U. T. Berdiev

30−Bob. O‘zgarmas tok motorlari
30.1§. Ishlash prinsipi va ish jarayonining asosiy tenglamalari
Boshqa EM lari kabi O‘T mashinalari ham Lens kashf qilgan qaytuvchanlik xossasiga binoan, ular generator sifatida ham, motor sifatida ham ishlay oladi.
Tuzilishi. O‘TM ning tuzilishi generatornikidan farq qilmaydi, ya’ni qo‘zg‘almas qismi – stator: stanina, bosh va qo‘shimcha qutblar, qo‘zg‘atish chulg‘ami, cho‘tka tutqich (cho‘tkalari bilan), podshipnik qalqonlari va boshqa yordamchi qismlardan iborat (30.1-rasm).
Asosiy qutblar mashinaning asosiy magnit oqimini hosil qiladi. Qo‘shimcha qutblar esa mashinaning cho‘tkalari joylashgan o‘qi, ya’ni geometrik neytral (ko‘ndalang o‘qi) bo‘yicha yuklama tokiga mutanosib ravishda o‘zgaradigan magnit maydonini hosil qilib, cho‘tkalarning uchqunsiz ishlash sharoitini (kommutatsiyani) yaxshilaydi.
Aylanadigan qismi − yakor: yakor chulg‘ami, kollektor, ventilyator, podshipnik, val va boshqa yordamchi qismlardan iborat (30.1-rasm). Yakorning o‘zagi qalinligi 0,5 mm bo‘lgan elektrotexnik po‘lat listlardan yig‘iladi. Bu holda uyurma toklar tufayli hosil bo‘ladigan isroflar kamayadi.
Ishlash prinsipi. O‘TM larining ishlashi «magnit maydoniga joylashtirilgan tokli o‘tkazgich orasida o‘zaro ta’sir kuchi vujudga kelishi»ga asoslangan. Bu hodisaning asosida quyidagi kashfiyotlar: «tokli o‘tkazgichning magnit strelkasiga ta’siri» (Ersted); «tokning magnit qutbiga ta’siri» (Bio va Savar) va Amperning «Elektrodinamik xodisalar nazariyasi» yotadi.
Agar O‘T mashinasi O‘T energiya manbaiga ulansa, mashinaninng qo‘zg‘atish chulg‘amidan va yakor chulg‘amidan toklar o‘tadi. Yakor toki qo‘zg‘atish maydoni (asosiy maydon) bilan ta’sirlashib yakor valida elektromagnit moment M ni hosil qiladi. Lekin bu moment generatordagi singari tormozlovchi emas, balki aylantiruvchi bo‘ladi va uning ta’sirida mashina yakori aylana boshlaydi. Bu holda mashina, tarmoqdan elektr energiyani olib, motor sifatida ishlaydi va uni mexanik energiyaga aylantiradi.
O‘T mashinasi generator sifatida ishlaganida kollektor va cho‘tkalar to‘g‘rilagich vazifasini bajaradi. Motor rejimida ishlaganida esa, kollektor va uning sirtiga tegib turuvchi cho‘tkalarni, o‘tkazgichlaridan o‘zgaruvchan tok o‘tuvchi yakor chulg‘amini O‘T tarmog‘i bilan bog‘lovchi, chastota o‘zgartirgich, deb qarash mumkin.



30.1-rasm. Umumiy maqsadli P seriyaga mansub bo‘lgan o‘zgarmas tok motori:
1 – ventilyator; 2 – yakor chulg‘ami; 3 – kompensatsion chulg‘am; 4 – bosh qutb qo‘zg‘atish chulg‘amining g‘altag‘i; 5 – bosh qutb o‘zagi; 6 – yakorning po‘lat o‘zagi; 7 – stanina (tana gardishi); 8 – kollektor plastinasi; 9 – cho‘tka tutqich; 10 – cho‘tkalar; 11, 11 – oldingi va orqa tomondagi podshipnikli qalqonlar; 12 – val; 13, 14 – sharikli (kollektor tomondagi) va rolikli (orqa tomondagi) podshipniklar; 15 – qo‘shimcha qutb qo‘zg‘atish chulg‘amining g‘altag‘i; 16 – qo‘shimcha qutb o‘zagi; 17 – ventilyatsion kanallar; 18 – qisqich
Qutblarning berilgan qutbiyligi (ishorasi)da va yakor aylanishining ma’lum yo‘nalishida yakor chulg‘amidagi EYuK ning yo‘nalishi generator va motor rejimlarida ishlaganida bir xil bo‘lib, yakor chulg‘ami tokining yo‘nalishi har xil bo‘ladi. Shu sababdan O‘TM yakorining magnit maydoni generator rejimdagiga nisbatan yo‘nalishi teskari bo‘lib, yakor reaksiyasi ham teskari ta’sir qiladi, ya’ni:
1) cho‘tkalar geometrik neytralda bo‘lganida ko‘ndalang yakor reaksiyasi asosiy magnit maydonini qutb o‘qidan o‘ng tomonida susaytiradi, uning chap tomonida esa, kuchaytiradi;
2) cho‘tkalar yakor aylanishi tomonga siljigan bo‘lsa, yakorning bo‘ylama magnit yurituvchi kuchi (MYuK) ham vujudga keladi, agar cho‘tkalar teskari tomonga siljigan bo‘lsa, bu MYuK bo‘ylama magnitsizlovchi ta’sir qiladi.
Odatda, O‘TMda cho‘tkalarni yakor aylanishiga teskari tomonga siljitiladi, bu holda MYuK magnitsizlovchi ta’sir qilib, yakor aylanish chastotasini o‘zgartiradi. O‘TM larining ish jarayoni: ishga tushirish, ish, mexanik, rostlash va tormozlash xarakteristikalaridan iborat bo‘ladi. Ish jarayonining asosiy tenglamalari. O‘TM larining istalgan rejimdagi ishini momentlarining va elektr yurituvchi kuchlarining muvozanat tenglamalari belgilaydi.
O‘TM da asosiy maydon va yakor chulg‘amining tokli o‘tkazgichlari o‘zaro
ta’sirlashuvi natijasida hosil bo‘ladigan elektromagnit moment M_em yakorni aylanma harakatga keltiradi va shu sababli, uni aylantiruvi moment deyiladi. Uning kattaligi quyidagi ifodadan aniqlanadi:
M = N pФI_a / (2a) = C_MФI_a , (30.1)
bu yerda: N, a − tegishlicha yakor chulg‘amining o‘tkazgichlari va parallel shoxobchalari sonlari; p – mashinaning juft qutblari soni; C_M = p∙N/(2 a) − berilgan mashinaning konstruksiyasiga bog‘liq bo‘lgan o‘zgarmas kattalik; Ф – mashinaning natijaviy magnit oqimi.
O‘TM momentlarining muvozanat tenglamasi quyidagicha yoziladi:
M = M₀ + M₂ ± M_D, (30.2)
bunda M_D = J∙d /dt − dinamik moment. Bu momentning «musbat» ishorasi – rotor tezlanishda bo‘lganida va «manfiy» ishorasi esa rotor aylanishi sekinlashganda qabul qilinadi.
(30.2) tenglamadan: O‘TMning istalgan rejimdagi ishida uning aylantiruvchi (M_em) va tormozlovchi (M_t) momentlari miqdor jihatdan o‘zaro teng va yo‘nalishi jihatdan qarama-qarshidir, degan xulosa kelib chiqadi.
Barqarorlashgan ish rejimda O‘TM n = const aylanish chastota bilan ishlaydi, demak, bu rejimda M_D= 0, shuning uchun (30.2) ifoda quyidagicha yoziladi:
M = M₀ + M₂ . (30.3)
O‘TMning yakori magnit maydonda aylanganida yakor chulg‘ami o‘tkazgichlarida, elektromagnit induksiya qonuniga muvofiq, EYuK vujudga keladi. Uning qiymati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
E_a = C_E Ф∙n, (30.4)
bunda C_Е= p∙N/(60a) – berilgan mashina uchun o‘zgarmas bo‘lgan kattalik; n − yakorning aylanish chastotasi.
Bu EYuK ning yo‘nalishi yakor chulg‘ami toki yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘ladi, demak, yakor zanjiri uchlariga berilgan kuchlanish U ga ham teskari yo‘nalgan bo‘ladi. Shu sababli O‘TM yakor chulg‘amining EYuK (−E_a) − teskari EYuK deyiladi.
O‘TM EYuK larining muvozanat tenglamasi quyidagicha yoziladi:
a) umumiy hol uchun: U = e_a + i_aR_a + L_adi_a /dt; (30.5)
b) barqaror ish rejimi uchun: U = E_a + I_aR_a , (30.6)
bunda e_a va i_a – yakor chulg‘ami EYuK va toklarining oniy qiymatlari; R_a− yakor zanjirining to‘la qarshiligi; L_adi_a /dt = 0; E_a− teskari EYuK (−E_a) ni muvozanatlaydigan kuchlanishning tashkil etuvchisi; barqaror rejimda tok I_a ham miqdor jihatdan o‘zgarmasdir.
(30.6) dan yakor tokining qiymatini topamiz:
I_a= (U − E_a)/R_a. (30.7)
(30.7) tenglama O‘TM ishini xarakterlovchi nihoyatda muhim tenglama hisoblanadi.