Elektromexanika asoslari 1-Mavzu: Elektromexanik sistemalarning energiyasi, kuchlari va elektr yurituvchi kuchlari. Elektromexanik tizim

Fan nomi: Elektromexanika asoslari
1-Mavzu: Elektromexanik sistemalarning energiyasi, kuchlari va elektr yurituvchi kuchlari.

Elektromexanik tizim - elektr energiyani mexanik energiyaga energiyaga aylantirish, uni boshqarish va komutatsiyalash vazifalarini bajaruvchi uskunalar majmui hisoblanadi. Elektromexanik tizimlar sanoat va xalq xo’jaliging barcha tarmoqlarida keng miqyosda foydalaniladi. Elektromexanik tizimlarni o’rganishda ularni dastlab nazariy tomonlama o’rganiladi. Keyinchalik ularning mexanik va elektr qismlari haqida tushuncha olinib nazariy bilimlar yanada mustahkamlanadi. Elektromexanik sistemalarning eng asosiy parametrlari sifatida uning energiyasi, tasir etuvchi kuchlari va elektr yurituvchi kuchlarini keltirishimiz mumkin.
Energiyani elektromexanik o’zgartirgichning harakatlanuvchi qismlarining siljishi natijasida elektr zanjiri, mexanik sistema va elektromagnit maydon orasida eneigiya almashinuvi sodir bo'ladi. Bizni foydali energiya o ‘zgarishi qiziqtirganligi sababli, issiqlik isroflariga to'xtalmaymiz. Aktiv qarshilikni esa tashqi zanjir qarshiligining bir qismi deb hisoblaymiz.
Bundan tashqari real sharoitda elektr maydon eneigiyasining o‘zgarishi, elektr va magnit maydonlarining o‘zgarishi natijasida eneigiyaning nurlanishi sodir bo‘ladi, buning oqibatida magnit maydonida eneigiya isrofi ham bo'ladi.
50 Gts chastotada eneigiyaning nurlanishini hisobga olmasa ham bo‘ladi. Elektromagnit qurilmalardagi elektr maydonining eneigiyasi juda kam (elektr zanjirlarining elementlari orasida sig‘imining kichikligi tufayli masalan, g‘altak o'ramlari orasidagi) bo'lganligi sababli, uni ham hisobga olmasa boladi. Juda ko'pgina elektromagnit qurilmalardagi magnit zanjirlarida gisterezis va uyurma toklar hosil qilgan isroflar uncha katta bo‘lmaganligi sababli ulami ham tahlil qilish jarayonida hisobga olmasa bo’ladi.Yuqoridagilarni hisobga olgan holda elektromexanik sistemasining energiya balans tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:

bu yerda: W_m — magnit maydon eneigiyasi;
W_mex— mexanik eneigiya.
Yuqoridagi formuladan shu narsa ko‘rinadiki, agarda elektr eneigiyasi magnit maydon eneigiyasidan katta bo‘lsa, u holda elektr energiyasining bir qismi mexanik eneigiyaga aylanadi.
Quyidagi elektromexanik sistemada hosil boMadigan kuch (moment)ning tenglamasini topishni ko‘rib o‘tamiz.
Bitta qo‘zg‘atish chulg‘ami bo‘lgan sistemani ko‘rib chiqamiz. Chulg‘amning qarshiligini hisobga olmagan holda, elektr tenglikning shartini quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin:

Energetik balansni esa quyidagi tenglama ifodalaydi:


Quvvatni topsak:

Elektromexanik sistemaning elektr yurituvchi kuchi. Elektromexanik sistemaning elektr zanjiri mexanik qisimiga qanday ta'sir qilishini ko‘rsatadi, ya’ni bog‘lanishning bir turi bo‘lgan elektr va mexanik bog'lanishni ham tasvirlaydi. Demak, elektromexanik sistema mexanik qismining elektr zanjiriga ta'siri yoki bog‘liqligi Faradey qonuniga asoslangan. Elektromexanik sistemaning EYuK ning fizik mohiyatini ko‘rsatish uchun, masalan ikki konturli sistemaning birinchi kqnturi uchun Faradey qonunini umumiy ko'rinishda yozamiz:

bu yerda: birinchi tashkil etuvchi — chulg'amning toki (oqim ilashimligi) o‘zgarishi natijasida hosil bo‘lgan EYuK; ikkinchi tashkil etuvchi qo‘shni chulg'am toki (oqim ilashimhgi) o‘zgarishi natijasida hosil bo‘lgan o‘zaro induktsiya EYuK; uchinchi tashkil etuvchi — sistema qismlarining o‘zaro siljishi natijasida hosil bo‘lgan EYuK.
Odatda yuqoridagi tenglamaning birinchi va ikkinchi tashkil etuvchilari biigalikda ko'riladi va transformatorli EYuK deb ataladi, chunki bunday EYuK mexanik qo‘zg‘atuvchi qismi bo'lmagan masalan, transformatorlarda ham boladi.
Yuqoridagi tenglamadagi uchinchi tashkil etuvchi faqat elektromexanik sistema uchun xarakterlidir. U EYuK mexanik siljish oqibatida hosil boiib, harakat tezligiga bogiiq bo'lganligi sababli harakat EYuK deb ataladi.Shunday qilib, har qanday elektromexanik sistema strukturaviy tuzilishi bo'yicha quyidagi ko'rinishda boladi.


1-rasm. Elektromexanik sistemaning sturukturaviy tuzilishi.
1-elektromagnit qurilma (elektr sistemasi (zanjir)); 2-mexanik sistema.
Elektr zanjiri Kirxgof tenglamalari yordamida ifodalanadi va bunda siljish EYuK ham hisobga olinadi. Mexanik sistema esa dinamik balans tenglamalari (Dalamber printsipi) yordamida ifodalanadi. Demak, elektromagnit kuch va harakat EYuK ikki xil bog‘lanishni, ya'ni sistemaning elektr va mexanik qismlari orasidagi bogianishni ifodalar ekan. Bu bogianishning bo‘lishi Elektromexanik o’zgartirgichning ham generator, ham motor rejimlarida (elektromexanik o’zgartirgichning qaytarlik printsipini) ishlashini ta’minlaydi.