U. T. Berdiev

Elektr mashinalariga qo‘yiladigan umumiy texnik talablar. Umumiy maqsadli elektr mashinalariga qo‘yiladigan asosiy talablar standart tomonidan belgilanib, ular quyidagilardan iborat:
1) ishda ishonchliligi yuksak bo‘lishi; 2) energetik ko‘rsatkichlari yuqori bo‘lishi; 3) gabarit o‘lchamlari, massasi va narxi imkon qadar minimal bo‘lishi; 4) konstruksiyasi ishlab chiqarishda oddiy va ularga texnik xizmat ko‘rsatish hamda ishlatishda qo‘lay bo‘lishi zarur.
Har qaysi elektr mashina ekspluatatsiyaning aniq sharoitlarida (yuklamaning rejimi, ruxsat berilgan o‘ta yuklama, kuchlanish, o‘zgaruvchan tok chastotasi, aylanish chastotasi, sovitish muhitining temperaturasi, dengiz sathidan balandligi, namlik va boshqalarda) ishlashga hisoblangan bo‘ladi. Bu sharoitlarda mashina belgilangan (davriy ta’mirlashlar orasidagi) vaqt mobaynida avariyasiz va nosozliklarsiz nominal quvvatda ishlay olishi zarur.
Mashinaning ishda ishonchliligini ta’minlash maqsadida uni loyihalashda hisobga olish, ishlab chiqarishda yuksak sifatli texnologiyani qo‘llash va ishlatishni to‘g‘ri tashkil qilish (loyihada belgilangan rejimda ishlatish va profilaktik ta’mirlarni o‘z vaqtida bajarish) zarur bo‘ladi.


Elektr mashinalarida energiyaning elektromexanik o‘zgartirilishi

Elektr generatorining ishlash prinsipi buyuk ingliz olimi Faradey kashf qilgan (1831 y.) elektromagnit induksiya qonuniga asoslangan.

Agar o‘tkazgich magnit maydonda tashqi kuch F ta’sirida harakatga keltirilsa (2, a-rasm), o‘tkazgichda EYuK hosil bo‘ladi. Agar o‘tkazgich maydonni perpendikulyar ravishda kesib o‘tsa, hosil bo‘lgan EYuK ning qiymati quyidagiga teng bo‘ladi:
E= B∙l∙v, (1)

bunda E – o‘tkazgichda hosil bo‘lgan EYuK, [V]; B– magnit induksiya, [Tl];

l – o‘tkazgichning aktiv, ya’ni magnit maydonini kesib o‘tadigan qismining uzunligi, [m]; v– o‘tkazgichning harakatlanish tezligi, [m/s].



2-rasm. Elektr mashinalarida mexanik energiyaning elektr energiyaga (a) va elektr energiyaning mexanik energiyaga (b) aylantirilishiga oid chizmalar
Bu EYuK ning yo‘nalishini aniqlashda «o‘ng qo‘l» qoidasidan (3, a-rasm), bosh barmoq o‘tkazgich harakati yo‘nalishida ochilsa, qolgan to‘rtta barmoqning ochiq holati EYuK ning yo‘nalishini ko‘rsatadi. Tashqi kuch ta’sirida o‘tkazgich o‘ngdan chapga harakatlantirilganda (2,a-rasm) EYuK biz tomonga yo‘nalgan bo‘ladi.
Agar o‘tkazgichning uchlari tashqi qarshilikka ulansa, EYuK ta’sirida berk zanjirda yo‘nalishi EYuK niki bilan bir xil bo‘lgan tok paydo bo‘ladi. Shunday qilib, magnit maydondagi o‘tkazgichni bu holda eng oddiy generator deyish mumkin (2, a-rasm).
O‘tkazgichdagi tok I bilan magnit maydonning o‘zaro ta’siri natijasida Amper qonuniga binoan o‘tkazgichga ta’sir etuvchi elektromagnit kuch F_em hosil bo‘ladi. Bu kuchning qiymati quyidagi formula bilan aniqlanadi:

F_em= B∙ l ∙I. (2)

Bu kuchning yo‘nalishini «chap qo‘l» qoidasi (3,b-rasm) yordamida aniqlash mumkin. Buning uchun chap qo‘lni magnit maydondagi o‘tkazgichga parallel qilib tutganda maydon kuch chiiqlari kaftga tomon yo‘nalib, to‘rtta barmoq o‘tkazgichdagi tokning yo‘nalishida ochilsa, o‘tkazgichga perpendikulyar ochilgan bosh barmoq elektromagnit kuchning yo‘nalishini ko‘rsatadi (3,b-rasm). Bu kuch o‘tkazgichning harakatanishiga teskari yo‘nalgan bo‘lib, generatorda tormozlovchi ta’sir qiladi.

O‘tkazgichning harakati bir tekis bo‘lganda tashqi harakatlantiruvchi kuch F elektromagnit kuch F_em ga teng bo‘ladi:

F = F_em (3)

(3) tenglikning ikkala qismini o‘tkazgich tezligi v ga ko‘paytiramiz:

F v = F_em v. (4)

(2) dan F_em ning qiymatini (4) ga qo‘yib quyidagiga ega bo‘lamiz:

Fv = B∙ l ∙ I  v = EI . (5)

(5) tenglikning chap qismi (Fv) o‘tkazgichni magnit maydonda harakatlantirish uchun mexanik quvvatni, o‘ng qismi (EI) esa yopiq zanjirda tok I hosil qilgan elektr quvvatni ko‘rsatadi. Shunday qilib, tashqaridan berilayotgan mexanik quvvat generatorda elektr quvvatga aylanadi.

Agar o‘tkazgichga tashqi kuch qo‘ymay, unga elektr energiya manbasidan 2, b-rasmda ko‘rsatilgandek yo‘nalishdagi tok berilsa, u holda o‘tkazgichga faqat elektromagnit kuch F_em ta’sir etadi, xolos. O‘tkazgich shu kuch ta’sirida magnit maydonda o‘ngdan chapga harakatlana boshlaydi, o‘tkazgichda hosil bo‘ladigan EYuK esa oldingiga (2,a-rasm) nisbatan teskari bo‘ladi. O‘tkazgichga manbadan qo‘yilgan kuchlanishning asosiy qismi undagi hosil bo‘lgan EYuK bilan muvozanatlashadi, juda ham kam qismi esa o‘tkazgichdagi kuchlanish tushishini qoplaydi, demak, 2,b-rasmdagi elektr zanjiri uchun Kirxgofning II qonuni quyidagicha yoziladi:

U=E+Ir, (6)

bunda r – o‘tkazgichning elektr qarshiligi.

(6) tenglikning ikkala qismini tok I ga ko‘paytiramiz:

U I = EI+ I² r. (7)

(1) formuladan EYuK E ning qiymatini (7) ga qo‘yib, (2) ni ham
hisobga olgan holda quyidagini hosil qilamiz:

U I = B l v I + I₂ r = F_em v+ I₂r. (8)

Bundan: o‘tkazgichga kiruvchi elektr quvvatning asosiy qismi mexanik quvvat (F_emv) ga aylanadi, juda ham kam qismi esa o‘tkazgichdagi elektr isroflari (I₂ r)ni qoplashga sarflanar ekan. Shunday qilib, magnit maydonga joylashgan tokli o‘tkazgichni eng oddiy elektr motori deb qarash mumkin.
Elektr mashina ishlashining zaruriy sharti o‘tkazgichlar va magnit maydonning mavjud bo‘lishidir. Bunda elektr mashina generator sifatida ham, motor sifatida ham ishlashi mumkin. Elektr mashinaning bu xususiyati ularning qaytuvchanligi deb ataladi (buni rus olimi E. Lens 1833 y. kashf qilgan).
­