U. T. Berdiev

I nduksion yuklanish xarakteristikasi (I.Y.X). Bu xarakteristika I₁  I_1N= const, cos  0 va f f_N= const (ya’ni n= n_N= const) bo‘lganda U₁ = f (_Iqo’z) bog‘liqlikni xarakterlaydi.
SG ning induksion yuklanish xarakteristikasi yakor reaksiyasining bo‘ylama o‘q bo‘yicha magnitsizlovchi ta’siri natijasida koordinata boshi 0 dan boshlanmay, balki abstsissalar o‘qidagi birorta «A» nuqtadan boshlanadi. Bu nuqtani tajribada olishning iloji yo‘q, chunki bu nuqtada U₁= 0 bo‘lgani uchun tok I₁ = 0 bo‘ladi. Bu nuqtaning abstsissalar o‘qidagi holatini SG ning qisqa tutashuv xarakteristikasi (QTX)dan nominal tokka to‘g‘ri kelgan qo‘zg‘atish toki I_qo’z.qt ni aniqlab qo‘yiladi. (Izoh: Qisqa tutashuv xarakteristikada ham yakor reaksiyasi induksion xarakteristikadagi kabi mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha magnitsizlovchi ta’sir qiladi).
SG ning induksion yuklanish xarakteristikasi (I.Y.X), yakor reaksiyasining bo‘ylama o‘q bo‘yicha magnitsizlovchi ta’siri (kam quvvatli sinxron generatorlarda yakor zanjiri aktiv qarshiligi r₁ ni ham e’tiborga olganda undagi kam miqdordagi kuchlanish tushishi) tufayli S.I.X dan pastroqda joylashadi (20.1-rasm, 2).SG ning salt ishlash, yuklanish va qisqa tutashuv xarakteristikalari mashinaning parametrlari (induktiv qarshiliklari)ni aniqlashda muhim ahamiyatga egadir.
20.1-rasmda punktir chiziq bilan ko‘rsatilgan qo‘shimcha ordinatalar o‘qi keyingi amaliy diagrammalarni qurishda zarur bo‘ladi (bunda qoldiq magnit oqimining qiymati kichikligidan, u e’tiborga olinmaganda mashinaning salt ishlash xarakteristikasi koordinatalar boshidan boshlanib, amaliy diagramma qurish va uni tahlil qilish ancha osonlashadi).
20.2§. Sinxron mashinalarning simmetrik barqaror rejimdagi parametrlari
Sinxron mashinaning simmetrik yuklamadagi barqaror rejimi parametrlariga stator va rotor chulg‘amlarining aktiv va induktiv qarshiliklari kiradi. Yakor chulg‘ami fazasining (r₁), qo‘zg‘atish chulg‘amining (r_qo’z) va dempfer (ya’ni tinchlantiruvchi) chulg‘amining (r_D) aktiv qarshiliklari mazkur chulg‘amlardagi elektr isroflari orqali aniqlanadi (masalan, yakor chulg‘amida elektr isroflari – P_e = m₁ I₂₁ r₁ ma’lum bo‘lsa r₁ ni aniqlash mumkin va hokazo). Ayon qutbli sinxron mashinalarda dempfer chulg‘amining aktiv qarshiligini mashinaning bo‘ylama (r_Dd) va ko‘ndalang (r_Qd) o‘qlari bo‘yicha aniqlanadi. Ayon qutbli sinxron mashinaning barqaror rejimdagi induktiv qarshiliklariga mashinaning bo‘ylama (x_d) va ko‘ndalang (x_q) o‘qlari bo‘yicha induktiv qarshiliklari, hamda yakor chulg‘ami fazasining tarqoq induktiv qarshiligi x_1 kiradi. Dempfer va qo‘zg‘atish chulg‘amlarining tarqoq induktiv qarshiliklari sinxron mashinaning o‘tish rejimlarida hisobga olinadi. Ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashinada yakorning o‘zaro induksiya qarshiligi x₁ (bu xa ko‘rinishida ham belgilanadi) qo‘yidagi formula bilan aniqlanadi:
x₁ = 2fL₁, (20.1)
bunda L₁ – yakor chulg‘amining induktivligi.
Ayon bo’lmagan qutbli mashinalarda butun yakor aylanasi bo‘yicha havo oralig‘i bir xil bo‘lgani uchun mashinaning bo‘ylama va ko‘ndalang o‘qlari bo‘yicha induktiv qarshiliklari bir xil bo‘ladi, ya’ni x₁ = x_d = x_q. Yakorning o‘zaro induksiya maydoni yakor chulg‘amida hosil qilgan EYuK quyidagiga teng:
E_a = –jx₁ I₁. (20.2)
Mashinaning tarqoq induktiv qarshiligi tarqoq maydonning magnit qarshiliklari orqali aniqlanadi. Tarqoq okim chulg‘amning paz qismida va pazdan tashqari qismida qurshaladi. Tarqoq oqimga yuqori garmonikalar tomonidan hosil qilinadigan differensial tarqoq oqim ham ta’sir qiladi (buoqimga magnit zanjirining to‘yinishi darajasi ta’sir qiladi). Yirik mashinalarda differensial tarqoq oqim, odatda, pazaviy tarqoq oqimdan kichik bo‘ladi. Mashina havo oralig‘idagi maydon o‘zgarishining shakli sinusoidadan qancha farq qilsa, differensial tarqoq oqim shuncha ko‘p bo‘ladi. Tarqoq oqim hosil qilgan tarqoq EYuK tok I₁ bilan quyidagicha bog‘langan, ya’ni
E_1 = –jx_1 I₁. (20.3)
Ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashinaning to‘la, ya’ni sinxron induktiv qarshiligi quyidagiga teng bo‘ladi:
x_s = x₁ + x_1. (20.4)
Ayon qutbli sinxron mashinalarda bo‘ylama o‘qi bo‘yicha havo oralig‘i _min va ko‘ndalang o‘qi bo‘yicha havo oralig‘i _max bo‘lgani uchun, bu o‘qlar bo‘yicha magnit qarshiliklar har xil bo‘lib, mashinaning bo‘ylama (x_d) va ko‘ndalang (x_q) o‘qlari bo‘yicha induktiv qarshiliklari x_d > x_q bo‘ladi.
Mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha induktiv qarshiligi quyidagiga teng:
x_d = x_ad + x_1, (20.5)
bunda x_ad = 2fL_ad – mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha yakor reaksiyasining induktiv qarshiligi.
Mashinaning ko‘ndalang o‘qi bo‘yicha induktiv qarshiligi quyidagiga teng:
x_q = x_aq + x_1, (20.6)
bunda x_aq = 2fL_aq– mashinaning ko‘ndalang o‘qi bo‘yicha yakor reaksiyasining induktiv qarshiligi.
Yakor toki I₁ ning bo‘ylama (I_1d) va ko‘ndalang (I_q) o‘qlari bo‘yicha tashkil etuvchilari yakor chulg‘amida hosil qilgan o‘zinduksiya EYuK lari quyidagiga teng bo‘ladilar:
a) E_ad = – jx_adI_d; b) E_aq = – jx_aqI_q (20.7)
O‘zaro induksiya induktiv qarshiliklari magnit zanjirining to‘yinishiga ko‘p jihatdan bog‘liq bo‘ladi, tarqoq induktiv qarshiliklari esa magnit to‘yinishga bog‘liqligi nisbatan kam bo‘ladi. Lekin qisqa tutashuvlarda tok nominalga nisbatan 1015 marotaba oshishi tufayli tarqoq oqim o‘tadigan yo‘llar to‘yinadi, va tarqoq induktiv qarshilik o‘zgaradi.
Elektr mashinalari nazariyasida mashinaning parametrlarini aniqlashga katta e’tibor beriladi. Sinxron mashinalarning parametrlari mashinaning ekspluatatsion ko‘rsatkichlarini aniqlash uchun muhim ahamiyatga ega bo‘ladi. Sinxron mashinaning induktiv qarshiliklarini tajribada aniqlash. Mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha induktiv qarshiligi x_d ni salt ishlash va qisqa tutashuv xarakteristikalaridan foydalanib aniqlash mumkin.
O‘rta va katta quvvatli ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashinada stator chulg‘ami aktiv qarshiligi r₁ ning qiymati ancha kichik (r₁= 0,010,001; x₁= 1,02,5) bo‘lganligidan r₁  0 deb qabul qilinsa va qisqa tutashuv rejimida (U₁ = 0) yakor zanjiri qarshiligi sof induktiv bo‘ladi va qisqa tutashuv toki I_qt = I_d vujudga keltirgan yakor reaksiyasi oqimi mashinani magnitsizlaydi. Natijada mashinaning magnit zanjiri to‘yinmagan bo‘ladi.
Qisqa tutashuv rejimda ayon va ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashinalar uchun tegishlicha EYuK lar muvozanat tenglamasidan
E₀ = jI_qtx_ad + jI_qtx_1 = jI_qtx_d ; (20.8)
E₀ = jI_qtx_a + jI_qtx_1 = jI_qtx_s . (20.9)
ularning induktiv qarshiligini aniqlash mumkin.
(20.1) dan ayon qutbli SG ning magnit to‘yinishi hisobga olinmagan hol uchun uning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha induktiv qarshiligi quyidagiga teng bo‘ladi:
x_d = E₀ /I_qt, (20.10)
bundagi EYuK E₀ va tok I_qt to‘g‘ri chiziqli salt ishlash (20.1-rasm, 2) va qisqa tutashuv (20.1-rasm, 4) xarakteristikalaridan bir xil qiymatli qo‘zg‘atish tokiga (masalan, I_qo’z = da E₀ = ; I_qt = I_1N = ) to‘g‘ri kelishi kerak.
Sinxron mashinaning magnit zanjiri to‘yinishi hisobga olinganda x_d induktiv qarshilik kamayadi. Shuning uchun EYuK E₀ ning qiymatini real salt ishlash xarakteristikasidan (20.1-rasm, 2) olish kerak bo‘ladi. Agar sinxron mashinaning bo‘ylama (k_d) va ko‘ndalang (k_q) o‘qlari bo‘yicha stator (yakor) maydoni shaklining koeffitsientlari ma’lum bo‘lsa, hisoblangan x_d dan foydalanib mashinaning ko‘ndalang o‘qi bo‘yicha sinxron induktiv qarshiligi x_q quyidagicha aniqlanadi:
x_q = (k_q/k_d )x_d. (20.11)
Ayon qutbli SG larning x_d va x_q induktiv qarshiliklarini sirpanish tajribasidan ham aniqlash mumkin. Bu tajribada stator chulg‘amidagi tok I₁ = 0,25I_1N ga teng bo‘ladigan qilib pasaytirilgan kuchlanish beriladi va SG ning qo‘zg‘atish chulg‘amiga tok berilmagan holda (bu chulg‘amga voltmetr ulanadi) uning rotorini birlamchi motor bilan sinxron aylanish chastotadan kamroq bo‘lgan aylanish chastota bilan magnit maydon aylanishi tomonga aylantiriladi. Bunda statorning fazaviy chulg‘amlari hosil qilgan magnitlovchi kuchning o‘qi goh rotorning bo‘ylama o‘qi bilan, goho ko‘ndalang o‘qi bilan mos tushadi. Bo‘ylama o‘qi bilan mos tushganda yakor reaksiyasining magnit oqimi kichik magnit qarshilikka uchraydi, demak, MYuK va uni vu-judga keltiradigan stator toki minimal qiymatga ega bo‘ladi (bu holda statordagi voltmetr maksimal kuchlanishni ko‘rsatadi). Stator chulg‘ami magnitlovchi kuchining o‘qi rotorning ko‘ndalang o‘qiga mos tushganda yakor reaksiyasining magnit oqimi katta magnit qarshilikka uchrab, MYuK va uni vujudga keltiradigan stator toki maksimal qiymatga ega bo‘ladi (kuchlanish esa minimal bo‘ladi).
Shunday qilib, kam miqdordagi sirpanish tajribasida stator chulg‘amidagi tok I_min qiymatdan I_max gacha o‘zgaradi. Bunda induksion regulyatordagi kuchlanish tushishining o‘zgarishi tufayli statorga berilgan kuchlanish U_max dan U_min gacha o‘zgaradi.
Stator chulg‘amidagi kam miqdordagi aktiv qarshilik e’tiborga olinmasa (r₁0) mashinaning bo‘ylama va ko‘ndalang o‘qlari bo‘yicha sinxron induktiv qarshiliklari stator fazaviy chulg‘amlari yulduz ulangan hol uchun quyidagicha aniqlanadi:
x_d = U_max/ ( I_min) , x_q = U_min/ ( I_max). (20.12)
Bu tajribadan aniqlangan x_d va x_q larning qiymatlari mashina magnit zanjirining to‘yinmagan holatiga to‘g‘ri keladi (bunda x_q  0,6 x_d). Ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashinalarda yakor aylanasi bo‘ylab havo oraliq bir xil bo‘lgani tufayli x_d = x_q = x_s bo‘ladi. (20.8) dan ayon bo’lmagan qutbli SG ning magnit to‘yinishi hisobga olinmagan hol uchun uning ko‘ndalang o‘qi bo‘yicha induktiv qarshiligi quyidagiga teng bo‘ladi:
x_s = E₀ / I_qt . (20.13)
Induktiv qarshiliklar nisbiy birliklarda quyidagicha ifodalanadi:
x_d* = (I_1N/U_1N)  x_d ; x_q* = (I_1N /U_1N)x_q , (20.14)
bunda I_1N va U_1N – fazaviy tok va kuchlanishlarning nominal qiymatlari.
O‘rta va katta quvvatli zamonaviy turbogenerator va gidrogeneratorlarning simmetrik yuklamada barqaror rejimi uchun parametrlarining qiymatlari 20.2-jadvalda keltirilgan.
20.2-jadval. Turbogenerator va gidrogeneratorlarning parametrlari

Nomi	r*a	x*d	x*q	x*ad	x*aq	x*1
Ayon bo’lmagan qutbli SM lar (Turbogeneratorlar)	0,002–0,008	1,6–2,2	1,6–2,2	1,5–2,1	1,5–2,1	0,08–0,25
Ayon qutbli SM lar (Gidrogeneratorlar)	0,002–0,02	0,6–1,8	0,4–1,2	0,5–1,5	0,3–0,9	0,1–0,3