon bo’lmagan qutbli turlarga bo‘linadi. Ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashina (SM)larda rotor massiv (yaxlit quyilgan) qilib bajariladi (10.3,b-rasm), chunki uning pazlarida magnit oqimi rotorga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘lgan qo‘zg‘atish chulg‘amli qutblar joylashgan.
Mashina havo orlig‘ida magnit induksiyaning taxminan sinusoidal tarqalishini ta’minlash maqsadida, qo‘zg‘atish chulg‘ami o‘tkazgichlari rotor doirasining 23 qismidagi pazlarda taqsimlangan holda joylashtirilgan bo‘ladi. Shu maqsadda ayon qutbli sinxron mashinalarda qutb uchligiga maxsus shakl beriladi, ya’ni uning chekkalaridagi havo oralig’i _max qutb o‘rtasidagi  ga nisbatan 1,52 baravar katta qilib tayyorlanadi.
Ayon qutbli sinxron mashinalarda rotorning markazdan qochirma kuchlari katta bo‘lganligidan qutblar soni nisbatan kam (2p ≥ 4) qilib tayyorlanadi (10.3,a-rasm), chunki n n₁ 60 fp ifodaga binoan umumiy qo‘llanishdagi o‘zgaruvchan tok chastotasi f₁  50 Hz  const bo‘lishi uchun rotorning aylanish chastotasi kam bo‘lgan hollarda qutblar sonini oshirish zarur bo‘ladi.