U. T. Berdiev

18.2§. Sinxron generatorning ishlash prinsipi va qo‘zg‘atish tizimining turlari
Ishlash prinsipi. Sinxron generatorda asosiy magnit maydon (oqim Ф₀) ni hosil qilish uchun uning qo‘zg‘atish chulg‘amiga o‘zgarmas tok beriladi. Bu tok vaqt bo‘yicha o‘zgarmas va qutbiyligi (ishorasi) almashlanadigan, rotorga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘lgan magnit maydonni hosil qiladi. Rotor (induktor) birlamchi mexanizm yordamida aylantirilganda, uning magnit maydoni qo‘zg‘almas stator (yakor) chulg‘amiga nisbatan aylanadi va unda elektromagnit induksiya qonuniga asosan, o‘zgaruvchan EYuK hosil qiladi.
Agarda stator pazlarida simmetrik (ya’ni fazalarining magnit o‘qlari fazoda 120 el. ga siljigan bo‘lib, fazalarining elektr qarshiliklari va o‘ramlar soni bir xil) uch fazali chulg‘am joylashtirilgan bo‘lsa, bu chulg‘amda moduli bo‘yicha teng va vaqt bo‘yicha 120 el. ga siljigan EYuK larning simmetrik tizimi induksiyalanadi. Faza chulg‘amlarida induksiyalanadigan EYuK larning chastotasi:
f₁ = pn /60, (18.1)
bunda: p – chulg‘amning juft qutblari soni; n – rotorning aylanish chastotasi, ayl./min.
Agar sinxron generatorning uch fazali yakor chulg‘ami tashqi simmetrik yuklamaga ulansa, undan yakorning doiraviy aylanma magnit maydonini vujudga keltiruvchi simmetrik o‘zgaruvchan toklar tizimi o‘tadi. Bu maydonning statorga nisbatan aylanish chastotasi
n₁ = 60 f₁/p. (18.2)
Bunga (18.1) dan f₁ ning qiymatini qo‘yib, n₁ = n ekanligini aniqlaymiz. Demak, qo‘zg‘atish va yakor chulg‘amlarining magnit maydonlari bir-biriga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘lib, mashinaning natijaviy magnit maydonini hosil qilar ekan. Shu tariqa sinxron generatori mexanik energiyani elektr energiyaga aylantiradi.
Qo‘zg‘atish tizimi va uning turlari. Ko‘pchilik elektr mashinalari elektromagnit qo‘zg‘atishli bo‘lib, bunda qo‘zg‘atish magnit oqimi o‘zgarmas tok manbaiga ulangan rotor chulg‘ami tomonidan hosil qilinadi. Qo‘zg‘atish chulg‘ami uchun o‘zgarmas tok manbai sifatida maxsus qo‘zg‘atish tizimi ishlatilib, unga bir necha muhim talablar qo‘yiladi. Ulardan asosiylari quyidagilardan iborat:
1) sinxron generatorning har xil ish rejimlarida qo‘zg‘atish tokining ishonchli va turg‘un rostlanishi;
2) yetarli darajadagi tezkorlik, buning uchun qo‘zg‘atishni jadallashtirish qo‘llaniladi, ya’ni qo‘zg‘atish kuchlanishini U_qo’z.N nominal qiymatidan mumkin bo‘lgan maksimal 1,82,0 U_qo’z.N qiymatigacha qisqa muddatda (uning o‘sish jadalligi sekundiga 1,5-2 U_qo’z.N bo‘lishi) tezlik bilan oshirishni (bu tadbir avariya vaqtida va unga barham berishda sinxron generatorning turg‘un ishini ta’minlash uchun qo‘llaniladi) ta’minlashi;
3) magnit maydonining tezda so‘nishi, ya’ni mashina chulg‘amlaridagi kuchlanishi keskin oshmagan holda qo‘zg‘atish chulg‘ami tokining nolgacha kamayishi (magnit maydonini so‘ndirish zarurligi generatorni tarmoqdan ajratish va unda bo‘ladigan avariya holatlarda paydo bo‘ladi).
Sinxron mashinalarda bir necha qo‘zg‘atish tizimi qo‘llaniladi. Sinxron mashinalarning ayrimlarida so‘nggi vaqtlargacha elektr mashinali qo‘zg‘atish tizimi (18.4,a-rasm) ishlatilmoqda. Bunda qo‘zg‘atish manbasi sifatida «qo‘zg‘atgich» deb ataluvchi maxsus mustaqil qo‘zg‘atishli o‘zgarmas tok generatoridan foydalanildi. Qo‘zg‘atgichning yakori sinxron generatori validan aylanma harakatga keltirilib, uning yakor chulg‘ami kontakt halqalari orqali sinxron generatorning qo‘zg‘atish chulg‘ami bilan ulangan. Bunday tizimda sinxron mashinaning qo‘zg‘atish toki «qo‘zg‘atgich»ning qo‘zg‘atish zanjiridagi reostat yordamida rostlanadi (o‘zgartiriladi). Qo‘zg‘atgichning qo‘zg‘atilishi o‘z-o‘zini qo‘zg‘atish sxemasi (18.4,c-rasm) yoki mustaqil qo‘zg‘atish tizimli alohida o‘zgarmas tok generatori («qo‘zg‘atgichni qo‘zg‘atgich – QQ»)dan amalga oshiriladi.
O‘rta va katta quvvatli sinxron generatorlarda qo‘zg‘atish tokini rostlash jarayoni avtomatlashtirilgan bo‘ladi (18.4,d-rasm). Katta quvvatli turbogeneratorlarda – ayrim holda qo‘zg‘atgich sifatida yuqori chastotali induktor turidagi o‘zgaruvchan tok generatorlari qo‘llaniladi (18.4,b-rasm). Bunday generatorning chiqishida yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagich ulangan bo‘ladi. Hozirgi vaqtda amalda ventilli qo‘zg‘atish tizimlari keng qo‘llanilmoqda, chunki bu holda elektromagnit inersiyasi katta bo‘lgan elektrmashinali qo‘zg‘atish tizimiga nisbatan qo‘zg‘atish tokini rostlash tezkorligi va, demak, ishonchlilik ancha oshadi.
Ventilli qo‘zg‘atish tizimini uchta turga bo‘ladilar: o‘z-o‘zini qo‘zg‘atishli, mustaqil qo‘zg‘atishli va cho‘tkasiz qo‘zg‘atish tizimlar. Ventilli o‘z-o‘zini qo‘zg‘atish tizimda (18.4,s-rasm) qo‘zg‘atish chulg‘ami, sinxron generator (masalan, gidrogenerator) yakor chulg‘ami chiqishiga ulangan boshqariladigan statik to‘g‘rilagichdan o‘zgarmas tok bilan ta’minlanadi. Bunga oid avtomatik tizimning strukturali sxemasi 18.4,d-rasmda ko‘rsatilgan. Sinxron generatorning boshlang‘ich qo‘zg‘atilishi, uning qutblaridagi qoldiq magnitlanish tufayli yuzaga keladi.
Ventilli mustaqil qo‘zg‘atish tizimda, rotori bosh generator vali bilan ulangan, alohida uch fazali sinxron generator (qo‘zg‘atgich) yakoridan olingan o‘zgaruvchan tok, statik to‘g‘rilagichda o‘zgarmas tokka aylantirilib kontakt halqalar orqali qo‘zg‘atish chulg‘amiga beriladi.



18.4-rasm. Sinxron generatorning elektromagnit qo’zg’atishning: а – kontaktli tizimi (bunda: QCh – SG ning qo’zg’atish chulg’ami, Q – qo’zg’atgich, Q.Q – qo’zg’atgichning qo’zg’atgichi, QCh1 va r₁ – qo’zg’atgichning qo’zg’atisj chulg’ami va rostlash reostati, QCh2 va r₂– Q.Q ning qo‘zg‘atish chulg‘ami va rostlash reostati) va b – kontaksiz (bunda: Ch.Q – cho‘tkasiz qo‘zg‘atgich va uning: 1 – qo‘zg‘atish va 2 – yakor chulg‘amlari, 3 – yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagich); c – o‘z-o‘zini qo‘zg‘atish prinsipiga oid chizma (bunda: YO’ – yarim o‘tkazgich; r – rostlash reostati); d – o‘z-o‘zini qo‘zg‘atish avtomatik tizimining strukturali sxemasi (bunda: KT – kuchlanish transformatori, T.T – tok transformatori, T.S.T – to‘g‘rilagich sxemaning transformatori, QAR – qo‘zg‘atishni avtomatik rostlash qurilmasi, T.To’g’ – tiristorli to‘g‘rilagich, HB – himoya bloki, SG – sinxron generator)

Cho‘tkasiz qo‘zg‘atish tizimi (18.4,b-rasm) ventilli mustaqil qo‘zg‘atish tizimning bir turidir. Faqat bu holda qo‘zg‘atgich vazifasini konstruksiyasi almashtirilgan, ya’ni o‘zgarmas tok mashinaning konstruksiyasi singari, rotorda – yakor, statorda esa induktor joylashtirilgan sinxron generator bajaradi. Qo‘zg‘atgichning yakor chulg‘ami asosiy generatorning qo‘zg‘atish chulg‘ami bilan generator valida joylashtirilgan aylanuvchi to‘g‘rilagich orqali ulanadi. Bu holda sirpanish kontaktidan foydalanishga zarurat qolmaydi va qo‘zg‘atish tizimining ishonchliligi hamda mashinaning FIK oshadi. Zamonaviy sinxron motorlarni qo‘zg‘atish uchun o‘zgaruvchan tok tarmog‘iga ulanadigan va motorning har turli rejimlarida qo‘zg‘atish tokini avtomatik boshqarishni amalga oshiradigan tiristorli qo‘zg‘atgich qurilmalari qo‘llaniladi. Bunday qo‘zg‘atish usuli eng ishonchli va tejamlidir, chunki tiristorli qo‘zg‘atgich qurilmalarining FIK o‘zgarmas tok generatorlarnikidan yuqoridir.

Sinxron motorlarning zamonaviy seriyalarida TE-320/48 (qo‘zg‘atish kuchlanishi U_qo’z= 48 V) va TE8-320/75 (qo‘zg‘atish kuchlanishi U_qo’z=75 V) turidagi tiristorli qo‘zg‘atgich qurilmalari keng qo‘llaniladi. Qo‘zg‘atishga sarflanadigan quvvat, odatda, mashina foydali quvvatining 0,2 5% ni tashkil qiladi (kam qiymatlar katta quvvatli mashinalarga oid). Quvvati bir necha kW gacha bo‘lgan sinxron mashinalarda qo‘zg‘atishni doimiy magnit yordamida amalga oshiriladi (bu holda qo‘zg‘atish chulg‘ami bo‘lmaydi).
Nazorat savollari
1. Sinxron mashinalar konstruksiyasining o‘ziga xos xususiyatlari nimadan iborat? 2. Sinxron mashinada dempfer chulg‘ami qayerda joylashtiriladi va uning vazifasi nimadan iborat? 3. Sinxron mashinalar qo‘zg‘atish tizimining qanday turlari mavjud? 4. Cho‘tkasiz qo‘zg‘atish tizimining afzalligi nimadan iborat?
* * *