10-Мавзу: Elektr mashinalarni ishlab chiqarish jarayonlari to’g’risida ma’lumot. Elektromexanik energiya o‘zgartirish

K.1-rasm. Elektromagnit induksiyasi qonunini generator (a) va motor (b) rejimlarida

K.2-rasm. “O‘ng qo‘l” (a) va “chap qo‘l” (b) qoidalarini tushuntirish
O‘tkazgichning tekis xarakatida bu kuchlar muvo­zanat­lashadi, ya’ni . Tenglikning o‘ng va chap tomon­lari­ni o‘tkazgich tezligiga ko‘paytirib, quyidagi ifodani hosil qilamiz

Ushbu ifodaga ning (K.2) qiymatini qo‘ysak quyidagi ifoda hosil bo‘ladi
. (V.Z)
Tenglikning chap qismi o‘tkazgichni magnit maydonidan olib o‘tish uchun sarflanayotgan mexanik quvvatni aniqlaydi; o‘ng qismi esa berk konturda I toki hosil qilayotgan elektr quvvatni anglatadi. Bu ikki quvvatlar orasidagi tenglik belgisi generatorda o‘tkazgichga qo‘yilgan tashqi kuch xosil qilgan mexanik quvvatning elektr energiyaga aylanishini ko‘rsatadi. Agar o‘tkaz­gichga tashqi kuch F qo‘yilmasa, elektr energiyasi manbaidan unga U kuchlanish shunday qo‘yilsaki, unda o‘tkazgichdagi I tok K.1-rasm, b da ko‘rsatilganidek yo‘nalishda bo‘lsa, u holda o‘ikazgichga faqat elektromagnit kuch ta’sir etadi. Bu kuch ta’sirida o‘tkazgich magnit maydonida xarakatga keladi. Bunda o‘tkazgichda yo‘nalishi U kuchlanishga teskari yo‘nalishda bo‘lgan EYUK induk­tiv­lanadi. Shunday qilib, o‘tkazgichga qo‘yilgan U kuchlanish- ning bir qismi shu o‘tkaz­gichda induktivlangan EYUK E bilan muvo­zanatlanadi, qolgan qismi esa o‘tkazgichda kuchlanishlar pasayuvini hosil qiladi
(K.4)
bunda - o‘tkazgichning elektr qarshiligi.
Tenglikning chap va o‘ng qismlarini tok ga ko‘paytiramiz

E ning o‘rniga (K.1)dan EYUKning qiymatini qo‘yib, quyida­gini hosil qilamiz
,
yoki, (K.2) ga ko‘ra,
. (V.5)
Bu tenglikdan shu kelib chiqadiki, o‘tkazgichga kelayotgan elektr quvvat (UI)ning bir qismi mexanik energiya( )ga aylanadi, va qolgan qismi o‘tkazgich qizishiga sabab bo‘luvchi elektr quvvat isroflari ( )ga sarflanadi. Demak, magnit maydoniga joylash­tirilgan tokli o‘tkazgichni elementar elektr motori deb qarash mumkin ekan.
Ko‘rilgan hodisalar quyidagi xulosalarni chiqarishga imkon beradi:
a) ixtiyoriy elektr mashinasi uchun bir biriga nisbatan o‘zaro xarakatda bo‘lishi mumkin bo‘lgan tok o‘tkazish muxiti (o‘tkaz­gichlar) va magnit maydoni mavjuddir;
b) elektr mashinasi generator rejimida ishlaganda xam, elektr motori rejimida ishlaganda xam, magnit maydoni kesib o‘tayotgan tokli o‘tkazgichda, bir vaqtning o‘zida EYUK induk­tiv­lanishi va o‘tkazgichga ta’sir etuvchi kuch xosil bo‘lishi kuzatiladi;
d) elektr mashinasida mexanik va elektr energiyalarining o‘zaro o‘zgartirilishi ixtiyoriy yo‘nalishda kechishi mumkin, ya’ni bir elektr mashina elektr motor rejimida xam, gene­rator rejimida xam ishlashi mumkin; elektr mashina­larining bunday xususiyati qaytuv­chanlik (obratimost) deb ataladi. Elektr mashinalarining qaytuv­chanlik prinsipi birinchi bo‘lib E.X.Lens tomonidan aniqlandi.
O‘rganilgan «soddalashtirilgan» elektr generatori va motori faqat elektr tokining asosiy qonun va hodisalaridan ularda foyda­lanish prinsiplarini ko‘rsatadi. Ularning konstruktiv bajarilish masalalariga kelganimizda, shuni ta’kidlash zarurki, ko‘pgina elektr mashinalarida xarakat­lanuvchi qismlar aylanma xarakat prinsipiga asoslangan­ligini ko‘ramiz.
Elektr mashinalari konstruksiyalarining ko‘plab turlari mavjudligiga qaramay, ularni biror umumlashtirilgan kons­truk­siya bilan almashtirish mumkin. Bunday konstruksiya (K.3-rasm) ikki qismdan iborat bo‘lib, biri qo‘zg‘almas qism 1 – stator, ikkinchisi, aylanuvchi qism 2– rotor deyiladi.
Rotor stator magnit o‘zagining ichki silindrik bo‘shlig‘ida joylashtirilib, ular orasida havo oralig‘i mavjud bo‘ladi. Ushbu ikki elementlardan biri mashinada magnit maydon qo‘zg‘atish uchun qo‘zg‘atuvchi element (masalan, elektromagnit yoki o‘zgarmas magnit) bilan jihozlangan, ikkinchisida esa, shartli ravishda ishchi chulg‘am deb nomlangan, chulg‘am bilan joylashgan. Mashinaning qo‘zg‘almas qismi (stator) xam, aylan­uvchi qismi (rotor) xam, magnit qarshiligi juda kichik bo‘lgan magnit-yumshoq materialdan yasalgan magnit o‘zaklari mavjud.