b o‘ L i m elektr mashinalari V i bob. O‘zgaruvchan to k elektr m ash I n alariga t ye gi shliumumiy masalalar 31

/ / B O‘ L I M ELEKTR MASHINALARI V I bob. O‘ZGARUVCHAN TO K ELEKTR M ASH I N ALARIGA T Ye GI Sh L I U M U M I Y MASALALAR 31. O‘zgaruvcham tok elektr mashinalarining asosiy turlari O‘zgaruvchan tok elektr mashinalari sinusoidal o‘zgaruvchan tokda ishlashga mo‘ljallab tayyorlanadi. O‘zgaruvchan tok elektr mashina- larining (sinxron va asinxron mashinalarning) ishlash prin- sipi uchta chulg‘amdan uch fazali tok o‘tganda aylanma magnit may- donining hosil bo‘lishiga asoslanadi. Sh uning uchun ham ularning kazariyasida umumiylik ko‘p. Hozirgi vaqtda uch fazali o‘zgaruvchan tok mashinalari juda keng ishlatilmoqda. O‘zgaruvchan tok elektr mashinalari uch guruhga bo‘linadi: a) kollektorsiz asinxron ma- shinalar; b) kollektorli asinxron mashinalar; v) sinxron ma- shinalar. O‘zgaruvchan tok elektr mashinalari asosan ikki qismdan ibo- ratbo‘lali: ko‘zg‘almas qism—stator; aylanadigan qism — rotor.Sta- tor va rotor orasida havo oralig‘i bo‘ladi. Bu oraliq sinxron ma- shinalarda nisbatan kattaroq, asinxron mashinalarda kichkina (masalan, 0,2 3 mm) buladi Asinxron va sinxron mashinalarda statorning tuzilishi deyarli bir xil; lekin ularning rotorlari tuzilishi jihatidan har xil bo‘ladi. Amalda bir va uch fazali asin- xron va sinxron mashinalar juda keng ishlatiladi. Uch fazali ma- shinalar statorida uchta chulg‘am; bir fazali mashinaparda esa bitta chulg‘am bo‘ladi. Sinxron va asinxron mashinalarning statorida joylashgan uch fazali chulg‘amdan uch fazali tok o‘tganda statorda aylanuvchan (aylanma) magnit maydoni hosil bo‘ladi. Sinxron ma- shinalarda rotorning aylanish tezligi (aylanish chastotasi) ay- laima magnit maydonining aylanish chastotasiga teng, ya’ni rotor va aylanma magnit maydoni sinxron aylanadi. Bunday mashinalar sinxron mashinalar deyiladi. Sinxron mashinalarasosan o‘zgaruvchan tok generatorlari sifatida ishlatiladi va ular turli xil elektr stansiyalarida o‘rnatiladi. Lekin sinxron mashinalar sinxron dvigatellar sifatida ham keng qo‘llanadi. Asinxron mashinalarda rotoriningaylanish chastotasi aylanma magnit maydonining aylanish chastotasiga teng bo‘lmaydi, ya’ni 117 www.ziyouz.com kutubxonasi
ular sinxron aylanmaydi. Bunday mashinalar asinxron ma- shinalar deyiladi. Asinxron mashinalar asosan dvigatellar sifatida ishlatiladi. Xalqxo‘jaliginingturli sohalarida mil- lionlab asinxron dvigatellar turli mexaniemlarni harakatga kel- tirmokda. Umuman, sinxron va asinxron mashinalar generator sifatida ham, dvigatel sifatida ham ishlay oladi. Bundan tash- qari, sinxron mashinalar sinxron kompensatorlar sifatida; asinxron mashinalar esa elektromagnit tormoz va chastota o‘zgar- tiruvchi mashina sifatida ishlatiladi. O‘egaruvchan tokning kollektorli mashinalarida ham rotor ay- lanma magnit maydoni bilan bir xil tezlikda aylanmaydi va bu jihatdan ular asinxron mashinalar hisoblanadi. Lekin bunday mashinalarda kollektor bo‘lganligi sababli ular alohida grupla- ni tashkil qiladi. Kollektorli mashinalar ko‘proq dvigatel si- fatida ishlatiladi. Ularning ishlash prinsipi o‘zgarmas tok mashinalarining ish prinsipiga yaqin. O‘zgaruvchan tok kollek- torli mashinalari amapda kam ishlatiladi. Asinxron va sinxron mashinapar haqida keyinroq mufassal to‘xtapamiz, avval o‘zga- ruvchan tok mashinapariga oid umumiy masalapar haqida gapirib o‘tamiz. 32. O‘zgaruvchan tok elektr mashinalari chulg‘amlarining tuzilishi Elektr mashinalarning ferromagnit o‘zagi (magnit o‘tkazgi- chi) va chulg‘amlari uning asosiy aktiv qismlaridir. Qolganlari mashinaning pishiqligini, mustahkamligini, uning aylanishi- ni va sovitilishini ta’minlovchi konstruktiv qismlardir. Asinxron va sinxron mashinalarda statorning tuzilishi bir xil bo‘ladi. Bunday mashinalarning statori uning korpusi (sta- ninasi), asosi, korpusni ikki tomonidan berkitib turadigan podshipnik shchitlari hamda statorning korpusi ichida maxsus yupqa elektrotexnika po‘lat plastinkalaridan yig‘ilgan po‘lato‘zak- dan iborat. Po‘lat o‘zak pazlariga, fazoda bir-biriga nisbatan 120” siljigan, uchta chulg‘am o‘rnatilgan. Bir fazali mashinalar statorida bitta chulg‘am bo‘ladi. Asinxron va sinxron mashinalar- da stator chulg‘amini, odatda, yakor chulg‘ami deyiladi. Oldin aytib o‘tganimiedek, sinxron va asinxron mashinalar statoriga o‘rnatilgan uch fazali chulg‘amdan uch fazali tok o‘gganda stator ichida aylanma magnit maydoni (oqimi) hosil bo‘ladi. Bu oqim stator va rotor chulg‘amlari bilan kesishadi va ularda E Yu K 118 www.ziyouz.com kutubxonasi
1 59-rasm. Stator (a) aa rotor (6) po‘lat o‘zagi pazlarining ko‘rinishi: 1 — stanina—korpus va asos, 2 — stator o‘zagi, 3 — rotor po‘lat o‘zagi, 4 — val. hosil qilali. Bu umumiylik asin- xron va sinxron mashinalarda ko‘p fazali chulg‘amlar konstruksiyasi- ning bir xil bo‘lishiga sabab bula- di. O‘egaruvchan tok mashinalarining chulg‘amlari statorning ichki yuzasi- dagi paalarga, rotorning esa tash- qi yuzasidagi pazlarga joylashti- riladi. Asinxron mashinaning sta- tori va rotoridagi ferromagnit o‘eaklar 59-rasm, a va 6 da ko‘rsa- tilgan. Elektr mashinalarida magnit oqimi berkiladigan po‘lat o‘zak max- sus yupqa elektrotexnika po‘lat lis- tidan yig‘ib tayyorlanadi. Stator va rotorning po‘lat o‘zaklarining tar- kibida 1...Sh kremniy bo‘ladi. Po‘lat lisglarining qalinligi 0,3...0,5 mm. Po‘lat o‘zak yig‘ilgandan so‘ng sta- ninaga presslab o‘rnatiladi. Stator staninasi esa alyuminiy yoki cho‘yandan tayyorlanishi mumkin. Asinxron mashinalarda ham rotor- ning po‘lat o‘zagi maxsus po‘lat listlardan yig‘iladi va valga yoki rotor vtulkasiga presslab mahkamlanadi. Mikromashinalarda po‘lat o‘zaklar temir-nikel qotishmasi,.ya’ni permalloy plastinkalar- dan yig‘iladi. Elektr mashinalarida stator va rotor po‘lat o‘zagi pazlari- ning shakli mashina turiga va uning quvvatiga bog‘liq. Katta quv- vatli mashinalarda chulg‘amlar to‘rtburchak qirqimli simlardan tayyorlanali. Bunday mashinalarda ochiq pazlar (60-rasm, a va d) qo‘llani- ladi. Ular to‘g‘ri to‘rtburchak shaklida bo‘ladi. Katta quvnatli ma- shinalarda ba’zan yarim ochiq pazlar ham qo‘llaniladi (60- rasm, 6). O‘rtacha va katta quvvatli mashinalarda doim yarim yopiq pazlar (60-rasm, «, g,) qo‘llaniladi. Mikromashinalarda doira shakli- dagi yarim yopiq pazlar qo‘llaniladi. Stator va rotor po‘lat o‘zagi pazlariga chulg‘amlar o‘rnatiladi. Sinxron va asinxron mashinalarda stator (yakor) chulg‘amlari mis yoki alyuminiy simlardan o‘raladi. O‘rtacha va kichik quvvatli mashinalar chulg‘am simlarining ko‘ndalang qirqimi yuzasi doira 119 www.ziyouz.com kutubxonasi
shaklida bo‘ladi. Katta quvvatli mashinalarda esa to‘rtburchak qir- qimli mis simlar ishlatiladi. Chulg‘amlar sifatida ikki qavat ip bilan yoki maxsus lok bilan izolyaiiyalangan simlar ishlati- .radi. Izolyasiyasining pishiqligini oshirish uchun chulg‘am simla- ri 120S S temperaturali vakuumda quritiladi va yuqori bosimda maxsus izolyaiiyalovchi lok shimdiriladi. Stator chulg‘amlari bir necha bo‘lakdan (seksiyalardan) tuzilali. Bo‘laklar (yoki chulg‘am g‘al- taklari) bir o‘ramdan yoki bir necha o‘ramdan iborat bo‘lishi mum- kin. Chulg‘am bo‘laklari ma’lum tartibda ulanadi va pazlarga tar- tib bilan joylashtiriladi. O‘ramning pazlarda yotgan qismi yoki 60-rasm. Rotor (a, b, v, g) va stator (d, z) po‘lat o‘eaklariping pazlari: ochiq (a, d), yarim ochiq (b, ye), yopiq (v, g), yarim yopiq (z): 1 — pona, 2 — simlar, 3 — qatlam izolyaiiyasi, 4 — qavatlararo ieolya- siya, 5 — paz izolyasiyasi. 120 www.ziyouz.com kutubxonasi
tomoni uning aktiv tomoni deyiladi. O‘ramning ikkita ak- tiv tomonini birlashtiruvchi va pazning tashqarisida yotadigan qism iuningyo n yo k i tashqi to m o n i deyiladi. O‘ramning yon tomoni uning aktiv tomonlarini o‘zaro ketma-ket ulaydi. EYu K o‘ramning aktiv tomonida hosil bo‘ladi. Bir bo‘lakning aktiv to- moni orasida masofa, ya’ni bo‘lak eni chulg‘am qadami deyi- ladi va u bilan belgilanadi. Stator chulg‘amlaridan uch fazali tok o‘tganda statorda aylanma magnit maydoni hosil bo‘lishi bizga ma’lum. Bu maydon 2, 4, 6 va undan ortiq qutbli maydon bo‘lishi mumkin. Yakor aylanasi uzunligining qutblar soniga nisbati, ya’ni qutblar markazi orasidagi masofa qutblar oralig‘i (t) deyi- ladi va quyidagicha aniqlanadi: T=^yoKIT = ^, bu yerda: r — juft qutblar soni; g — stator yoki rotor pazlari- ning soni. Chulg‘am odimi qutblar oralig‘i (t) ga teng yoki unga yaqin qilib olinadi. Agar chulg‘am odimi qutblar oralig‘iga teng (u =t) bo‘lsa, bunday chulg‘am to‘la odimli chulg‘am deyi- l ad i (61 -rasm, a). Agar chulg‘am odimi qutblar oralig‘idan kichik (ug~1--------1 GT-+-+--P 1L/ I | V N 5 | 1 ----- 1 1-4-1- I ____I I ♦ ■ G | i i i i 1( v * -------1— # I 'O ya 1 1 U U U r I I 61-rasm. 62-rasm. bir necha (parallel ulangan) elementar simlardan tayyorlanishi mumkin. O‘zgaruvchan tok elektr mashinalarining yakor chulg‘amlari bir fazali yoki uch fazali bo‘ladi. Chulg‘am bo‘laklarining pazlarda joy- lashishiga qdrab, bir qdvatli va ikki qavatli chulg‘am buladi. Chulg‘am bo‘laklari chulg‘am g‘aptaklari deb ham yuritiladi. Bitta pazda chulg‘am bo‘laginingbiraktivtomoni yotsa, b i r qavatli chulg‘am;agar bitga pazda ikkita bo‘lakning bir tomoni (ya’ni ikkita sim) yotsa, i k k i qavatli chulg‘am deyilali. Bo‘lak o‘lchamlariga qarab chulg‘am to‘la odimli yo kiqisqargan odimli chulg‘am bo‘ladi. O‘zgaruvchan tok mashinalari (asinxron va sinxron) sta - torlarida asosan uch fazali, i kki qavatli, qis- qargan odimli chulg‘am keng qo‘llanadi. Uch fazali chulg‘am fazoda bir-biriga nisbatan 120 elektr gradusga siljigan uchta chulg‘amdan iborat bo‘ladi. Stator aylanasi 360 fazoviy gra- dusga teng, demak, bunda r = 1 bo‘ladi. Agar chulg‘am to‘rt qugbli (ya’ni, r =2) bo‘lsa, stator aylanasi 360’ x 2 =720“ bo‘ladi. 122 www.ziyouz.com kutubxonasi
O‘zgaruvchan tok mashinalarining stator chulg‘amini hisoblash- da quyidagilar berilishi lozim: a) qutblar soni 2r yoki juft qutblar soni — r\ b) fazalar soni t\ v) po‘lat o‘zak pazlarining soni I. Bitga qutbga va bir fazaga to‘g‘ri kelaligan pazlar soni chul- g‘amning muhim parametri hisoblanadi va < 7 bilan belgilanadi. U quyidagicha aniqlanadi: < 7 = I 2 rt' (2- 2) Uch fazali chulg‘am uchun t = 3, u holda: Ya - ^ r ■ Agar dvigatelda paelar soni g bulsa, qo‘shni pazlar orasidagi 360° geometrik burchak = — — bilan aniqpanadi. Agar dvigatelda juft qutblar soni r =1 bo‘lsa, qo‘shni pazlarda yotgan simlarda E Yu Kning vektorlari orasidagi burchak, ya’ni elektr burchagi ham a , = bilan aniqlanadi. Lekin ko‘p qutbli mashinalarda sim- lardagi E Yu K vektorlari orasidagi elektr burchagi: a , = a g r bilan aniqlanadi. Demak, yakor aylanasining har bir gradusiga vektor diagrammada relektr gradus to‘g‘ri kelar ekan. Unda qo‘shni pazlar orasidagi elektr burchak: a , . 360° g (2 -3 ) bilan aniqlanadi. Masalan: 4 qugbli asinxron dvigatelning statorida pazlar soni 48 ta. Unda qo‘shni pazlar orasidagi fazoviy (geometrik) burchak: a g = = 7,5° bo‘ladi. Qo‘shni pazlarda yotgan simlarda hosil bo‘ladigan E Yu K vektorlari orasidagi siljish burchagi, ya’ni elektr burchak: a, =a{ - r = 7,5 ■ 2 = 15 el. grad gateng bo‘ladi. Uch fazali chulg‘amning ayrim fazalari orasidagi siljish bur- chagi ham ko‘pincha graduslarda emas, pazlar soni bilan ifodala- nadi. Bu burchak X bilan belgilanadi. Chulg‘amning ayrim fazalari orasidagi siljish burchagi, ya’ni faza qadami (uf ) pazlar soniga quyidagicha bog‘langan: X = u# = Sh ! . (2 -4 ) 123 www.ziyouz.com kutubxonasi
Uch fazapi chulg‘amda bitta qutb enida 3 < ? paz joylashadi. Agar < 7=1 bo‘lsa, har bir qutb tagida har bir faeaning faqat bitta g‘altagi joylashadi. Bunday chulg‘am yig‘ilgan (to‘plangan) chul- g‘am deyiladi Odatda < ? > 1 bo‘ladi. Bunday chulg‘am esatarqalgan chulg‘am deyiladi. Stator chulg‘amlari qo‘lda yoki mashinada (maxsus moslama yorda- mida) o‘rapishi mumkin. Chulg‘amlar qanday usulda o‘ralgan bo‘lma- sin, ular yetarli darajada mexanik na elektrik jihatdan mustah- kam bo‘lishi, uni o‘rash uchun mumkin qadar kamroq material sarf- lanishi lozim, stator chulg‘amida quvvat isrofi oz bo‘lishi, mashina ishlaganda u yaxshi sovitiladigan bo‘lishi va boshqa texnologik talablarga javob beradigan qilib tayyorlanishi lozim. 33. O‘zgaruvchan tok elektr mashinalari chulg‘amlarining sxemalarn O‘zgaruvchan tok mashinalarida bir qavatli va ikki qavatli chulg‘amlar qo‘llaniladi Odatda, bir qavatli chulg‘amlar diametral qadamli (u=t) qilib tayerlanadi. Bunday chulg‘amlarni tayyorlash oson va arzon. Bir qavatli chulg‘amlar quvvati 600 Vt dan 10 kVt gacha bo‘lgan asinxron mashinalarda qo‘llaniladi. Hozirgi zamon o‘zgaruvchan tok mashinalarida asosan i k k i qavatli chul- g‘a ml ar qo‘llaniladi. Bundan chulg‘amda chulg‘am qadamini qisqar- tirish oson bajariladi. Chulg‘am qadami qisqarganda shu chulg‘am hosil qiladigan magnit maydonining tarqalish shakli sinusoi- daga ancha yaqin bo‘ladi va E Yu K egri chizig‘ida yuqori garmonika- larta’siri kamayadi. Bundantashqari, ikki qavatli chulg‘amda o‘ram- ning yon tomonlarini egib tekis joylash oson bajariladi Bu esa chulg‘amning tayyorlanishini osonlashtirali. a. U ch fazali bir qavatli chul g‘a m . Stator pazlariga chulg‘am g‘altaklari shunday o‘rnatilishi lozimki, o‘ramlarning yon tomonlari rotorning stator ichiga kiritilishiga xalaqit qil- masin. Chulg‘am o‘ramlariningyon tomonlarini tekis joylashtiri- lishiga qarab bir qavatli chulg‘am ikki xil bo‘ladi: a) konsentrik chulg‘am — bunda chulg‘am bo‘lagi guruhida ayrim bo‘lak o‘lchamlari, ya’ni eni va bo‘yi har xil bo‘ladi; b) teng bo‘lakli chulg‘am — bunda hamma bo‘laklar bir xil o‘lchamda va shaklda, shab- londa tayyorlanadi. Odatda, konsentrik chulg‘am bo‘lakpariningyon tomonlari ikki tekislikda yotadi. 63-rasm, a da bir qavatli konsentrik chulg‘am- ningyoyilmasi berilgan. Bu chulg‘amni hisoblash uchun quyidagilar beriladi: 124 www.ziyouz.com kutubxonasi
I = 24; t =3; r = 2. Bitta qutb va fazaga to‘g‘ri keladigan stator pazlariningsoni quyilagicha aniqlanadi: o = _2_ = 24. _ ^ 4 2rt 2 2 3 • Chulg‘am to‘la odimining qiymati: u = ^ = 6. ya’ni (1—7) buladi. Bo‘lak guruhini tashkil qiluvchi ayrim bo‘laklar odimi, chul- g‘amning o‘rtacha odimi tula qadamga teng bo‘lish shartidan topi- ladi. Bunda katgaroq bo‘laklar va kichikroq bo‘laklar bo‘ladi. Chul- g‘amda katta bo‘lak odimi u = 7, ya’ni (1—8); kichik bo‘lak odimi a 63-rasm. Bir qavatli konsentrik chulg‘amning yoyilgan sxemasi (d): bunda g =24, 2r =4, d - 2; chulg‘am yon tomonlarinipg joylashtirilishi 6): 1— stator o‘zagi, 2 — qisqa shayba, 3,4 — g‘altaklar. 125 www.ziyouz.com kutubxonasi
esa u2 =5, ya ’ n i (2—7) ga teng olinadi. Bu holda chulg‘amning o‘rtacha odimi: up - = - 2^ = 6 bo‘ladi. Bir qavatli chulg‘amda bo‘laklar soni doimo stator paelari so- nining yarmiga teng bo‘ladi. Bu chulg‘amda qo‘shni pazlar orasidagi elektrik burchak: 360°d 1 b O * -2 t a = — = 30 el. gradus. Faea qadami, ya’ni ayrim fazalarning bosh uchlari (yoki oxir- gi uchlari) orasidagi siljish burchagi: U f 120° _ 120° _ 4 a 30° Demak, birinchi faza chulg‘amining bosh uchi 2-pazda bo‘lsa, ikkinchi faea chulg‘amining bosh uchi 6-pazda (ya’ni, 120°), uchinchi faza chulg‘amining bosh uchi 10-pazda bo‘ladi. Ayrim faea chulg‘amiga tegishli bo‘lak guruhlarining bosh uchlari B bilan, oxirgi uchla- ri esa O harfi bilan belgilanadi. Bu harflarda bo‘laklar nomeri ham ko‘rsatiladi, ya’ni 2 > /( Or B2 , 0 2 va hokazo. 63-rasm, bda chul- g‘am yon tomonlarining joylashtirilishi ko‘rsatilgan. 64-rasm, a da shablonda tayyorlangan teng bo‘lakli uch fazali bir qavatli chulg‘amning yoyilgan sxemasi keltirilgan. Chulg‘amni hisoblash uchun quyidagilar berilgan: 2/7=4 (to‘rt qutbli); bitta qutb va bir fazaga to‘g‘ri keladigan pazlar soni 2; bunda bir fazaga tegishli simlar ikkita qutb tagida 4 ta pazda joylashadi. Bir faza chulg‘ami 8 ta pazni egallaydi, ya’ni 2rd = 4 ■ 2 = 8 ; ma- shinada pazlar soni: I = 2/zd/i = 8 ■ 3 = 24. Bunda chulg‘am g‘altak- lari shablonda bir xil, ya’ni teng bo‘lakli qilib tayyorlanadi. Gʻaltaklar trapeiyeidal shaklda tayyorlanadi. Turli pazlarda jo- lashgan o‘ramlarning aktiv tomonlari va chulg‘am g‘altaklari ular- da hosil bo‘ladigan E Yu K lar qo‘shiladigan qilib ulanadi. Masa- lan, 64-rasm, a da keltirilgan chulg‘amda A—X faza 4 g‘altakdan iborat. Gʻaltaklar 1—7, 2—8, 13—19va 14—20pazlarda joylashgan simlardan iborat. Mos holda V — o‘faea ham 4 ta g‘altakdan iborat. Gʻaltak simlari 5—11, 6—12, 17—23va 18—24 pazlarda joylasha- di. S—2 faza ham shunday: 9—15, 10—16, 21—Z’a 22—4 pazlarda joylashadi. Shablonli g‘altaklarning yon tomonlari 64-rasm, 6 da ko‘rsatilgandek egib tekislanadi. 64-rasm, v da turli fazalarga tegishli simlarning paelarda o‘rnatilishi ko‘rsatilgan. Bu rasm- 126 www.ziyouz.com kutubxonasi
64-rasm. Teng bo‘lakli, ya’nn shab- lonli tayyorlangan bir qanatli chulg‘amning yoyilgan sxemasi (a): bu yerda 2r = 4, ya = 2, g = 24, b— chulg‘am yon tomonlarinipg joy- lashtirnlishi: I — stator o‘zagi. 2 — qisqich shayba, 3 — g‘altaklar, v — uch fazaln mashina statorida bir qavatli chulg‘am g‘altaklarn- ning joylashishi da simlarda hosil bo‘ladigan EYu K larning yo‘nalishi chulg‘am- ning A —X fazada tok 1L maksimal qiymatga erishgan momenti uchun ko‘rsatilgan, b. Ikki qavatli qisqargan odimli uch fazali ch ul g‘a m . Ikki qavatli chulg‘amda stator temir o‘zagining har bir pazida ikkita alohida bo‘lakning aktiv tomonlari ustma-ust yota- di. Bo‘laklarning birinchi aktiv tomoni bir pazning tagida yotsa, uning ikkinchi tomoni boshqa pazning ust tomonida yotadi. Ikki qavatli chulg‘am bo‘laklarining umumiy soni stator po‘lat o‘zagi pazlari soniga teng, ya’ni bir qavatli chulg‘amga qaraganda bo‘lak- lar soni ikki marta ortiq bo‘ladi. Bu esa chulg‘amni o‘rashni qi- yinlashtiradi, ko‘p mehnat talab qilinadi. Ikki qavatli chulg‘am- ning yoyilgan sxemasini chizishda pazning ust tomonida joylash- gan bo‘lak tomoni tutash chiziq bilan, tagidagisi esa punktir chiziq bilan tasvirlanadi. Ayrim fazaga tegishli bo‘lak guruhlari, ko‘pincha ketma-ket ulanadi. Bunda toklarning yo‘nalishi to‘g‘ri 127 www.ziyouz.com kutubxonasi
65-rasm. a — galtaklarning pazlarda joy- lashishi, 6 — ikki qaiatli, qisqartiril- gan odimli uch faealn chulg‘amning syilgan sxsmasi, v — bir fazali chulg‘amning syil- gan sxemasn. bo‘lishiga erishish maqsadida bo‘lak guruhining bosh uchi boshqa bo‘lak guruhining bosh uchi bilan, uning oxirgi uchi keyingi bo‘lak- ning oxirgi uchi bilan ulanadi (65-rasm, a). Bunda faza chulg‘ami- ning EYu K ayrim bo‘lak guruhlarining E Yu K lari yig‘indisiga teng bo‘ladi. Katta quvvatli mashinalarda bo‘lak guruhlari o‘zaro parallel ulanadi. I kki qavatli chulg‘am to‘la odimli yoki qisqar- gan odimli qilib tayyorlanishi mumkin. Hozirda ishlab chiqari- layotgan mashinalarda odimi u = (0,8 ..0,85)t bo‘lgan ikki qavatli chulg‘am qo‘llanilmoqda. Bunda 5 va 7-garmonikalar ta’siri ancha kamayadi. I kki qavatli qisqargan odimli chulg‘amga boshqa xil chul- g‘amlarga qaraganda kamroq material sarflanadi va uni bir xil qolipda tayyorlash mumkin bo‘ladi. 65-rasm, 6 da ikki qavatli, qisqargan odimli chulg‘amning yoyilgan sxemasi ko‘rsatilgan.Unda quyidagilar berilgan: 2r = 4, t =3; 7 . = 24 Agar odim 1/5 ga qis- qarsa, chulg‘am odimi: L ^ 4 2 1 .5 - 5 2/» 5 4 demak, (1—6) bo‘ladi. Bunda: s = 2 \a = 30°; uf = 2 pazga teng. Qisqargan odimli chulg‘amda ba’zi pazlarda turli fazaga te- gishli bo‘lak tomonlari bo‘lishi mumkin. Bu qavatlar orasidagi 128 www.ziyouz.com kutubxonasi
izolyasiya qatlamini yaxshilashni tapab qiladi. 65-rasm, a da uch fazali mashina statorida ikki qavatli va qisqargan odimli chul- g‘am g‘altaklarining joylashishi ko‘rsatilgan. A—Xfaza 1 —6, 2— 7 , 7—12, 8—13, 13—18, 14—19, 19—24, 20—1 pazlarda yotgan sim- lardan tuzilgan 8 ta g‘aptakka ega bo‘ladi. O‘ramning yon tomonlari tekis o‘rnatilishi lozim. n. B i r fazali chulg‘am. Bir fazapi chulg‘am uch fazali chul- g‘amning bir faza chulg‘amiga o‘xshash bo‘lib, chulg‘am bo‘laklari sta- tor po‘lato‘zagining 2/3 pazlariga joylashtiriladi. Bunda chulg‘am konstruksiyasi ancha tejamli bo‘ladi Chunki, qolgan 1 /3 pazlarni chulg‘am bilan to‘latilganda mis sim sarfi 1,5 marta ortadi, le- kin bunda chulg‘amning E Yu K faqat 1,15 marta ortadi, xolos 65- rasm, yda bir fazali konsentrik chulg‘amning yoyilmasi berilgan. Bir fazali chulg‘am ikki qavatli bo‘lishi ham mumkin. 34. Uzgaruvchan tok mashinalari chulg‘amlarining EYUK O‘zgaruvchan tok mashinalari chulg‘amlarida hosil bo‘ladigan E Yu K sinusoidal shakpda bo‘lishi kerak Ko‘pincha o‘zgaruvchan tok mashinalarida E Yu K ning shakli sinusoilaga yaqin bo‘ladi, ammo sinusoidal bo‘lmaydi. Bunga sabab, mashinaning magnit oqimi tarkibida uningasosiy garmonikasi bilan birga yuqori tartib- li garmonikalarning (masalan, 3, 5, 7) mavjudligidir Mashi- nalarda hosil bo‘ladigan magnitlovchi kuchlar va EYUKlarni si- nusoidal bo‘lishi uchun bir qator ksnstruktiv va boshqa choralar ko‘riladi. Quyida shu choralar bilan tanishib chiqamiz. Elektromagnit induksiyasi qonuniga binoan stator chulg‘ami- ningbitta simida hosil bo‘ladigan E Yu K quyidagicha aniqlanadi, yes = vkь. Agar sim aktiv qismining uzunligi (/) va magnit maydoni- ning aylanish tezligi (i) o‘zgarmas bo‘lsa, simda hosil bo‘ladigan E Yu K ning o‘zgarishi faqat havo oralig‘ida magnit induksiyasi- ning shakpiga bog‘liq bo‘ladi yes = -s, bunda: S = I -V = SOP51 . Hosil bo‘ladigan E Yu K ning shakli sinusoidaga yaqin bo‘lishi uchun havo oralig‘ida magnit induksiyasi sinusoidal tarqalishi 9—Elektr mashinapari 129 www.ziyouz.com kutubxonasi
66-rasm. 67-rasm. lozim. Magnit inlukiiyasini sinusoidaga yaqinlashtirish uchun, masalan, ayon qutbli sinxron mashinalar rotoriga o‘rnatilgan magnit qutblari boshmoqlariga ma’lum shakl beriladi, ya’ni qutb boshmog‘i chetlarida havo oralig‘i uning markaziga nisbatan 1,5...2 marta kapalashtiriladi (66-rasm). Bu rasmdan 2-egri chiziq 1- egri chiziqqa nisbatan sinusoidaga ancha yaqin. Ayonmas qutbli mashinalarning havo oralig‘ida magnit induksiyasi sinusoidal tarqalishi uchun qo‘zg‘atish chulg‘ami rotor aylanasining 2/3 qis- miga joylashtiriladi. Bu tadbirlar natijasida E Yu K ning shak- li sinusoidaga yaqinlashadi. Umuman, sinusoidal E Yu Ktarkibi- da uning birinchi garmonikasi bilan birga toq tartibli yuqori garmonikalar (masalan, 3, 5, 7 va hokazo) ham bo‘ladi (67-rasm). Chunki havo oralig‘ida magnit maydoni absiissa o‘qiga nisbatan simmetriktarqaladi. Sh uning uchun juft garmonikalar bo‘lmaydi. V a q t n i n g istalgan momentida E Yu K sh a k l i n i n g o r d i n a ta s i , s i n u s o i d a o rd i n a t a s i d a n 5% ga farq qilsa, u amalda sinusoidal hisoblanadi. Ma’lumki, uch fazali chulg‘amda hosil bo‘ladigan E Yu K lar- ning birinchi (asosiy) garmonikalari £ |A £ |V va £ 1 S faza bo‘yicha 120° ga siljigan bo‘ladi (68-rasm, a): ye \a = Ye typa1, Ye\V = Yet 51P(<0/ - 120°), £ |S = £t 5sh(sh/ + 120°). (2-5) po www.ziyouz.com kutubxonasi
3-garmonika E Yu K ning chastotasi Zsh ga teng: ^EA = 8'PZsh/, £ev = YO’ t 8 1 P 3(sh/ - 120°) = £ 3 ( P 8 1 P Zsh/, £ zs “ 5*p 3(sh/ + 120°) = £ 3 ( Ya 8 1 p Zsh/. ( 2- 6) Demak, statorning ayrim faza chulg‘amlarida 3-garmonika EYu K lari har vaqg o‘zaro teng va bir tomonga yo‘nalar ekan (68-rasm, b). Stator chulg‘ami yulduz usulida ulanganda ayrim fazalarda 3-gar- monika E Yu K chulg‘amning bosh uchidan oxiriga yoki aksincha yo‘na- ladi (69-rasm, a). Ular bir-biriga teng va bir tomonga yo‘nalgan- ligi uchun 3-garmonika E Yu K larining ayirmasi nolga teng bo‘la- di. Umuman, liniya kuchlanishlari tarkibida 3-garmonika bo‘lmaydi. Agar stator chulg‘ami uchburchak usulida ulangan bo‘lsa, 3-garmonika E Yu K lari bir tomonga yo‘naladi (69-rasm, b) va chulg‘amlarning yopiq konturida 3-garmonika toki (U 3 ) ni hosil qiladi. Umuman, 3-garmonika E Yu K lari haqidagi mulohazalar uchga bo‘linaligan yuqori garmonikalar (9, 15 va boshqalar) ning hammasiga ham ta- alluqlidir. Yakorning liniya EYu Ktarkibida va unga karrali gar- monikalarni yo‘qotish uchun ham sinxron mashinalarda yakor chul- g‘ami yulduz usulida ulanadi. Demak, chulg‘amlari qanday ulangan bo‘lmasin, liniya kuchlanishlari 3 va uchga bo‘linadigan yuqori gar- monikalarga ega bo‘lmaydi. Qolgan garmonikalar ichida 5 va 7- garmonikalar ta’siri amaliy ahamiyatga egadir. Ularning ta’si- rini stator chulg‘ami odimini qisqartirish yo‘li bilan ancha ka- maytirish mumkin. Agar havo oralig‘ida magnit induksiyasi nosinusoidal tar- qalgan bo‘lsa, uning tarkibida induksiyaning birinchi garmoni- kasi Ya, bilan birga uning 5-garmonikasi ham bo‘ladi (70-rasm, a). Agar stator chulg‘ami diametral odimli bo‘lsa (u = t), chulg‘am bo‘lak- larining ikkala tomonida E Yu K ning 1-garmonikasi ham, 5- 68-rasm. 69-rasm. 13 1 www.ziyouz.com kutubxonasi
garmonikasi ham o‘zaro qo‘shiladi (70-rasm, b). Bunda E Yu K tarkibida 1-garmonika bilan bir- ga 5-garmonika ham bo‘la- di va u yana nosinusoi- dal bo‘ladi. Agar bo‘lak odimini 1/5 ga qisqar- tirilsa (bu holda u = 4/ 5 t bo‘ladi) yoki katta- lashtirilsa, bo‘lakning aktiv tomonlaridagi E Yu K ning 5-garmonika qismlari qarama-qarshi yo‘naladi va uning ta’- siri yo‘qoladi (70-rasm, v). Natijada E Yu K ning asosiy garmonikasigina qoladi va EYu K ning shakli sinusoida- ga yaqinlashadi. Xuddi shunga o‘xshash, agar bo‘lak odimi 1/7 ga qis- qartirilsa (unda u =6/1x bo‘ladi), E Yu K ning 7-garmonikasi yo‘qoladi. Odatda, bo‘lak odimi (0,8...0,8b)t ga teng qilib olinadi. Bunda E Yu K ning 5-garmonikasi qismlari ham, 7-garmonika qism- lari ham susayadi Agar chulg‘am odimi qisqarsa, E Yu K ning yuqori garmonika qismlari bilan birga asosiy garmonika qismi ham kamayadi Bo‘lak olimi qisqarganda bo‘lak tomonlarida hosil bo‘lgan E Yu K lar faza bo‘yicha ma’lum burchakka suriladi. Bu holda E Yu K ning bi- rinchi garmonikasi bo‘lakning ikki tomonida hosil bo‘lgan EYu K larning geometrik yig‘indisiga teng bo‘ladi. Lekin 5-garmonika E Yu K lari bo‘lakning ikki tomonida bir-biriga qarama-qarshi yo‘naladi va ularning ta’siri yo‘qoladi (70-rasm, v). Shunday qilib, odimi qisqarmagan bo‘lakda hosil bo‘lgan EYu K (vV d ) odimi qisqargan bo‘lakda hosil bo‘lgan E Yu K (ye,.k) dan katga bo‘ladi. Mana shu E Yu K larning nisbati odim q i s qa r ti r i sh koeffisiyenti deyiladi, ya’ni: Ch = 5» ( 2 - 7 ) Bu koeffisiyent birinchi garmonika uchun: 132 www.ziyouz.com kutubxonasi
k. = 8 1 p ^90°. q t Umuman, istalgan garmonika uchun: « ,a= z t 0 ^ 90°, (2 -8 ) bu yerda: r — garmonika tartibi. 35. Stator faza chulg‘amiiing EYUK Oldin aytib o‘tilganidek, sinxron va asinxron mashinalar stator chulg‘amlarining tuzilishi va ularni hisoblash yo‘li bir xil. Statorda bitta faza chulg‘amining E Yu K (£,) shu chulg‘amning bitta parallel shoxobchasini tashkil qiluvchi bo‘laklarning EYu K lari yig‘indisiga teng Odatda, chulg‘am bo‘lak (g‘altak) guruhlari- dan, bo‘lak guruhdari esa bir qutb tagida joylashgan ch bo‘lakdan tashkil topadi. Agar s butun son bo‘lsa, bo‘lak guruhlarida bo‘lak- lar soni bir xil bo‘ladi; kasrli bo‘lsa — har xil bo‘ladi. Ayrim mashinalarda E Yu K shaklini yaxshilash maqsadida d kasrli qilib olinadi. Agarbo‘lak guruxdarining hamma bo‘laklari ikki tomon- da ikkita pazda o‘rnatilsa (71-rasm, a), ularning E Yu K lari bir xil yo‘naladi, ya’ni fazalari bir xil bo‘ladi. Bu holda har bir bo‘lakda hosil bo‘lgan E Yu K lar bir-biriga qo‘shiladi. Bo‘lak guru- hining E Yu K (Ye,) shu guruhni tashkil qilgan bo‘laklarda hosil bo‘lgan E Yu K larning arifmetik yig‘indisiga teng: Ye, = £6 Ch - (2-9) g g z ь 5 6 \t v z l g o t g v sh g G --------- U ----------- ^ - 1- — u ■ — . 1 g‘\ 3 4 5 6 7 v rasm. 133 www.ziyouz.com kutubxonasi
Odatda, faza chulg‘amining bo‘lak guru\lari bir qutb ostida bo‘ladi. Bo‘lak guruqlari ketma-ket ulangan bo‘lsa, bir faza chul- g‘amining E Yu K quyidagicha aniqlanadi: £, = £ 2 2 r, bundan £| * £ < » • 2R9- Haqiqatda mashina chulg‘amining d bo‘lagi bir pazda joylash- tirilmaydi, balki bo‘laklar har bir qutb ostida d pazda joylash- tiriladi. Bu holda qo‘shni bo‘laklarda hosil bo‘lgan E Yu K lar bir- biriga nisbatan fazoda qo‘shni pazlar orasidagi burchakka, ya’ni d, burchakka suriladi. Masalan, bo‘lak guruhi 4-pazda joylashgan ikkita bo‘lakdan iborat bo‘lsin (71-rasm, 6). Bu holda bo‘lak guru- hining E Yu K (£g) bo‘lak E Yu K lari £V ) va £n ning geometrik yig‘indisiga teng. Umuman, bo‘lak guruhi d bo‘laqdan iborat bo‘lgan- da, bo‘lak guruhining E Yu K ayrim bo‘laklarda hosil bo‘lgan E Yu K larning geometrik yig‘indisi bilan aniqlanadi: I 71-rasm, bdagi vektorlar diagrammasiga asosan bir pazda yi- g‘ilgan bo‘laklar guruhining E Yu K (£6 .< ? ) tarqalgan bo‘laklar gu- ruhining E Yu K (£ ) dan katta bo‘ladi. Ularning nisbati: k, = -4 » — < 1 ( 2 - Yu ) chulg‘am tarqalish koeffisiyenti deyiladi. Bu holda tarqalgan bo‘laklar guruhining E Yu K £ g = £6 ■ dkt bilan aniqla- nadi. Birinchi garmonika uchun chulg‘am tarqalish koeffisiyenti: < 2-" > bu yerda: t—fazalar soni. Agar d = 1 bo‘lsa, L^=1 bo‘ladi; d> 1 bo‘lsa, k < I bo‘ladi; agar ? = ■ * > bo‘lsa, tekis tarqalgan chulg‘am olinadi. Agar 0 garmonika uchun qo‘shni pazlar orasidagi siljish bur- chagi a dan Omarta kattaligi e’tiborga olinsa, turli yuqori gar- monika uchun chulg‘am tarqalish koeffisiyenti: 134 www.ziyouz.com kutubxonasi
(2-12) = ya* p '- & bilan aniqlanali. Turli garmonikalar uchun (uch faeali chulg‘am) chulg‘am tarqalish koeffisiyentining qiymatlari 2— 1-jadvalda keltirilgan. 2— 1 -j a d v a l ch Chulg‘am tarqalish koeffisiyenti (kt ) 1 -garmonika uchun 5 - g a r m o n i k a u ch u n 7-garmonika uchun 1 1,00 1,00 1,00 2 0.966 0,259 0,259 3 0,960 0,217 0,178 4 0,959 0,204 0,157 5 0,958 0,200 0,149 6 0,957 0,197 0,145 7 0,956 0,191 0,136 Jadvaldan d ortgani sari asosiy garmonika uchun chulg‘am tar- qalish koeffisiyentining bir oz kamayishi va yuqori garmoni- kalar uchun bu koeffisiyentning juda kamayib ketishi ko‘rinib turibdi. Mashina ishlaganda aylanma magnit maydoni stator chulg‘ami- ning har bir aktiv simiga nisbatan quyidagi tezlikda harakag- lanadi. V l0l, 60 60 = 2T/;, bu yerda: B — stator po‘lat o‘zagining ichki diametri; qutb oralig‘i: t - ly " 2 R • Bunda stator chulg‘ami simida hosil bo‘ladigan E Yu K (Yes ) ning maksimal qiymati: Ye „ = Vt = Vt 17xA. Agar stator bilan rotor orasida magnit induksiya sinusoidal tarqalgan bo‘lsa, magnit induksiyasining o‘rtacha qiymati: V » « * [35 www.ziyouz.com kutubxonasi
Magnit induksiyasining maksimal qiymati uning o‘rtacha qiy- mati bilan ifodalanadi: Yea = 7 G ^ 1' 2^ ' =lf^ * bunla: F = V’K — mashinaning magnit oqimi. Simda hosil bo‘la- digan E Yu K ning effektiv qiymati: O‘ramlar soni yuz bo‘lgan diametral odimli |u = t| chulg‘am bo‘la- gi uchun E Yu K ning effektiv qiymati: Yeь = 2Yes-*>sh (2-1 3 ) Agar bo‘lak qisqargan odimli bo‘lsa, (2— 13) ifodaga odim qis- qartirish koeffisiyenti A q| kiritilishi lozim. Bu koeffisiyent qisqargan odimli bo‘lakda birinchi garmonika E Yu K ining ka- mayishini ifolalaydi: Ye6k= A M / ^ F . Butun chulg‘amla hosil bo‘lgan EYu K ni aniqlash uchun bir bo‘lak- da hosil bo‘lgan E Yu K ni ketma-ket ulangan bo‘laklar soniga ko‘pay- tirish lozim. Bo‘lak guruhdari ketma-ket ulanganda faza chulg‘ami- da ketma-ket ulangan bo‘laklar soni 2rd bo‘ladi. Shunday ekan, faza chulg‘amining EYu K £, = Ye% k-2ryak^ yoki Ye\ = A M /u yu% 2rsF d^k^, (2—14) bu yerda: i)32rs = Yu \ - faza chulg‘amida ketma-ket ulangan o‘ramlar soni va kk] kg =k^ — birinchi garmonika uchun chulg‘am koef- fisiyenti desak, statorningfazachulg‘amidahosil bo‘lgan E Yu K ning effektiv qiymati: Ye\ = 4,44yu{k\/F (2-15) bilan aniqlanadi. Demak, stator chulg‘amida hosil bo‘ladigan E Yu K aylanma magnit maydonining aylanish tezligi va magnit oqimi- ga to‘g‘ri proporsional ekan. 136 www.ziyouz.com kutubxonasi
36. O‘zgarunchan tok mashinalari chulg‘amlarining magnit yurituvchi kuchi Uzgaruvchan tok mashinasining stator yoki rotoriga o‘rnatilgan bitta chulg‘amning magnit yurituvchi kuchi (M Yu K ) havo oralig‘ida pulslanunchi magnit maydonini hosil qiladi. Sinusoidal kuch- lanish bilan ta’minlanadigan har bir chulg‘am havo oralig‘ida sinusoidaga yaqin shaklda o‘zgaradigan M Yu K hosil qilishi lo- zim. Agar kuchlanish sinusoidal bo‘lmasa, ya’ni havo oralig‘ida M Yu K nosinusoidal tarqalgan bo‘lsa, shu M Yu K hosil qiladigan magnit oqimining tarkibida yuqori garmonikalar bo‘ladi, bu mashinaning energetika ko‘rsatkichlarini yomonlashtiradi. Amal- da chulg‘amlar sinusoidal kuchlanishga ulanadi. Bu sharoitda chul- g‘amning M Yu K sinusoidal bo‘lishi uchun, shu chulg‘am qanday tay- yorlanishi lozimligini ko‘rib chiqamiz. a)Y ig‘ilgan chu l g‘a m n i n g M Yu K Oldin oddiy yig‘il- gan chulg‘amli ikki qutbli mashinada hosil bo‘ladigan M Yu K ning qiymati va tarqalish xarakteri haqida to‘xtalamiz. Bunda A—X fazaga tegishli chulg‘amnmng hamma o‘ramlari diametral yuzada joy- lashgan ikkita pazga o‘rnatiladi (72-rasm, a). Agar tok faza chul- g‘amining bosh uchi A dan oxirgi uchi X ga yo‘nalsa, ikki qutbli magnit oqimi hosil bo‘ladi Bu magnit oqimi kuch chiziqlarining yo‘nalishi rasmda ko‘rsatilgan. Magnit oqimining har bir kuch chizig‘i faza chulg‘amining hamma yu o‘ramlari bilan qurshaladi. Bunda g‘altakning magnitlovchi kuchi Gʻ=pa. Tok maksimal bo‘lganda M Yu K ham maksimal qiymatga erishadi: Gʻ!t = 1t yu = L1yu. (2-16) Agar magnit eanjirida ferromagnit qismlarning magnit qarshi- ligi nolga teng deb faraz qilsak, chulg‘amning magnitlovchi kuchi, asosan, havo oralig‘ining magnit qarshiligini yengishga sarflana- di. Bunda M Yu K ningtarqalishi stator aylanasi bo‘ylab to‘g‘ri burchak- li to‘rtburchak shaklida bo‘ladi (72-rasm, 6). Havo oralig‘ining har bir nuqgasida bir xil qiymatli M Yu K hosil bo‘ladi, ya’ni r - = 0,5V 7 ,. To‘g‘ri burchak shaklida tarqalgan M Yu K ni Furye qatoriga ajratib, unga sinusoidalar yig‘indisi sifatida qarash mumkin. Tok maksimal bo‘lganda, yig‘ilgan chulg‘am uchun birinchi garmonika M Yu K ning amplitudasini quyidagicha yozish mumkin: Gʻ ,= /i' = 0,91 yu . (2-17) 137 www.ziyouz.com kutubxonasi
72-rasm. Yig‘ilgan chulg‘amli ikki qutbli mashipa statorining ko‘ndalang qirqimi (a ), chulg‘amda hosil bo‘ladigan MYu K ning stator aylanasi bo‘ylab tarqalish diagrammasi (b ). Yig‘ilgan chulg‘amda M Yu K ning sinusoida shaklida bo‘lmasli- gi ancha sezilarlidir. Sh uning uchun bunday chulg‘am amalda kam qo‘llaniladi. b)Tarqalgan chu l g‘a m n i n g M Yu K . O‘zgaruvchan tok ma- shinalarida magnitoqiminingtarqalish shaklini yaxshilash maq- sadida ayrim faza chulg‘ami o‘zakning bir necha pazlariga o‘rnati- ladi. Bunda chulg‘amning sovitilish sharoiti ham yaxshilanadi. 73- rasm, a da 6-pazga (?=3) joylashtirilgan ikki qutbli mashina chulg‘ami ko‘rsatilgan. Bunday tarqalgan chulg‘amning M Yu K ini o‘ramlar soni t = m /3b o‘l gan va fazodaa = ya y /t burchakka siljigan, uchta yig‘ilgan chulg‘am M Yu K larining yig‘indisi si- fatida aniqlash mumkin. Yuqoridagi formulada ’ — qo‘shni paz- lar o‘qlari orasidagi masofa. Yig‘indi M Yu K ning tarqalish shakli to‘g‘ri burchakli zinasimon bo‘ladi (73-rasm, 6). 73-rasm. Tarqalgan chulg‘amli ikki qutbli mashina statoriiing ko‘nda- lang qirqnmi (a), shu chulg‘am hosil qiladigan M Yu K ning stator ayla- nasi bo‘ylab tarqalish diagrammasi (b). 138 www.ziyouz.com kutubxonasi
Yig‘indi M Yu K ning 1,3 na boshqa garmonikalari amplituda- sini 2—2', 3—3', 1 — G paelarda yotgan ayrim g‘altaklar M Yu K lari mos garmonikalarining amplitudalari Gʻp|1, Gʻ ^ . Gʻ ^ , vektorla- rining yig‘indisi bilananiqlash mumkin. Bunda GʻP |, Gʻp1x va Gʻp 3 l M Yu K larining birinchi garmonikalari o‘zaro a burchakka, uchin- chi garmonikalari Za burchakka siljigan bo‘ladi. 74-rasm, a dagi vektor diagrammada shu M Yu K larning birinchi garmonikalari amplituda qiymatlarining vektorlari Gʻp M Gʻp2, va GʻpM ni qo‘shish ko‘rsatilgan. Ularning modullari teng va o‘zaro a burchakka silji- gan. Bunda yig‘indi M Yu K birinchi garmonikasining amplituda qiymati: Gʻx = 2Gʻ8sh (^a/2), bu yerda: Ya — Gʻp 1 ] va Gʻya 1 1 vektorlari uchlaridan chieilgan doira- ning radiusi. Bu radius 2 L z t (a /2 ) = Gʻp M = Gʻp3, = 0,9-u- sharti- ... „ s _ 0,91 yu 81p(^a/ 2) .. dan aniqlanadi. Shundai qilib, p - —^-----5 t ( a / 2) yeki UM UMII holda (maxrajdagi 3 o‘rniga s ni qo‘yib): Gʻ = Demak, tarqalgan chulg‘amda yig‘indi M Yu K birinchi garmoni- kasining amplitudasi yig‘ilgan chulg‘amnikiga qaraganda quyida- gi koeffisiyentga farq qilar ekan: Gʻ, =0.9 1yu K t 1. 74-rasm. Tarqalgap chulg‘am g‘altaklari hosil qiladigan MYu K lar va ularda hosil bo‘ladigan EYu K lar vektorlaripi qushish: a — MYUK larnilg birinchi garmonikalari, 6 — MYu K ning uchinchi garmonikalari, v — EYu K ning birinchi garmonikalari. 139 www.ziyouz.com kutubxonasi
bu yerda k - 5 » p(u » /2) 1 1 ^51p(a/2) i-|8) Bu koeffiiiyent birinchi garmonika uchun chulg‘am tarqalish ko eff i si ye n ti deyiladi. Ch ul g‘a m tarqalish koeffi- siyenti bir fazaga tegishli pazlarda o‘rnatil- gan g‘altaklar M Yu K l a r i n i n g geometrik y i g‘ i n - disini ularning arifmetik yig‘indi siga bo‘lgan nisbatiga teng. Gʻaltaklar M Yu K larining uchinchi garmonikalari amplituda qiymatlarining vektorlari /G P |3, Gʻp 1 1 va Gʻl„ o‘zaro qo‘shilganda (74-rasm, b) yig‘indi M Yu K ning amplitudasi uncha katta bo‘lmay- di, ya’ni uchinchi garmonika uchun yig‘indi M Yu K amplitudasi- ning bitta g‘altak M Yu K iga nisbati birinchi garmonikanikiga qaraganda ancha kichkina bo‘ladi. Shunday qilib, chulg‘amni bir necha pazlarga taqsimlash yi- g‘indi M Yu K egri chizig‘ida yuqori garmonikalarni kamaytiradi va havo oralig‘ida maydon shaklini yaxshilaydi, ya’ni uni sinus- oidaga yaqinlashtiradi. Umumiy holda V garmonika uchun chulg‘am tarqalish koeffisiyenti: . j 5t(^a/2) j 4 51p(ua/2) ’ bu yerda: ua — ayrim g‘altaklar M Yu K larining 5 garmonikalari orasilagi siljish burchagi. v) Qadami qi sqa r t i r i l ga n ch u l g‘a m n i ng M Yu K . Chulg‘am bir necha pazlarga o‘rnatilganda, ya’ni tarqalgan chulg‘amda yuqori garmonikalar (5,7 va hokazo) ta’siri ancha kamayadi. Lekin ba’zilari juda oz kamayadi. Sh uning uchun tarqalgan chulg‘amda chul- g‘am odimi qisqartiriladi, ya’ni chulg‘am odimi u qutblar ora- lig‘i t dan kichikroq yoki kattaroq olinadi. Bunda chulg‘am ikki qavatli qilib o‘raladi; har bir g‘altakning bir tomoni pazning tagida, boshqa tomoni esa boshqa pazning ust tomonida yotadi. Ikki qutbli mashinada o‘ = 3 bo‘lganda ikki qavatli chulg‘amning joyla- nishi 75-rasm, a da ko‘rsatilgan. Bunda har bir faza chulg‘ami 6 ta g‘aptakdan tueilgan. Birinchi, ikkinchi va uchinchi g‘altaklarning tomonlari I, 2 va 3-pazlarningtagida va -2', 3' va 4'-pazlarning ust tomonida yotali; to‘rtinchi, beshinchi va oltinchi g‘altaklar- ning tomonlari 2, 3 va 4-pazlarning ust tomonlarida va 140 www.ziyouz.com kutubxonasi
75-rasm. Ikkm qanatli, qisqartirilgak odimli ikki qutbli mashina stato- rining ko‘ndalang qirqimi (a), shu chulg‘am hosil qiladigan MYu K ning tar- qalish diagrammasi (b), ikki qavatli chulg‘am M Yu K lari vsktorlarinn qo‘sh it diagrammasi (v). -G , 2' va 3' -pazlarning tagida yotadi. Bu chulg‘am M Yu K ining sta- tor aylanasi bo‘ylab tarqapishi 75-rasm, bda keltirilgan. Odim qisqartiridgan tarqalgan chulg‘amning M Yu K (Gʻg ) ni diametral odimli ikkita tarqalgan chulg‘am M Yu K lari Gʻ ' va Gʻ ' ning yig‘indisi sifatida aniqdash mumkin. Bunda ularning o‘ram- lar soni i■ = u ga teng va bir-biriga nisbatan r = p (t - u ) / t burchakka siljigan bo‘ladi. Bu chulg‘amlardan biri 1 —G, 2—2', 3—3'-pazlarning tagida yotadigan uchta g‘altakdan, ikkinchisi — 2—2', 3—3' va 4—4'-pazlarning ust tomonida yotadigan uchta g‘al- takdan iborat. Yig‘indi M Yu K (Gʻ,) ning birinchi garmonikasi- ning amplitudasi shu ikki chulg‘am M Yu K birinchi garmonikala- ri amplitudalari (Gʻ{ va Gʻ^ vektorlarini qo‘shish yo‘li bilan aniqlanadi (75-rasm, v). Fazada tok maksimap bo‘lganda bu M Yu K larning qiymati: Gʻ ( - Gʻ '- 0,45/»/st) bilan aniqpanadi. Bunda kuyi- dagi ifodani olamiz: Gʻx =2Gʻ * soz(r/2) = 0,91yukg, A ,,, (2-19) buyerda: kk 1 =soz(R/2) — chulg‘amning qisqartirish koeffisiyenti. Yuqoridagi ikkita chulg‘am M Yu K larining faza bo‘yicha siljishi 1 )3 bo‘ladi. Bunda qisqartirish koeffisiyenti: =so5(ur/2). Yuqori garmonikapar uchun V >1 bo‘lgani sababli ularnikg ba’zi- lari uchun Aq|<1. Demak, chulg‘am odimini qisqartirish M Yu K ning 141 www.ziyouz.com kutubxonasi
taqsimlanish egri chizig‘ining shaklini yaxshilaydi. Odimni tur- licha qisqartirib = p ga teng bo‘lgan garmonikani butunlay yo‘qotish mumkin. g) Paelar qi y sh i ql i gi n i n g M Yu K ga ta’siri. Ba’zi mashinalarda pazlarning oxiri uning boshiga nisbatan ma’lum burchakka (u) siljigan bo‘ladi. Qiysh iq pazlar rotorda yoki statorda bo‘lishi mumkin. Bunday qiysh iqpik u burchakka to‘g‘ri keladigan yoy bo‘yicha chulg‘am tarqalishiga ekvivalentdir. Agar d a ^ u va <75sh(a/2) = u /2 bo‘lsa, birinchi garmonika uchun qiy- shiqlik koeffisiyenti: *<« y =81PU/2/ u / 2. Yuqori garmonikalar uchun: _51Puu/2 *m,y j u^/2 ' Qiysh iqlik koeffisiyenti birinchi garmonikaga nisbatan yuqori garmonikalar uchun kichkina bo‘ladi. Demak, pazlarning qiyshiqligi ham M Yu K egri chizig‘ining shaklini sinusoidaga yaqinlashtirar ekan. Qutb boshmoqlarining qiyshiqligi ham xud- di shunday natijani beradi. Bu holda o‘zgaruvchan tok mashinalarida faza chulg‘amining E Yu K formulasidagi chulg‘am koeffisiyenti quyidagicha aniqlanadi, A | = kt [ ■ kK, ■ kfL. (2—20) 37. Bir, ikki va uch fazali chulg‘amlarning magnit yurituvchi kuchlari a) B i r fazali ch u l g‘ a m n i n g m agnitlovchi kuchi (yoki M Yu K ) . Oldin aytib o‘tilganidek, agar chulg‘am bir necha pazlarga joylashtirilsa, M Yu K ning tarkibida yuqori garmoni- kalar kamayadi. Agar tok sinusoidal 0' = / t v tsh /) bo‘lsa, shu tok hosil qiladigan M Yu K ning vaqt bo‘yicha o‘zgarishi ham sinusoi- dal bo‘ladi, ya’ni Gʻ = Gʻt 31poL. Umuman, bir fazali chulg‘amdan sinusoidal tok o‘tsa, fazoda qo‘zg‘almas va vaqg birligi ichida tok chastotasiga mos pulslanuvchi magnit maydoni hosil bo‘ladi. Pulslanuvchi M Yu K ni bir-biriga nisbatan teskari, bir xil teelikda aylanadigan ikkita aylanma M Yu K ga ajratish mumkin (76-rasm). Bu rasmda: Gʻ, = Gʻ2 = 0,5Gʻi,(a, = a 2 = a). Vaqgning istal- gan momenti uchun quyidagi tenglamani yozish mumkin: 142 www.ziyouz.com kutubxonasi
Gʻt 5SHSH/ = ^ Gʻ 2 + Gʻ 2 - 2Gʻx Gʻg soz2a = Gʻ , ^ s“ 2^ , bu yerda: 5 1 P sh/ = $sh a, ya’ni a = sh/. Gʻ, na Gʻ2 vektorlar bilan abssissa o‘qi orasidagi a burchak vaqg birligida o‘zgaradi, ya’ni Gʻ( va = Gʻg vektorlar bir xil chastota bilan aylanadi. O‘zgaruvchan tok mashinasi bir fazali chulgamining gtulslanuvchi M Yu K uchun quyidagi formulani yozish mumkin: Gʻ „ = Gʻt 51P Sh / ■ S05(K71 / t) yeki Gʻ(x = 0,5 Gʻ, 5sh(sh/ - xp./ t) + + 0,5Gʻ„ 51P(sh / + x p / t), bu yerda: x—chulg‘amningsimmetrik o‘qigacha bo‘lgan masofa. Bu for- mulaning ikkala qismi ham M Yu K ning sinusoidal to‘lqinini ifodalaydi. Bu to‘lqin yakor aylanasi bo‘ylab harakatlanadi. Chunki yakor aylanasining ma’lum nuqtasida M Yu K maksimal qiymatga egabo‘lganda 5 t (sh /--^ )= 1 bo‘ladi. Demak, (sh /-® )= 9 0 . Vaqtuti- shi bilan bu qiymat o‘zgarmaydi. Lekin d s ning koordinatasi o‘zga- radi. Sh u asosda M Yu Kning maksimal qiymati x koordinatasi- ning o‘zgarishiga qarab yakor aylanasi bo‘ylab aylanadi: To‘lqinning harakat tezligi quyidagicha aniqlanadi: sh/ - = 0 va sh/ + j = 0 . t t Bundan to‘g‘r i te zl i k: k ,^ = ^ = 2 /g , teskarisi: = u = = ~2L . Quyidagilarni e’tiborga olib: V = va ^ g‘ t 5chastota bilan aylanadigan ikkita (tug‘ri va teskari) aylanma M Yu K larlan iborat bo‘lar ekan. Aylanma MYu Klarning ampli- tudalari o‘earo teng va pul’slanuvchi M Yu K amplitudasidan ikki marta kichik bo‘ladi. b ) I k k i fazali chu l g‘a m n i n g M Yu K . Oddiy ikki fazali chulg‘am o‘qlari bir-biriga nisbatan 90‘ siljitib o‘rnatilgan ikkita g‘altakdan iborat (77- rasm). Gʻal- taklar o‘ramlarining soni bir xil. Ag‘ar g‘altaklardan bir-bi- riga nisbatan 90° ga siljigan sinusoidal tok (/A = ^ + 90° ) = / „£o$sh/1 o‘tkazilsa, hosil bo‘ladigan M Yu K lar- ning vaqt birligida o‘zgaradigan shakli ham sinusoidal bo‘ladi va ular ham chorak davrga siljigan bo‘ladi, ya’ni GʻA = Gʻt 5 1 P sh/ va Gʻv = Gʻt soxsh/, bunda GʻA vektor A ~ X g‘altak o‘qi bo‘yicha, Gʻv vektor V— 7 g‘altak o‘qi bo‘yicha yo‘napadi. Vaqtning istalgan momentida yig‘indi M Yu K A va V g‘altaklari M Yu K larining geometrik yig‘indisi bilan aniqlanadi. Yig‘indi M Yu K ning qiymati quyidagicha aniqlana- di: Gʻy = GʻA + Gʻv . Son qiymati: Gʻ y = 51P 2 sh/ + Gʻ^ soz2 sh/ = Gʻt . Demak, vaqtning istapgan momentida ikki fazali chulg‘amning yig‘indi M Yu K bitta faza M Yu K amplitulasiga teng bo‘lar ekan. /g = — = 1yo/ dan ma’lumki, yig‘indi M Yu K vektori '’v bilan ordinata o‘qi orasidagi burchak vaqt birligi ichida o‘zgara- di, ya’ni bu vektor o‘zgarmas chastota bilan aylanadi. Faqat birinchi garmonikani e’tiborga olib, A fazaning M Yu K ini quyidagicha anikdash mumkin: GʻA = Gʻt 8/p sh/ so$(^r). V faza- ning magnitlovchi kuchi A fazaning M Yu K ga nisbatan vaqt bo‘yi- cha 90’ ga siljigan, g‘altaklar ham fazoda o‘zaro 90‘ ga siljigan. Unda: GʻV = Gʻt + p/2)' « » ( ® + | ) . Bitta fazaning pul’slanuvchi M Yu K ini turli tomonga aylana- digan ikkita aylanma M Yu K sifatida ham qarash mumkin, ya’ni Gʻ A = ^ Gʻ t + ® ) + ° ’ 5 Gʻ t “ ™ ) , 144 www.ziyouz.com kutubxonasi
77- rasm. Eng oddiy ikki 78- rasm. Odsiy uch faeali faeali chulg‘am. chulg‘am. Gʻl = 0,5Gʻt + ya)+ 0,5/^ 5t(sh/ - ^ ) . Bundan yig‘indi M Yu K: Gʻy = 0 ,5Gʻt ( i / + ^ ---)+ 51P ( o / - - g ^ -) + 51P ((y/ + - ^ + ya ) + 51L ( i / - - ^ - ) ] . Bu yerda: 8t(sh/ + ^ ) + 51p(sh/ + ^ + ya)= 0. Unda yig‘indi M Yu K: = ^*5 1 p (m /-® ). Demak, ikki fazali chulg‘am amplitudasi bitta faza M Yu K amplitudasiga teng va ailanish chastotasi l, = — bilan aniqla- nadigan aylanma magnit maydonini hosil qilar ekan. Bu may- donning aylanish yo‘nalishini o‘zgartirish uchun g‘altaklarning birida tok yo‘nalishini o‘zgartirish lozim. v)Uch fazali ch u l g‘a m n i n g M Yu K . Eng oddiy uch faza- li chulg‘am fazoda bir-biriga nisbatan 120” ga siljigan uchta g‘al- takdan iborat (78-rasm). Agar bu g‘altaklardan qiymatlari teng va fazasi bo‘yicha 2p/E ga siljigan toklar, ya’ni /d = / ga51PO)/,/v = = / i 8 1 p ( a ) /- ^ ) ,/s = / i8 t ( y / - o‘ t k a z i l s a , bu toklar hosil qiladigan M Yu K lar ham fazasi bo‘yicha 2ya/3 burchakka siljigan bo‘ladi. M Yu K ningbirinchi garmonikasini hamda g‘altaklarni fazo- da 2ya/3 ga siljiganligini e’tiborga olib, ayrim faza M Yu K lari uchun quyidagi ifodalarni yozish mumkin: 10— Elektr mashinalari 145 www.ziyouz.com kutubxonasi
GʻA = Gʻt 5 1 P Sh/ S 08 ~~ , Gʻv = Gʻt 51P^)/ - S 0 8 ^ - ^ ) , Gʻs = Gʻt 51G|(sh / - 4^)- S 0 5 ^ - 4^). Ayrim fazalarla hosil bo‘ladigan pulslanuvchi M Yu K ni qara- ma-qarshi tomonga aylanadigan ikkita aylanma M Yu K lardan iborat deb, quyidagicha yozish mumkin: GʻA - 0,5/=^, ( 5 1 1 1 ^1 )/ + ^&)+ zt^o/ - ^ 1)] ; Gʻ v - 0,5Gʻ„|k1 p( shG + ^ - 4^)+ 81p (yu/ - ^ 1)] ; Gʻs = 0,5Gʻya ^ t (o / + ^ - ^)+8t^o/- . Bu formulalarning ikkinchi qismi bir xil va birinchi qism- larining yig‘indisi nolga teng, ya’ni: 51p(sh/ + ® )+ 51p(sh/ + ^ - 4^) + 8 1 p(sh/ + ® - Dy) = 0 . Unda uch fazali chulg‘amning yig‘indisi M Yu K: Bu yerda: g‘ - \ g‘ ya*; ^ = 0 , 9 * , ^ / . Demak, uch faeali chulg‘amning M Yu Kdoim o bir xilda qolali- gan va bitga chulg‘am M Yu K amplitudasining 3/2 qismiga teng bo‘lgan aylanma magnit maydonini hosil qilar ekan, magnit may- 60/. donining aylanish chastotasi i, = — formula bilan aniqlana- di. Magnit maydonining aylanish yo‘nalishini o‘zgartirish uchun uch faeali chulg‘amning tarmoqqa ulaydigan uchta simidan ikkita- sining o‘rnini almashtirish lozim. 146 www.ziyouz.com kutubxonasi
I I I b o‘lim ASINXRON M ASH INALAR VII bob. ASINXRON M A Sh I N A N I N G T U Z I L I Sh I VA I Sh L A Sh P R I N S I P I 38. Umumiy tushunchalar O‘zgaruvchan tok mashinalaridan asinxron mashinalar asosan asinxron dvigatellar sifatidaxalqxo‘jaliginingturli sohayaarida mashina va mexanizmlarni harakatga keltirish uchun ishlatiladi. Uch fazali asinxron dvigatelni 1889—91 yillarda rus injeneri M. O. Dolivo-Dobrovolskiy ixtiro qilgan. Asin- xron dvigatellar asosan bir fazali va uch fazali bo‘ladi. Bir fa- zali asinxron dvitatellar kichik quvvatli (10 ... 600 Vt) bo‘lib, asosan uy-ro‘zg‘or elektr priborlarida ishlatiladi. Xalqxo‘jali- gining turli sohalarida asosan uch fazali asinxron dvigatellar ishlatiladi. Boshqa xil elektr dvigatellarga qaraganda asinxron dvigatellar qator afzalliklarga ega, jumladan, tuzilishi od- diy, ishda ishonchli, tannarxi arzon, oson boshqariladi va hoka- zo. Asinxron dvitatelning ishlash priniipi magnit maydoniga kirtilgan tokli o‘tkazgichning shu maydon bilan o‘zaro ta’siriga asoslangan. Asinxron mashinalarda asosiy magnit maydonini sta- tor chulg‘amlaridan o‘tuvchi uch fazali tok hosil qiladi. Bu maydon aylanma magnit maydoni bo‘ladi. 39. Uch fazali asinxron dvigatelning tuzilishi Asinxron dvigatel asosan ikki qismdan: qo‘zg‘almas qism — stator va aylanuvchi qism — rotordan iborat. Stator dviga- tel korpusi 1, asos 4, korpus ichiga o‘rnatilgan ferromagnit o‘zak 2 va shu o‘zak pazlariga joylashtiriladigan uchta chulg‘am Zdan tashkil topgan (79-rasm). Dvigatelning qo‘zg‘almas qismida pod- shipnikpar o‘rnatiladigan va ikki tomondan statorga mahkamla- nadigan yon shchitlar ham bo‘ladi. Stator ichiga o‘rnatiladigan fer- romagnit o‘zak, uyurma toklarni kamaytirish maqsadida, qalin- ligi 0,35...0,5 mm li va maxsus elektrotexnika po‘latidan (po‘lat markasi: 2013, 2312, 2411 va hokazo) tayyorlangan yupqa plastin- kapardan yig‘iladi. Stator po‘lat o‘zagining plastinkalari ma’- lum shakpda (pazli) shtamplab tayyorlanadi. Stator po‘lat o‘zagi- 147 www.ziyouz.com kutubxonasi
79- rasm. O‘egaruvchan tok mashina- sining statori: / — stanina, 2 — po‘lat o‘zak, 3 — chulg‘am, 4 — asos, 5 — ko‘tarma bolt. 80- rasm. Stator po‘lat o‘zagnning ayrim plastinkalari: / — po‘lat, 2 — lok qatlami yoki yupqa qog‘oz, 3 — paz. ning ayrim plastinkalari 80-rasm, a da, 80-rasm, bda esa katta quvvatli mashinalar statori o‘zaginingayrim segmentlari ko‘rsa- tilgan. Plastinkalarning ikki tomoniga izolyasiyalovchi maxsus lok surtiladi. Plastinkalar ma’lum tartibda yig‘iladi. Bunda statorning ichki sirtida valga parallel bo‘lgan pazlarhosil bo‘la- di. Bu pazlarga stator chulg‘amlari joylashtiriladi. O‘zgaruvchan tok mashinalarining stator chulg‘amlari, ularni hisoblash va o‘rash usullari bilan oldingi bo‘limda takishdik. Stator pazlariga uchta stator chulg‘ami joylashtiriladi. Chulg‘am- larning bosh va oxirgi uchlari mashina korpusining yon yoki ust tomoniga o‘rnatilgan klemmalar qutisiga chiqariladi. Stator chul- g‘amlarining bosh uchlari S1, S2, SZ bilan va oxirgi uchlari S4, S5, 06 bilan belgilanadi. Stator chulg‘amlari yulduz yoki uchburchak usulida ulanadi. Chulg‘amlarni bunday usullarda ulash ushbu dviga- telni qiymati bo‘yicha ^/z marta farq qiladigan ikki xil kuch- lanishda (380/220 V yoki 220/127 V) ishlatishga imkon beradi. Ko‘pincha asinxron dvigatel 380/220 V kuchlanishga mo‘ljallab tay- yorlanadi. Agar tarmoq kuchlanishi 380 V bo‘lsa, stator chulg‘amlari yulduz usulida, tarmoq kuchlanishi 220 V bo‘lsa, chulg‘amlar uchbur- chak usulidaulanadi Ishlatish davomida stator chulg‘amlarini turli 148 www.ziyouz.com kutubxonasi
usulda ulashni osonlashtirish maqsadida klemmalar qutisida ay- rim chulg‘amlarning bosh va oxirgi uchlari ma’lum tartibda o‘rna- tiladi. 81-rasmda klemmalarni o‘rnatish tartibi va chulg‘amlar- ning ulanishi ko‘rsatilgan. Agar tarmoq kuchlanishi dvigatel pas- portida ko‘rsatilgan kuchlanishga mos kelmasa, bunday dvigatelni shu tarmoqqa ulab ishlatish mumkin emas. Asinxron dvigatelning rotori uning statori ichiga o‘rnatila- di. Rotor asosan val, ferromagnit o‘zak va uning lazlariga joy- lashtirilgan qisqa tutashgan simlardan yoki uchta chulg‘amdan ibo- rat bo‘ladi. Rotorning ferromagnit o‘zagi ham maxsus elektrotex- nika po‘latidan tayyorlangan yupqa plastinkalardan yig‘iladi. Rotor o‘zagining plastinkalari ham ma’lum shaklda shtamplab tayyorla- nadi. Rotor chulg‘ami ham po‘lat o‘zak pazlariga o‘rnatiladi. Rotor o‘zagining ayrim plastinkasi 82-rasmda va undagi pazlarning shakli 60-rasm, a va v da ko‘rsatilgan. Pazlar ochiq, yarim ochiq yoki yopiq qilib tayyorlanadi. Plastinkalar rotor valiga kiydi- rilganda rotorda uzunasiga pazlar hosil bo‘ladi. Asinxron dvigatellar rotori tuzilishi ikki xil: a) qisqa tutashtirilgan rotorli asinxron dvigatel; b) faza rotorli asinxron dvigatel. a) Q i s q a t u t a sh t i r i l g a n r oto r l i a s i n x r o n dvigatellar rotorining ferromagnit o‘zagi pazlariga izo- * 1 2 a 6 4 6 81-rasm. 82-rasm. Rotor po‘lat o‘zagining ay- rim llastinkasi: 1 — po‘lat, 2 — lok qatlami yoki qog‘oe, 3 — paz. 149 www.ziyouz.com kutubxonasi
83-rasm. Olmaxon halqasi (l), qisqa tutash- tirilgan rotor (Y). lyasiyasi bo‘lmagan mis yoki alyuminiy simlar yoxud sterjen- lar joylashtiriladi. Bu sterjenlarning uchlari ikki tomondan mis yoki alyuminiy hapqdlarga kavsharla- nadi. Agar rotor paz- laridagi sterjenlar- ni va sterjen uchla- rini birlashtiruvchi halqalarni rotordan chiqarib olinsa, katakli halqa hosil bo‘ladi (83-rasm, a). Katakli halqaning ster- jenlari rotorning q i s qa tuta sh t i r i l gan chulg‘ami, bunday rotor esa q i s qa tutashtirilgan rotor deyiladi (83-rasm, 6). Qisqa tutashtirilgan rotor o‘zagining pazlari oval- simon bo‘lib, unga ko‘pincha eritilgan alyuminiy quyiladi va yax- lit «olmaxon halqasi» hosil qilinadi. Rotor tanasining ikki yon tomonidan sovituvchi qanotlar ham chiqariladi (84-rasm). Ka- takli halqaning sterjenlari po‘lat o‘zaqdan ieolyasiyalanmaydi, chunki qisqa tutashtirilgan mis yoki alyuminiy simlarning elektr o‘tkazuvchanligi po‘lat o‘zakning elektr o‘tkazuvchanligidan o‘n va undan ortiq marta katta bo‘ladi, bunday sharoitda sterjenlarni izolyasiyalashning ahamiyati bo‘lmaydi. Umuman, sterjenlari va halqalari quyma alyuminiydan ishlangan rotor oddiy tuzilgan, tannarxi arzon, yengil, tayyorlanish texnologiyasi oson. 85-rasmda qisqa tutashtirilgan rotorli asinxron dvigatelning konstruk- tiv sxemasi ko‘rsatilgan. b)Faza rotorli asinxron dvigatel’ ham vap va unga o‘rnatilgan ferro- magnit o‘zaqdan iborat bo‘lib, o‘zakning pazla- riga izolyasiyalangan mis simdan o‘ralgan uchta chulg‘am, fazoda bir-bi- riga nisbatan 120° ga siljitilgan holda joy- lashtiriladi. Ko‘pincha rotor chulg‘amlari yulduz 84- rasm. Qnsqa tutashtirilgan rotor. usulida ulanadi Chulg‘am- 150 www.ziyouz.com kutubxonasi
85-rasm. Qisqa tutashtirilgan rotorli asinxron dvigatel: 1 — stanina (korpus), 2 — qismalar qutisi, 3 — stator chulg‘ami, 4 - stator po‘lat o‘zagi, 5 — rotor, 6 — podsh ipnik shchitlari, 7 — val, 8 — ko‘tarma bolt, 9 — asos. larning oxirgi uchlari bir nuqgaga ulanadi, bosh uchlari esa rotor o‘qining bir tomoniga o‘rnatilgan uchta mis yoki latun halqaga ulanali (86-rasm). Bu halqalar mashinaning temir qismlaridan va bir-biridan puxta izolyasiyalangan. Mashinaning qo‘zgalmas qismiga o‘rnatilgan maxsus tutqichlarda yupqa mis plastinkalar- dan yoki ko‘mirdan yasalgan cho‘tkalar o‘rnatilgan. Cho‘tkalar prujina yordamida halqalarga tegib turadi, rotor aylanganda cho‘tkalar hal- qalarda sirpanadi va elektr tokini yaxshi o‘tkaeadigan kontakt ; 86-rasm. Faaa rotor: / - val, 2 — rotor po‘lat o‘zagi, 3 — kontakt halqalar, 4 — rotor chulg‘ami. 1 5 1 www.ziyouz.com kutubxonasi
hosil qiladi. Shunday qilib, rotor chulg‘amlarining bosh uchlari halqa va cho‘tkalar orkdli tashqi klemmalarga chiqariladi Rotor chulg‘amining kpemmalari R\, Gʻ2 va AZbilan belgilanadi. 87-rasmda faza rotorli asinxron dvigatelning ayrim qismlari ko‘rsatil* gan A s inxron dvigatelni yu rgi zi sh uchun u n i n g stator chulg‘ami uch fazali tok tarmog‘iga ulani- sh i l o z i m . Faza rotorli dvigatel maxsus yurgizish reostati yordamida yurgiziladi. Yurgizish reostati rotor chulg‘ami bilan ketma-ket ulanadi. Yurgizish reostati yulduz usulida ulangan uch fazali reostatdir. Yurgizish reostatining qarshiligi 4. .6 bos- qichli. Dvigatel yurgizilayotganida yurgizish reostatining hamma qarshiligi rotor chulg‘amiga butunlay ulangan bo‘lishi lozim. Sta- tor chulg‘amlari tarmoqqa ulanganda dvigatelning rotori aylana boshlaydi. Uningtezligi oshgan sari yurgieish reostatining qar- shiligi uning surgichi yordamida bir bosqichga kamaytirib bori- ladi va yurgizish oxirida reostat qarshiligi sxemadan butunlay chiqariladi. Bunda lvigatelning aylanish chastotasi valdagi na- 87- rasm. Faza rotorli asinxron diigatelning umumiy ko‘rinishi (mar- kasi M T -2 2 -6 , 75 kV t): / — val, 2 — podsh ipnik sh chiti, 3 — cho‘tka tutkich, 4 — korpus, 5 — stator chulg‘ami, 6 — stator po‘lat o‘zagi, 7 — ventilyator qo p qo g‘i , 8 — rotor po‘lat o‘zagi, 9 — rotor chulg‘ami, 10 — kontakt halqalar, P — podsh ip- / n i k qopqog‘i. 152 www.ziyouz.com kutubxonasi
gruzka qiymati bilan aniqlanadi. Yurgizish reostatining qar- shiligi nolga teng bo‘lganda rotor chulg‘amlari qisqa tutashib qola- di. Halqa va cho‘tkalar mashinaning nozik qismlari qisoblanib, cho‘tkalar halqalarda sirpanaverib yeyiladi va tez ishdan chiqadi. Asinxron dvigatelda stator zanjiri rotor zanjiri bilan elektr jihatdan o‘zaro bog‘lanmagan. Stator chulg‘amlari tarmoq kuch- lanishiga ulanganda chulg‘amlardan o‘tadigan uch fazali tok energiya- si rotorga magnit maydoni vositasida uzatiladi. Bu jihatdan asinxron dvigatel transformatorga o‘xshaydi. Stator chulg‘ami transformatorning birlamchi chulg‘ami, rotor chulg‘ami esa trans- formatorning ikkilamchi chulg‘ami o‘rnida ishlaydi. Sh uning uchun asinxron dvigatellar ba’zan induks i o n mashinalar deyiladi. Sanoat korxonalarida asosan, qisqatutashtirilgan rotorli asin- xron dvigatel o‘rnatiladi. Qisqa tutashtirilgan rotorli asin- xron dvigatellarning tuzilishi oddiy, ishda ishonchli, ularni boshqarish oson. Lekin ularda yurgizish momentining kichikligi va yurgizish tokining kattaligi qisqa tutashtirilgan rotorli dvi- gatellarning kamchiligi hisoblanadi. Sh uning uchun yurgizish mo- menti uncha kagga bo‘lmagan mexanizmlarda qisqa tutashtirilgan rotorli asinxron dvigatellar qo‘llaniladi. Faza rotorli asinx- ron dvigatelda yurgizish momentini yurgizish reostati yordamida maksimal momentgacha oshirish mumkin Sh uninguchun faza rotor- li asinxron dvigatellar katta nagruzka bilan yurgizilishi lo- zim bo‘lgan va rotorning aylanish chastotasini rostlash talab qili- nadigan mexanizmlarda qo‘llaniladi. 88-rasmda qisqa tutashti- rilgan rotorli (a) va faza rotorli asinxron dvigatelning (b) elektr sxemasi ko‘rsatilgan. Har bir asinxron dvigatelning tex- nik xarakteristikasi uning pasportida yozilgan bo‘ladi. Unda qu- yidagilar ko‘rsatiladi: 88- rasm. Qisqa tutashtirilgan rotorli (v) va faea rotorli asinxron dvigatelning (b) sxe- malari. l P < A v s 153 www.ziyouz.com kutubxonasi
1 . Dvigatel markasi. 2. Nominal quvvati (kVt). 3. Nominal kuchlanishi (V) va stator chulg‘amlarining ulanish sxemasi. 4. Dvigatelnikg nominal toki (A). 5. Chastotasi. 6. Nominal aylanish chastotasi (ayl/min). 7. Nagruzkasi nominal bo‘lganda dvigatelning foydali ish ko- effisiyenti (r) va quvvat koeffisiyenti (so$(r). 8. Ishlab chiqargan zavod nomi. 40. Asinxron dvigatelning nshlash prinsipi Asinxron dvigatelning ishlash prinsipi stator chulg‘amlari- dan uch fazali tok utganda statorda aylanma magnit maydonining hosil bo‘lishiga asoslangan. Asinxron dvigatelning ishlash prin- sipini o‘rganish uchun ichiga magnit qutblari mahkamlangan va o‘z o‘qi atrofida erkin aylanadigan halqa 1 olinadi (89-rasm). Bu halqa aylanganda, uning ichidagi magnit maydoni ham aylanadi, natijada aylanma magnit maydoni hosil bo‘ladi. Endi bu halqa ichiga yengil aylanadigan qisqa tutashgan rotor 2o‘rnagamiz. Agar magnitli halqa ma’lum bir tezlikda, masalan, i^tezliqda aylan- tirilsa, magnit maydonining kuch chiziqlari rotorning qisqa tutashtirilgan simlarini kesib o‘tadi va bu simlarda E Yu K hosil bo‘ladi. Bu E Yu K rotor simlarida tok hosil qiladi. Rotorning qisqa tutashgan simlarida (yoki rotor chulg‘amlarida) hosil bo‘lgan shu tokning aylanma magnit maydoni bilan o‘zaro ta’siri natijasida rotor simlariga elektromagnit kuchlar Gʻ ta’sir qiladi. Bu kuchlarning yo‘nali- shi cha p q o‘ l qoidasi bi- lan aniqlanadi. Rotorningay- rim simlariga ta’sir etuvchi kuchlar uni aylantiradigan elektromagnit momenti hosil qiladi. Natijada rotor ham qandaydir, masalan, l3 tezlik bilan aylanma magnit maydo- ni yo‘nalishida aylana boshlay- di. Demak, asi nxron dvi- 154 www.ziyouz.com kutubxonasi
g a t ye l n i n g ish la sh p r i n s i p i aylanma m a g n i t maydoni bilan r o t o r n i n g qi sqa tutashtirilgan s i m l a r i d a (yo k i r oto r ch u l g‘ a m l a r i d a ) hosil bo‘ladigan t o k l a r n i n g o‘zaro ta’siriga asoslan- ga n e ka n . Real uch fazali sinxron dvigatellarda stator chulg‘am- laridan uch fazali tok o‘tganda stator ichida aylanma magnit may- doni o‘z-o‘zidan hosil bo‘ladi. Ayrim fazalarni bir-biriga nisbatan 120° ga siljigan sta- tor chulg‘amlarining toki, fazoda bir-biriga nisbatan 120° ga siljigan magnitlovchi kuchlarni va stator ichida ma’lum bir tez- likda aylanadigan aylanma magnit maydoni (magnit oqimi) ni hosil qiladi. Endi ayrim faza chulg‘amlari ikki o‘ramdan iborat bo‘lgan uch fazali asinxron dvigatel statorida aylanma magnit maydoni- ning hosil bo‘lishini ko‘rib chiqamiz. 90-rasmda ayrim faza chul- g‘amlari ikki o‘ramdan, ya’ni stator o‘zagining g.azlarida joy- lashgan to‘rtta simdan iborat bo‘lgan stator sxemasi chizilgan. Sta- tor chulg‘ami yulduz usulida ulangan. O‘ za kn i n g 1, 2, 7 va 8-pazlaridagi simlar A fazaga; 5, 6, I I va 12-pazlaridagi simlar V fazaga; 9, 10, 3 va 4-pazlaridagi simlar S fazaga tegishlidir. Chulg‘amning bosh uchidan oxirgi uchiga yo‘nalgan tok musbat, tes- kari tomonga yo‘nalgan tok manfiy deb qabul qilinadi. Ma’lum- ki, tokli har bir chulg‘am o‘zgaruvchan magnit maydonini hosil qiladi. Uch fazali tokning uchta o‘zgaruvchan magnit maydoni qo‘shi- 90-rasm. Statorning (yakorning) uch fazali chulg‘amidan uch fazali tok utganda aylanma magnnt maydoniving hosil bo‘lishi. 155 www.ziyouz.com kutubxonasi
lib umumiy yig‘indi magnit maydonini hosil qiladi. Yig‘indi magnit maydonining yo‘nalishi ham doim o‘zgarib turadi. Lekin vaqtning istalgan ayrim momentlari uchun uning yo‘napishini aniqlash mumkin. 90-rasm, bda chulg‘amlardan o‘tadigan uch fazali tokning vaqt ichida o‘zgarish grafigi ko‘rsatilgan. Unda vaqtning boshlang‘ich momentida (/ = 0 bo‘lganda) tok A fazada musbat va maksimal qiymatiga ega bo‘lsin. Bunda V va S fazalarda tok man- fiy, qiymati esa /Atokning yarmiga teng bo‘ladi (91-rasm, a). Chul- g‘am simlarida tok yo‘nalishi musbat bo‘lsa (+) bilan, manfiy bo‘lsa nuqta bilan ko‘rsatilgan. Uchta chulg‘am simlaridagi tokning yo‘napishiga qarab yig‘indi magnit maydonining yo‘kapishini aniqlash mumkin. 91-rasmda fazalarda tok maksimal bo‘lganda yig‘indi magnit maydonining yo‘napishi, shu maydonning kuch chi- ziqlari va magnit induksiyasining o‘zgarish shakli (shtrixlangan yuza) ham ko‘rsatilgan. A fazada tok maksimap bo‘lganda yig‘indi magnit maydonining kuch chiziqpari stator po‘lat o‘zagining o‘ng tomonida po‘lat o‘zakdan havoga, chap tomonida esa havodan po‘lat o‘zakka yo‘napadi. Demak, shu momentda po‘lat o‘zak yarmining o‘ng tomoni — shimoliy magnit qutb; chap tomoni — janubiy magnit qutb vazifasini bajaradi. / = //ZGbo‘lganda bfaeada tok musbat va maksimal qiymatga; A va Sfazalarda esa manfiy va qiymati / tokning yarmiga teng bo‘ladi. Bunda yig‘indi magnit maydoni yangi vaziyatni oladi va oldingiga nisbatan 120° ga buriladi. / = 2/3T bo‘lganda S fazada tok maksimap bo‘ladi va hokazo. Demak, ayrim faza chulg‘amlarida tok o‘zgarganda magnit maydonining shak- li o‘zgarmaydi va maydon o‘qi soat strelkasi harakati yo‘nalishi- da uzluksiz aylanadi. Shunday qilib, asinxron dvigatel stato- rining chulg‘amlaridan uch faeali tok o‘tganda stator ichida o‘z-o‘zi- dan aylanuvchi a y l an m a magnit maydoni hosil bo‘lar ekan. 91-rasm. 156 www.ziyouz.com kutubxonasi
Chulg‘amlarni tarmoqqa ulaydigan uchta simdan ikkitasining o‘rni o‘zgartirilsa, aylanma magnit maydonining aylanish yo‘nalishi o‘zgaradi. Stator chulg‘amining har bir fazasi faqat bitta g‘altakdan ibo- ratbo‘lsa, uch fazali tok sistemasi asinxron mashinada ikki qutb- li magnit maydonini hosil qiladi. Agar mashina ikki qutbli bo‘lsa, o‘zgaruvchan tokning bir davri ichida magnit maydoni 360° ga buriladi, ya’ni bir marta aylanadi. Uch fazali chulg‘amdan o‘tuv- chi tok ko‘p qutbli aylanma magnit maydonini ham hosil qiladi. Masalan, r = 2, ya’ni 4 qutbli magnit maydonini hosil qilish uchun statorning har bir faza chulg‘ami ikkita g‘altakdan iborat bo‘lishi va burchak esa ikki marta kichik bo‘lishi, ya’ni o‘ram sim- lari 180°/2=90° dagi pazlarda joylashishi kerak. Statorda hosil bo‘ladigan magnit maydonining aylanish chas- totasi o‘zgaruvchan tok chastotasining qiymati / ga to‘g‘ri propor- sional va juft qutblar soni (r) ga teskari proporsional bo‘la- di. Aylanma magnit maylonining aylanish chastotasi bilan bel- gilanadi va quyidagicha aniqlanadi: Aylanma magnit maydonining aylanish tezligi (chastotasi) sinxron tezlik deyiladi, u ba’zan l. bilan ham belgilana- di. Agar o‘zgaruvchan tok chastotasi/ = 50 Gs bo‘lsa, aylanma magnit maydonining aylanish chastotasi faqat juft qutblar soniga bog‘- liqbo‘ladi. Juft qutblar soniga qarab aylanma magnit maydoni- ning aylanish tezligi ham har xil bo‘ladi, masalan: agar r = 1 bo‘lsa, p = 3000 ayl/min, r = 2 bo‘lsa, p = 1500 ayl/min, r = 3 bo‘lsa, p = 1000 ayl/min, r = 4 bo‘lsa p = 750 ayl/min bo‘ladi. Asinxron dvigatelning stator chulg‘amlari tarmoqqa ulanganda uning rotori aylana boshlaydi. Rotorning tezligi ya2asta-sekin o‘sib boradi, lekin magnit maydonining tezligiga yeta olmaydi. Asinxron dvigatelda r o t o r n i n g aylanish tezli- gi magnit m ay d o n i n i n g aylanish tezligidan do- imo k i ch i k (l2tasiga teng bo‘lsa, rotor simlari magnit maydoni kuch chiziqlari bilan kesishmaydi, simlarda esa E Yu K hosil bo‘lmaydi, rotorga aylantiruvchi moment ta’sir etmaydi. Real sharoitda dvigatel yurgizilganda rotorning tezligi oshib boradi va sinxron tez- likdan kamroq tezlikda turg‘un ishlay boshlaydi. Rotorning ay- lanish chastotasi l2bilan belgilanadi. Dvigatel normal sharoit- da ishlaganda aylanma magnit maydonini rotorga nisbatan (ya,— p^) tezlik bilan aylanadi. Bu nisbiy tezlik s i r p a n i sh t ye z l i g i deyiladi. Sirpanish teeligining aylanma magnit may- doniningtezligi nisbati a si nxron dvi ga te ln i ng sir- p a n i sh i deyiladi. Sirpanish 5 harfi bilan belgilanadi va asin- xron dvigatel uchun muhim parametr hisoblanadi. Sirpanish quyi- dagicha aniqlanadi: $ - Osh!?!.. Yu0%. (3-2) Asinxron dvigatelning sirpanishi, uning ishlash sharoitiga qarab 0 dan I gacha o‘zgarishi mumkin. Dvigatel salt ishlaganda uning rotori sinxron tezlikka yaqin tezlikda aylanadi. Bunda sirpanishning qiymati nolga yaqin bo‘ladi. Asinxron dvigatelni yurgieishning boshlang‘ich paytida uning sirpanishi 1(100%) ga teng bo‘ladi Dvigatel nominal nagruzka bilan ishlaganda sirpa- nish ham nominal qiymatga (^n) ega bo‘ladi. Quvvati I dan 1000 kVt gacha bo‘lgan asinxron dvigatellarning nominal sirpanishi 0,01 dan 0,06 gacha, ya’ni 1 dan 6% gacha; ba’zi mashinalarda 0,12 ... 0,15 (12 ... 15%) gacha bo‘lishi mumkin. Kichik quvvatli dvigatel- larning nominal sirpanishi 4—6% va katta quvvatli dvigatel- larniki 1—2% bo‘ladi. Asinxron dvigatelning nagruzkasi ortgan sari rotorining aylanish chastotasi kamaya boradi, sirpanish qiymati esa orta boradi. Sirpanish ko‘paysa, rotor simlarida hosil bo‘ladigan EYu K va tok qiymati ortadi. Rotor toki ko‘paysa, rotorga ta’sir etuvchi aylantirunchi moment ham ko‘payadi. Shunday qilib, nagruzka momenti va aylantiruvchi momentlarning dinamik muvozanati vujudga keladi. Sirpanish formulasidan rotorningaylanish chas- totasi quyidagicha aniqlanali: p2 = P](\-5) = ^ ( 1 ~ 5 ) . (3-3) Agar asinxron dvigatel ulangan tarmoqda kuchlanish va chasto- ta nominal qiymatga va dvigatel nagruzkasi ham nominal qiy- matga teng bo‘lsa, dvigatel rotori nominal tezlik (ya2 n ) bilan 158 www.ziyouz.com kutubxonasi
AylanuVchi rotoryu, Spyu t or Stptorning aypanta nagnit maydoni (p,) p,*p, Rotorning ayoanna magnit maydoni(p,) 91- rasm. aylanadi. Asinx- ron dvigatel pas- portida rotor- n i n g aylanish chastotasi ko‘rsa- tiladi. Oldin ay- tib o‘tilganidek, rotor tezligi ay- lanish m agnit maydoni aylanish teeligidan 1... 6% ga kichik bo‘ladi. Asinxron dvigatellarda stator bilan rotor orasidagi havo ora- lig‘i qancha kichik bo‘lsa, ular orasidagi magnit bog‘lanish ham shuncha kuchli bo‘ladi. Sh uning uchun bu oraliq asinxron dvigatellarda mum- kin qadar kichkina qilinadi. Asinxron dvigatel normal sharoit- da ishlaganda uning statorida asosiy magnit yurituvchi kuch, roto- rida esa rotorning aylanma magnit yurituvchi kuchi hosil bo‘ladi (92-rasm). Bu rasmda stator va rotor magnit maydonlarining bir- biriga nisbatan vaziyati va magnit maydonlari induksiyasining o‘zgarish sh a o i ko‘rsatilgan. Rotorning aylanish chastotasi p} ga, lekin rotor M Yu K ining aylanish chastotasi ga teng bo‘ladi. Qisqa tutashtiridgan rotorli asinxron dvigatelning shartli- mantiqiy sxemasi. Bunday sxema asinxron dvigatelning ishlash prinsilini yaxshi tushunishga imkon beradi. Dvigatel ishlashi uchun stator chulg‘amlariga manbaning uch fazali simmetrik kuchla- nishi berilishi kerak. Bunda stator chulg‘amlaridan tok /, (ya’ni toklar /d / n / s ) o‘tadi; bu tok statorning magnitlovchi kuchi / ; I/, 159 www.ziyouz.com kutubxonasi
ni hosil qiladi. Bu magnitlovchi kuch stator ichida tezlik m , bilan aylanadigan aylanma magnit maydoni hosil qilali. Aylanma mag- nit oqimi stator va rotor chulg‘amlari simlarini kesib o‘tadi va ularda, elektromagnit induksiyasi (EM I) qonuniga binoan va Ye7 lar E Yu K ni hosil qiladi. Stator chulg‘amining £, E Yu K tarmoq kuchlanishi //,bilan birga stator toki /, qiymatini aniq- laydi. Yeg E Yu K ta’sirida rotor chulg‘amidan tok /g o‘ta boshlaydi. Magnitlovchi kuch /^I^ni hosil qiladi. Magnitlovchi kuchlar /, va /3I^ birgalikda dvigatelning yig‘indi magnit oqimini aniq- laydi Rotor toki /} magnit oqimi bilan o‘earo ta’sirlanib elek- tromagnit kuch (E M K) qonuni asosida dvigatelning aylantiruv- chi momenti M ni hosil qiladi. Dvigatel aylana boshlaydi. Bu momentstatik qarshilik (nagruzka) momenti Mg bilan birgadvi- gatelning aylanish tezligini aniqlaydi. V II bob. ASINXRON M A Sh I N A N I N G DVIGATEL SIFATIDA I Sh L A Sh I > 41. Asinxron dvigatel chulg‘amlarining elektr yurituvchi kuchlari Asinxron dvigatel statorining chulg‘ami tarmoqqa ulanganda elektr energiyasi statordan rotorga magnit maydoni vositasida uzatiladi. Dvigatel ishlab turganda uning stator chulg‘amidan ham, rotor chulg‘amidan ham tok o‘tib turadi. Dvigatel faza rotorli bo‘lsa, unda uch fazali tok; qisqa tutashgan rotorli bo‘lsa t faza- li tok o‘tadi (t — rotor pazlari yoki qisqa tutashgan simlar soni). Stator va rotortoklari o‘zlarining xususiy M Yu K larini ( Gʻ\ va Gʻx) hosil qiladi Natijada dvigatelda ularning yig‘indisiga teng bo‘lgan yig‘indi M Yu K hosil bo‘ladi. Yig‘indi M Yu K dvigatel- ning asosiy magnit oqimini (F) hosil qiladi. Asosiy magnit oqimining kuch chiziqpari stator va rotor chulg‘amlari bilan ila- shadi va ularda E Yu K hosil qiladi. Stator chulg‘amining E Yu K Yex tabiatan o‘zinduksiya E Yu K bo‘lib, uning qiymati (2—15) for- mula bilan aniqlanadi: Ye, -4,44«g( . (3 -4 ) bu yerda: k — chulg‘am koeffisiyenti; k 1 , — stator chulg‘amining bir fazasiga tegishli effektiv o‘ramlar soni. EYu K ning asosiy garmonikasi uchun chulg‘am koeffisiyenti 0,9 ... 0,96; transformator uchun esa k, = 1 ga teng. 160 www.ziyouz.com kutubxonasi
Asosiy magnit oqimi rotor chulg‘ami (yoki qisqa tutashtiril- gan simlari) bilan ham kesishadi va ularda ham E Yu K Ye7 hosil qiladi. Rotor chulg‘amida hosil bo‘ladigan E Yu K formulasini ol- din qo‘zg‘almas rotor uchun, so‘ngra aylanadigan rotor (normal hol) uchun aniqlaymiz. Agar faza rotorli asinxron dvigatelning ro- tor chulg‘ami ochiqholda bo‘lsa, dvigatel tarmoqqa ulanganda uning rotori aylanmaydi Bu holda aylanma magnit oqimi rotorga nis- batan ham sinxron tezlikda aylanadi va rotor chulg‘amida / = 60 chastotali E Yu K hosil qiladi. Rotori qo‘zg‘almas asinxron dviga- tel transformatordek ishlaydi. Rotor chulg‘amida hosil bo‘ladi- gan E Yu K quyidagicha aniqlanadi: Ye2 = 4,44«;, ku/ 2 Ft (V) Bu sharoitda / 2 = / bo‘lgani uchun: Ye2 = 4,44yug k2 /,F yu , (3-5) bu yerda: k2 — rotor chulg‘amining chulg‘am koeffisiyenti; i > 2 — ro- tor chulg‘amining effektiv o‘ramlari soni. Rotor chulg‘ami ham rotor paelariga o‘rnatiladi, chulg‘am simla- ri bir-biriga nisbatan ma’lum burchakka siljigan bo‘ladi. Sh u- ning uchun rotor chulg‘amining E Yu K formulasiga chulg‘am koeffi- siyenti kiritiladi. Asinxron mashinalarda asosiy magnit oqimi F statorning po‘lat o‘eagi, havo oralig‘i va rotorning po‘lat o‘zagi orqali qur- shaladi (94-rasm). Magnit oqimining bir qismi stator chulg‘ami- ning simlari, stator o‘zagi va havo oralig‘i orqali qurshaladi. Bu oqim statorning sochilma magnit oqimi (<£.,) deyiladi. Bundan tashqari, rotor toklari kuch chiziqlari faqat rotor po‘lat o‘zagi va havo oralig‘idan o‘tib qurshaladigan rotorning sochilma mag- nit oqimi (Fe}) ni ham hosil qiladi. Sochilma oqim Fs | stator chul- g‘amida sochilma E Yu K Yeg | ni hosil qiladi. £s | ning qiymati stator chulg‘amining induktiv qarshili- gida kuchlanish pasayishi, ya’ni Yes 1 = - ]1 yx^ bilan aniqpanadi. Agar asinxron mashina salt ishlash sharoitida ishlasa, sta- tor chulg‘amidan salt ishlash toki o‘tadi. 94-rasm. II— Elsktr mashinalari 1 6 1 www.ziyouz.com kutubxonasi
Asinxron mashinaning magnit zanjirkda havo oralig‘i bo‘lga- ni uchun salt ishlash toki transformatornikiga qaratanda ancha katta bo‘ladi va stator nominal tokining 20 ... 60 % ini tashkil qiladi (transformatorda 2 ... 10 %). Salt ishlash tokining katta bo‘lishi asinxron mashinaning kamchiligi hisoblanadi. Bunda sta- tor eanjirida energiya ko‘p isrof bo‘ladi va dvigatelning quvvat koeffiiiyenti kamayadi. Salt ishlash tokini kamaytirish maqsa- dida stator bilan rotor orasidagi havo oralig‘i mumkin qalar kichkina qilinadi. Masalan, quvvati 5 kVt gacha bo‘lgan dvigatel- larda bu oraliq 0, ] ... 0,3 mm bo‘ladi. Rotori qo‘zg‘apmas asinxron dvigatel transformator sifati- da ishlashi mumkin dedik. Agar rotor chulg‘ami zanjiriga nagruzka (^ ) ulansa, bunday dvigatelning stator zanjiri va rotor zanji- ri uchun E K J lar va toklar tenglamasini yozish mumkin. Bu teng- lamalar nagruzkali transformatorning EYu K lari va tenglama- siga o‘xshash bo‘ladi. Lekin aylanma magnit maydonining bo‘lishi, birlamchi va ikkilamchi chulg‘am toklarining o‘zaro ta’siri asin- xron mashinaning o‘ziga xos xususiyatidir. Asinxron mashinalar- la stator va rotor M Yu K lar to‘lqinlarining aylanish chastota- lari teng bo‘lishi lozim. Stator va rotorda qutblar soni bir xil bo‘lishi kerak. Shunda stator va rotor M Yu K larining to‘lqinla- ri bir-biriga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘ladi va ularning o‘zaro ta’- siri natijasida quvvatni statordan rotorga o‘tishi ta’minlana- di. Bu yerda ham asosiy magnit oqimi mashinaning turli ish sha- roitlarida deyarli bir xilda qoladi. Umuman, qo‘zg‘almas rotorli asinxron mashinaning nazariyasi transformator nazariyasiga o‘xshash, lekin amalda asinxron mashina transformator o‘rnida ishlatilmaydi. Rotori qo‘zg‘almas asinxron mashinalar f a z o r ye - gulyatorlar va i n d u k s i o n regulyatorlar sifatida ishlatiladi. Bular haqida keyinroqto‘xtalamiz. Asinxron mashina normal sharoitda ishlaganda uning rotori aylanma magnit maydoni yo‘nalishida aylanadi va uning ishi davomida doimo i2 < l , bo‘ladi. Aylanma magnit maydoni rotor chulg‘amida EYu K Ye’ ni hosil qiladi va u quyidagicha aniqpanadi: Yek = 4,44yug ■ k7 / gFt , (3-6) bu yerda:^ — rotorda hosil bo‘lgan E Yu K chastotasi Aylanma mag- nit maydoni rotorga nisbatan ya, - l2 tezlik bilan aylanadi. Bunda / chastota quyidagicha aniqlanadi: 162 www.ziyouz.com kutubxonasi
(3-7) /• _ (px-p7 )r Ь -------6 G “ - Aylanuvchi rotor chulg‘ami E K J ining chastotasi/ ni tarmoq kuchlanish chastotasi / bilan ifodalash mumkin. Buning uchun yuqoridagi formulaningsurat va maxrajini ya, ga ko‘laytiramiz: g (p,-p,)r l, p,r (l,-l,) g - b O l , - ■ — -/■ 60 (3-8) Demak, rotor chulg‘amida (yoki qisqa tutashtirilgan simlarda) qosil bo‘ladigan E Yu K va tokning chastotasi dvigatelning sirpa- nish qiymatiga bog‘liq ekan. Asinxron dnigatel nagruzka bilan ishlaganda rotorning aylanish tezligi shu nagruzka qiymatiga qarab o‘zgarib turadi. Nagruzka ko‘p bo‘lsa, rotor sekinroqaylana- di, dvigatelning sirpanishi esa kattaroqbo‘ladi. Bunda E Yu K £y ning chastotasi ham katga bo‘ladi. Dvigatelni yurgizishning dast- labki momentida $ = ] bo‘ladi; bunda rotor E Yu K ining chastota- si eng katga, ya’ni / 2 = / = 50 Gs bo‘ladi. Rotorning aylanish chas- totasi ortib borgani sari, rotor tokining chastotasi kamaya bo- radi. Dvigatel salt ishlaganda p2 ~ l, sirpanish qiymati juda kichkina bo‘ladi. Busda rotor tokining chastotasi eng kichkina bo‘ladi. Masalan, dvigatelning sirpanishi z = 50% va tarmoqning kuchla- nish chastotasi / = 50 Gs bo‘lsa, rotor E Yu K ining chastotasi: / 3 ~ / • $ = 50 0,05 = 2,5 Gs bo‘ladi. Aylanuvchi rotor chulg‘amining E Yu K Yei ni qo‘zg‘almas rotor chulg‘amida hosil bo‘ladigan E Yu K ni Yeg orqali ifodalash mum- kin, ya’ni: Yei = 4,44yu2 k2 / 2 Fsh = 4,44yu2 A3 / F t -z = Yeg - a. (3-9) Demak, aylanuvchi rotor chulg‘amida hosil bo‘ladigan E Yu K qo‘zg‘almas rotor chulg‘amida hosil bo‘ladigan E Yu K ni sirpanish- ga ko‘paytmasiga teng ekan. Agar rotor chulg‘amida tok chastotasi o‘zgaruvchan bo‘lsa, shu tok chastotasiga bog‘liqbo‘lgan rotor parametrlari ham o‘zgaruvchan bo‘la- di. Masalan, rotor chulg‘amining induktiv qarshiligi ham o‘zga- ruvchan bo‘ladi. Aylanuvchi rotorning induktiv qarshiligi quyi- dagicha ifodalanadi: xi = 2p/g£z, = 2d/, • • x = x2 5 , (3-10) bu yerda: x2 — qo‘zg‘almas rotorning induktiv qarshiligi. Shunday qilib, dvigatelni yurgizishning dastlabki momenti- 163 www.ziyouz.com kutubxonasi
da ( p = 0 va 5 = 1 bo‘lganda) rotor chulg‘amining E Yu K va induktiv qarshiligi eng katta; salt ishlaganda esa eng kichik bo‘lar ekan. Normal sharoitda ishlab turgan dvigatelda rotor parametrlari- ning sirpanishga bog‘liq holda o‘egarishi asinxron mashinadan kuchlanish, tok yoki chastotani o‘zgartiruvchi mashina sifatida foy- dalanishga imkon beradi. 42. Asinxron dvngatel elektr yurituvchi kuchlarining tenglamalari Oldin asinxron dvigatel stator chulg‘amining zanjiri uchun E Yu K tenglamasini aniqpaymiz. Asinxron dvigatel statoriga tarmoqdan beriladigan kuchlanish {], ning asosiy qismi stator chulg‘amida asosiy magnit oqimi hosil qiladigan o‘eindukniya EYu K Ye, bilan; qolgan qismi esa shu chulg‘amning aktiv va reaktiv qar- shiliklaridagi kuchlanish pasayishlari / , L, va ]1k xg bilan muvo- eanatlashadi. Asosiy magnitoqimi stator chulg‘amida EYu K £, ni, sochilma oqim esa £ s 1 = -u /,*, sochilma E Yu K ni hosil qiladi. Kirxgofning ikkinchi qonuniga ko‘ra: I/, + £, + £ S 1 = /,* ,- (Z‘ p ) Bunda stator chulg‘ami zanjiri uchun E Yu K tenglamasi quyida- gicha yoziladi: £/,=-£, + u/,l, +/,£,. (3-12) Stator chulg‘amining aktiv va reaktiv qarshiliklaridagi kuch- lanish pasayishi juda kichkina bo‘ladi. Odatda, /,x, kuchlanish pasayishi /,£, dan kattaroqbo‘ladi. Dvigatel normal sharoitda ishlaganda asosiy magnit oqimi rotor chulg‘amida E Yu K Yeg ni, rotorning sochilma oqimi esa shu chulg‘amla sochilma E Yu K £ s = - ) 12xg ni hosil qiladi. Dvigatel normal sharoitda ishlaganda rotor zanjiri qisqa tutashtiril- gan. Rotor zanjiri uchun E Yu K lar yig‘indisi nolga teng, ya’ni: Yeg 5 - / / 2x 25 - / 2 A 2 = 0. (3-13) Bu tenglamaning har bir hadini 5 ga bo‘lib, rotor chulg‘ami zanjiri uchun E Yu K tenglamasini hosil qilamiz: Yeg - L 1Xg- 1 gKg/5 = ’. (3-14) 164 www.ziyouz.com kutubxonasi
43. Asinxron dvigatelning magnit yurituvchi kuchlari va toklarining tenglamasi Oldin aytib o‘tilganidek, asinxron dvigatelning asosiy mag- nit oqimi stator va rotor chulg‘amlarining M Yu K lari (Gʻ, va Gʻ}) tomonidan birgalikda hosil qilinadi: F = & ’ ’ (3-15) bu yerda: Yai — asinxron dvigatel magnit zanjirining qarshi- ligi; G‘e — asinxron dvigatelning yig‘indi M Yu K. Salt ishlash sharoitida stator chulg‘amining magnitlovchi kuchi- Gʻ0 = 0,45t,K| . (3-16) Nagruzkali dvigatelning stator va rotor chulg‘amlarining M Yu K lari: Gʻ, - 0 , 4 5 « , * , , (3-17) Gʻ2 = 0,45t3 k 2 - ^ 1 ^ (3_ 1 8) bu yerda: t 2 — rotor chulg‘amining fazalari soni. Dvigatelning nagruzkasi o‘zgarganda /3 va /, toklarning qiy- matlari o‘zgarib turadi, chulg‘amlarda bu toklar hosil qiladigan M Yu K lar ham o‘zgatib turadi. Lekin dvigatel turli sharoitda ishlaganda asosiy magnit oqimi taxminan bir xilda qolali, ya’ni M Yu K lar Gʻ, va Gʻ} o‘zgarsa ham Gʻd o‘zgarmaydi: Gʻ0 = Gʻ, + Gʻ2 = SOP5{ . Asinxron dvigatelning magnitl ovch i kuchlar tengla- masi quyidagicha yoziladi: «,&,«’,/, + t 2 L 2 I ) 2 / 2 = t, A , l ^ | /0, (3-19) Bu tenglamani t ^ yu { ga bo‘lib, dvigatelning toklari uchun quyidagi tenglamani olamiz: ; t f k u / 1 /P |A S |2 0 | 1 I, + /; 1 . s ,, t -,k-,ip ; bu yerda: / 2 = — V 1 / 2 — stator chulg‘amiga keltirilgan rotor chul- g‘aminingtoki. Yuqoridagi tenglamadan stator tokini aniqpaymiz: 165 www.ziyouz.com kutubxonasi
(3-20) Demak, asinxron dvigatelda stator chulg‘amining toki ikki qismdan: magnitlovchi tok / 0 va rotor tokining magnitsixpovchi ta’sirini yo‘qotuvchi (~1} ) tokdan iborat ekan. Asinxron dviga- telda stator chulg‘amining toki /, uning rotor chulg‘amidagi tok / ' ning o‘zgarishi bilan o‘zgarib turadi. Dvigatel salt ishlaganda l = 0 va /] = 0 bo‘ladi. Bu \olda /, = / 0. Qo‘zg‘almas rotor uchun 5 = ]. Bu holda , z, 1\ va /, toklar ham o‘zinnng eng katta qiymatiga erishadi. Demak, rotortoki 1\ dvigatelning magnit sistemasini magnitsizlaydigan (transformatorning ikkilamchi chulg‘am toki- ga o‘xshab) ta’sir ko‘rsatar ekan. 44. Rotor parametrlarini stator chulg‘ami o‘ramlari soniga keltirish Stator va rotor larametrlarini umumiy vektorlar diagram- masida tasvirlash maqsadida rotor chulg‘amining parametrlari stator chulg‘ami o‘ramlari soniga keltiriladi. Bunda faealari soni tr chulg‘am koeffisiyenti kr ayrim faza chulg‘amining o‘ramlari soni yu} bo‘lgan rotor chulg‘ami fazalar soni t}, chulg‘am koeffisi- yenti K' va o‘ramlar soni bo‘lgan chulg‘am bilan, ya’ni stator chul- g‘ami bilan almashtiriladi. Bunday almashtirish rotor zanjiri- ning energetika balansiga ta’sir qilmasligi lozim, ya’ni rotor zanjirining aktiv quvvati keltirilgan rotor zanjirining ak- tiv quvvatiga teng bo‘lishi; katgalik vektorlari orasidagi sil- jish burchaklari ham bir xilda qolishi kerak. Rotor parametrla- rini stator chulg‘ami o‘ramlari soniga keltirish quyidagi formu- lalar yordamida bajariladi. 5 = I bo‘lganda rotorning stator chulg‘ami o‘ramlar soniga keltirilgan EYu K: Ye\ = £ A = Ye „ bu yerda: ~ = — quzg‘almas rotorli asinxron mashinada E Yu K (yoki kuchlanish) ning transformasiya koef f isi- ye n t i . Stator chulg‘ami o‘ramlar soniga keltirilgan rotor toki: 166 www.ziyouz.com kutubxonasi
. t.k.sh| t . , bu yerda: * ■ > = — — asinxron mashinada tokning trans- formasiya koeffisiyenti. Asinxron mashinada koeffisiyentlar ke va A, transforma- tordagidek bir xil emas. Chunki, statorda faealar soni /ya, bir xil bo‘lmaydi (faqat faza rotorli dvigatelda t , = t 2). Rotor chulg‘amining keltirilgan aktiv qarshiligi aktiv qar- shiliklar /?, va Ya2 da isrof bo‘ladigan quvvatning barobarligi, ya’ni /i3 / * = tx 11 g Ya\ shartidan aniqlanadi. K\ = /?3 ke k, = L3 * (. Xuddi shunday keltirilgan induktiv qarshilik. x2 ' = x^/ik, = x 7 k, bu yerda: k = ke -k7 — asinxron mashinada t r a n s f o r m a s i ya yo k i q a r sh i l i k l a r n i k ye l t i r i sh k o e f f i s i - ye n t i deyiladi. Qisqa tutashtirilgan rotorli dvigatelda koeffisiyentlar ke va k, ni aniqlashda tg =0,5; k7 = 1 na tg = g7 deb olinadi. Bu yerda: — rotor pazlari yoki sterjenlari soni. Bunday chulg‘amda ayrim fazalar burchak “ = Ga surilgan bo‘ladi; lekin doim L = R\ ■ 45. Asinxron dvigatelning vektor diagrammasi Normal sharoitda ishlab turgan asinxron dvigatel uchun vek- tor diagramma qurishda rotor chulg‘amining parametrlari stator chulg‘amiga keltirilgan. Asinxron dvigatelning bir fazasi uchun qurilgan vektor diagramma nagruzka ulangan transformatorning vektor diagrammasiga o‘xshash. Bektor diagramma asinxron dviga- telning stator va rotor chulg‘amlari E Yu K lari va toklarining asosiy tenglamalari asosida quriladi. Rotor zanjiri uchun E Yu K lar tenglamasini keltirilgan qiymatlarda yezamiz. Asinxron dvi- gatelning asosiy tenglamalari (/, = (-£ ,) + u/,*, + /,/?,, 0 = Ye'2 - ] 1 [ x\-1 \V 1 /5 , (32]) /. = / 0 + ( - ': ) • * 167 www.ziyouz.com kutubxonasi
Normal sharoitda ishlab turgan asinxron dvigatelda sirpa- nish qiymati kichkina bo‘ladi. Sh uninguchun /?{ /$ ning qiymati Ya\ ga nisbatan ancha katta. Ya '2 / 5 ning qanchalik katta bo‘lishini aniqlash uchun Ya\ / z dan (/?] ni ayiramiz va Ya\ ni qo‘shamiz: 4 $ + ya; = ya ; , ya ; ^ = ya ' + ya ,. (3-22) □ I Demak, -o‘- qarshiligi ikki qismdan, ya’ni L] qarshilik hamda qo‘shimcha qarshilik /?* dan iborat bo‘lar ekan. Bunda rotor zan- jiri uchun E Yu K lar tenglamasini boshqacha yozish mumkin, ya’ni: 0 = £'-u71x{-/^1-L '/? ;(Ь x). r-23) Endi aylanuvchi rotorli va nagruzka ulangan asinxron dviga- teluchun vektor diagramma quramiz. M agnitoqimi F ningvek- torini gorizontal yo‘nalishda chizamiz. Salt ishlash toki / 0 ning vektori F dan a burchakka oldinda chiziladi. EYu Klar £, va £ 3 vektorlari F dan 90° orqada qoladi (95-rasm). Rotor tokining qiymati (3-25) ifodasidan anikdanadi. Rotor chulg‘ami Ya\ va x\ qarshiliklarga ega, shuning uchun rotor toki { /{ ) £ 2 E Yu K vek- torlaridan burchakka orqada qoladigan qilib chiziladi. Bu bur- chakning qiymati quyidagicha aniqlanadi: lL \|/3 = ags18-£-. Rotor chulg‘amining aktiv qarshiligidan kuchlanish pasayishi vektorlari /{D{ va / { /? { ( ^ ) rotor toki / 2 ' vektor yo‘nalishida; induktiv qarshiligidagi kuchlanish pasayishi vektori }1\x2 /{ vektordan 90° oldinda qilib chiziladi, Rotor zanjiri qisqa tu- tashgan zanjir bo‘lganligi uchun bu vektorlarning yig‘indisi Yo\ vektorga teng bo‘ladi. Diagrammadastatortoki /, vektorini topish uchun / 0 ga(-/{) vektorni qo‘shamiz. Tarmoqdan stator chulg‘amiga beriladigan (/, kuchlanish vektorni aniqdash uchun stator chulg‘ami uchun yozilgan tenglamaga qaraymiz. (— £ ,) vektor £, vektorga teskari qilib chiziladi. — £, vektorga statorning aktiv va reaktiv qarshilik- 168 www.ziyouz.com kutubxonasi
laridagi kuchlanishlar pasaiishi vektorlarini qo‘shamiz, ya’ni /,/?, vektor /, tok yo‘nalishida; u/, d s k vektor /, vektordan 90° oldinda keladigan qilib chiziladi. Endi /,*, vektor uchini O nuqta bilan birlashtirib, tarmoq kuchlanishi vektori 1 1 { ni aniqlaymiz. Asinxron dvigatelning vek- tor diagrammasi (95-rasm) ik- kilamchi chulg‘am kuchlanishi OK = / ; L ] ( ^ ) ga teng bo‘lgan transformator uchun qurilgan vek- tor diagrammaga o‘xshaydi. OK 95-rasm. kuchlanish guye qarshiligi ga teng bo‘lgan nagruzkaga beril- gan. Asinxron dvigatelning vektor diagrammasi ikkilamchi chul- g‘am qismalariga ^ ' ( ^ ) ga o‘zgaruvchan qarshilik ulangan trans- formatorning vektor diagrammasiga o‘xshaydi. Demak, asinxron dvigatel elektr jihatdan qarshiligi L^(®-r) bo‘lgan aktin na- gruzka bilan ishlaydigan transformatordir. Bunday transfor- matorning ikkilamchi chulg‘ami qismalaridan olinadigan quvvat: R g = « .(/;)’ ^ ( Ь * ) . (3-24) Bu quvvat asinxron dvigatelning to‘ l a mexanik quvva- ti deyiladi. Asinxron dvigatel nagruzka bilan ishlaganda stator va rotor chulg‘amlarida hosil bo‘ladigan E Yu K va toklarning chastotasi har xil bo‘ladi. Odatda, vsktor diagramma bir xil chastotali sinus- oidal kattaliklar uch>n quriladi. Yuqorida keltirilgan vektor diagrammani qurishda rotor chastotasi tarmoq toki chastotasiga keltirilib quriladi. Asinxron dvigateluchun ikkita vektor di- agramma, ya’ni stator zanjiri uchun alohida, rotor zanjiri uchun alohida diagramma qursa ham bo‘ladi. Bunda rotor zanjirining parametrlari stator chulg‘ami o‘ramlari soniga keltirilmaydi. 169 www.ziyouz.com kutubxonasi
46. Asinxron dvigatelning ekvivalent elektr sxemasi Asinxron dvigatelning ishlashini analiz qilishda uning o‘rnini bosa oladigan, ya’ni dvigatelga ekvivalent bo‘lgan elektr sxemadan foydalaniladi. Dvigatelning ekvivalent elektr sxema- si uning asosiy tenglamalari asosida tuziladi. Ekvivalent elektr sxema bir-biriga elektromagnit vositasida bog‘langan stator va rotor zanjirlari parametrlarining elektr qarshiliklari vosi- tasida ko‘rsatiladi. Ekvivalent elektr sxema bo‘yicha asinxron dvigatelningtoki- ni, undagi quvvat isrofini, kuchlanish pasayishini aniqlash mumkin. Rotor eanjiri uchun alohida ekvivalentsxema tuzish mum- kin. Ilgari aytib o‘tilganidek, aylanuvchi rotor chulg‘amidagi tok- ning ta’sir etuvchi kuchi va uning chastotasi rotorning aylanish chastotasiga bog‘liq. Rotor zanjiri uchun tuzilgan ekvivalent sxemadan (96-rasm, uning chastotasi hamda induktiv qarshiligi x’ dvigatel sirpa- nishiga to‘g‘ri proporiional, ya’ni Yei = Yeg ■ 5 ; x 2 $ = x 2 ■ 5 . Unda: Oxirgi formulaga 96-rasm, bda keltirilgan ekvivalent sxe- ma to‘g‘ri keladi. Bu sxemada Ye2 va lar o‘zgrmas, Ya2 qarshilik esa dvigatel sirpanishiga mos holda o‘zgarib turadi. 96-rtsm, v da keltirilgan rotor zanjirining ekvivalent sxemasida rotor zan- jiriningaktiv qarshiligi ikki qismdan, ya’ni Ya "2 va lar- dan iborat. /?] qarshilikning qiymati dvigatelning ishlash sha- roitiga, ya’ni uning sirpanishiga bog‘liq. Asinxron dvigatelning E Yu K lari va toklari tenglamasiga va vektor diagrammasiga mos keladigan elektr sxemasi uning e k - vivalent elektr sxemasi deyiladi. Asinxron dvigatel- ning ekvivalent sxemasi uchta asosiy qismdan tuziladi: a) qarshiliklari /?,, x, va toki /, bo‘lgan stator zanjiri qismi; Rotor aylanib turganda Ye’ va roitiga bog‘liqemas. Qarshilik dvigatelning ishlash sha- 170 www.ziyouz.com kutubxonasi
d b) qarsh iliklari /^ , xv va toki / 0 bo‘lgan magnitlovchi qism; v) qarsh iliklari , x ' 2 , vatoki ( - / 3 ') bo‘lgan rotor chulg‘ami qismi. 97-rasm, a da asinxron dviga- telning T simon ekvivalent elektr sxemasi keltirilgan. Bu sxemada fa- qat qarshilik o‘zgaruvchan 0 96-rasm. Rotor zanjirining ekvinalent elektr sxemasi. parametr hisoblanadi. Bu qarshilik qiymatining o‘zgarishi dvi- gatel validagi mexanik nagruzka qiymatining o‘zgarishiga bog‘- liq. Chunki nagruzka qiymati o‘zgarsa, dvigatel sirpanishining qiymati ham o‘zgaradi. Masalan, dvigatel validagi nagruzka mo- menti M 2 = 0 bo‘lsa, sirpanish ham 5 = 0 bo‘ladi. Bu holda « m — o a bo‘ladi va bu dvigatelning salt ishlash sharoitiga mos keladi. Agar dvigatel validagi nagruzka momenti uni aylanti- ruvchi momentdan katta bo‘lsa, rotor aylanmay qoladi, sirpanish 5 = I bo‘ladi va bu dvigatelning qisqa tutashish sharoitida ishla- shiga mos keladi. Asinxron dvigatel- ning ekvivalent sxemasi- ni soddalashtirish va shu asosda hisoblashni oson- lashtirish mumkin. Sh u maqsadda magnitlovchi qism qarshiliklari va x0 ni tarmoq qismalari- ga ko‘chiramiz. Magnitlov- chi tok qiymati o‘zgarmas bo‘lgani uchun qarshilik- lar /? , va x, ga qarshilik- lar va x0 ni ketma-ket ulash lozim bo‘ladi va asinxron dvigatelning G simon ekvivalent elektr sxemasini olamiz (97- rasm, 6). Aslida qarshi- 97-rasm. Asinxron dvigatelning T simon (o) va G simon (b) ekyaivalent elektr sxe- masi. ! 71 www.ziyouz.com kutubxonasi
liklar ozgina o‘zgaradi. Bu o‘zgarishni qandaydir koeffiiiyent kiritish bilan e’tiborga olinadi. Matematik hisoblashlarni kel- tirmasdan G simon sxema uchun quyidagilarni yozish mumkin: 1; = g 2/s,, bu yerda: G2 va / ' — T simon va G simon ekvivalent sxemaning ish konturi toklari Yuqorida keltirilgan sxemadagi S, = / + (/?,+ + ux0) kompleksini uning moduli bilan almashtirish mumkin. Quvvati 10 kV t va undan katta bo‘lgan asinxron dvigatellar uchun S| = 1,02 ... 1,05 ga teng. Keng qo‘llanadigan dvigatellarda bo‘ladi- gan elektromagnit jarayonlarni analiz qilishda, ko‘pincha S, = 1 olinadi. Bunda hisoblash osonlashadi va xato katta bo‘lmaydi. Sh u- ning uchun S, = 1 bo‘lganla asinxron dvigatelning G simon ekvi- valent elektr sxemasini m a gn i tl o v ch i konturi tarmoq kuchlanishi qismalariga ko‘chirilgan soddalashti- rilgan ekvivalent sxema deyiladi (97-rasm, v). Bu sxe- madagi / ' tokni / 0 tokka teng deb olish mumkin. G simon ekvivalent sxemada stator va rotor konturlari qar- shiliklari ketma-ket ulangan bo‘ladi va ish konturini tashkil qiladi; ish konturiga magnitlovchi kontur parallel ulanadi. Ish konturi tokining qiymati quyidagicha aniqlanadi: ye; | l,+/g 2+ ^ 1 - £ | + (X,+X2)3 Agar Ye[ = Ye, = V. bo‘lsa: * /■ ^ /(L , + / ? 2 / ^ ) 2 + ( X, + Xz) 2 (3 -2 5 ) bo‘ladi. Asinxron dvigatelning ekvivalent sxemasida magnitlovchi zanjirning tarmoqqa ulanishi ( /? , va x, qarshiliklar bilan bir- ga) natijasida dvigatelning ba’zi parametrlari aniq bo‘lmay qoladi, ya’ni bunda ma’lum xatolikka yo‘l qo‘yiladi, lekin bu xatolikni e’tiborga olmasa ham bo‘ladi. 172 www.ziyouz.com kutubxonasi
V II/6 ob. ASINXRON D VI GA TELN I N G E LEKTRO M AGNIT M O M Ye N TI VA I Sh XARAKTERISTIKALARI 47. Asinxron dvigatel ishlaganda unda isrof bo‘ladigan quvvatlar. Dvigatelning foydali ish koeffisiyenti Asinxron dvigatel tarmokdan elektr energiyasi oladi va uni mexanik energiyaga aylantirib beradi. Elektr energiyani mexanik energiyaga aylantirishda dvigatelda ma’lum energiya isrof bo‘la- di.Dvigatelda isrof bo‘ladigan energiya asosan elektr, magnit va mexanik isroflardan iborat bo‘ladi. Asinxron dvigatel tarmoq- dan /*,= t,£ /,/, so8f| (3— 26) quvvatni oladi. Bu quvvatning bir qismi statorning temir o‘zagi magnitlanganda, magnit isrof sifatida (Ar„|) qamda stator chul- g‘amlaridan tok o‘tganda elektr isrof (Drz1 ) sifatida yo‘qoladi. Stator chulg‘amlarida elektr isrof: Dr3 , =t,]^Q (3— 26) bilan aniqlanali. Tarmoqdan olingan quvvatning qolgan qismi magnit maydoni vositasida rotorga ueatiladi va bu quvvat elektromagnit quvvat (R^) deyiladi Elektromagnit quvvat quyidagicha aniqlanadi: = r\ -(D ° p. +RE 1)- (3-28) Elektromagnit quvvatning bir qismi rotor chulg‘amidz elektr isrof uchun sarflanadi, ya’ni rotor chulg‘amidan tok o‘tganda u qieiydi. Bunda elektromagnit quvvatning bir qismi issiqlikka aylanadi. Rotordagi elektr isrof quyidagicha anikdanadi: Drz 2 = t2^1R2 - "*1 /? 2 - (3—29) Dvigatel normal sharoitda ishlaganda magnitlanish chastotasi kichkina bo‘ladi. Sh uning uchun rotor o‘zagining magnitlanishi uchun sarflanadigan magnit isrof ham juda ozgina bo‘ladi, ko‘pincha, u e’tiborga olinmaydi Elektromagnit quvvatning qolgan qismi dvigatelda mexanik quvvatga aylanadi. Quvvatning bu qismi lvi- gatelning to‘la mexanik quvvati (/V) deyiladi va quyidagi- cha aniqlanadi: Q = r3 -A r * (3-30) 173 www.ziyouz.com kutubxonasi
(3-24) ifolani e’tiborga olib, to‘la mexanik quvvatning for- mulasini quyidagicha yozamiz. (3—31) Bu ifodalagi R2 ning qiymatini (3—30) ga qo‘yamiz: (3 -3 2 ) Bu ifodadan Drz 2 ni aniqlaymiz: &rz 2 = R e -5. Demak, rotor chulg‘amida i s s i q l i k k a aylana- digan quvvat, ya’ni rotordagi elektr isrofi, dvigatelning si r p a n i sh i ga to‘g‘ri proporsional e ka n . Agar sirpanish kichkina bo‘lsa, rotorda elektr isrof ham ozroq; agar sirpanish qiymati katga bo‘lsa, elektromagnit quv- vatning ko‘proq qismi rotorda isrof bo‘lar ekan. Sh uning uchun ham sirpanish qiymati qancha kichkina bo‘lsa, asinxron dvigatel shunchatejamli ishlaydi. Dvigatel ishlaganda podshipniklarning ishqalanishi va aylanadigan qismining havoda ishqalanishi na- tijasida ham ma’lum quvvat isrof bo‘ladi. Bundan tashqari, so- chilma magnit oqimlari hamda stator va rotor po‘lat o‘zagining tishlarida va yaxlit temir qismlarida magnit maydonining o‘zga- rib turishi natijasida, va boshqa sabablar natijasida qo‘shimcha quvvat isrof bo‘ladi. Asinxron dvigatelning to‘la mexanik quvvatidan mexanik is- rof (Arm „ ) ni va qo‘shimcha isrof (Dr^sh) ni ayirsak, dvigatel vali orqali mexanizmga uzatiladigan foydali quvvatni topamiz. Bu quvvat dvigatel validagi quvvat yoki foydali ishga sarflanadigan mexanik quvvat deyiladi va R2 bilan belgilanadi: R 2 = R[ - (&ri„ + & r^,). Foydali ishga sarflanadigan quvvatni boshqacha usulda aniq- lash mumkin Buning uchun dvigatelda bo‘ladigan yig‘indi quvvat isrofini aniqlash lozim bo‘ladi. So‘ngra tarmoqdan dvigatelning statoriga beriladigan quvvat Rx dan yig‘indi quvvat isrofini ayirish lozim bo‘ladi, ya’ni: (3-33) bunda: 174 I d R = D D n + Ьr*\ + Ьr,g + + & Rchsh ■ (3-34) www.ziyouz.com kutubxonasi
98- rasm. Asinxron dvigatelning energetik diagrammasi. bu srda: L dr — dvigatelda isrof bo‘ladigan quvvatlar yig‘indisi. Yuqoridagi mulohazalar asosida asinxron dvigatelning ener- getik diagrammasini qurish mumkin (98-rasm). Asinxron dviga- telning foydali ish koeffisiyenti quyidagicha aniqlanadi: (3 -3 5 ) Xozirgi zamon asinxron dvigatellarining nominal foydali ish koeffisiyenti 83 ... 95% gacha boradi. Odatda, dvigatelning quvvati qancha katta bo‘lsa, uning foydali ish koeffisiyenti shuncha katta bo‘ladi. 48. Asinxron dvigatelning elektromagnit momenti Mexanizmni harakatlantiruvchi har qanday dvigatelning, shu jumladan, asinxron dvigatelning ham ishlashiga baho berilayot- ganda uning mexanik xususiyatlari hisobga olinishi lozim. Turli mexanizmlarga dvigatel tanlashda ham ularning mexanik xususi- yatlariga e’tibor beriladi. Lozim bo‘lgan aylantiruvchi moment- ni hosil qilib berish qobiliyati, nagruzka momenti o‘zgarsa ham aylanish tealigining o‘zgarmasligi; aylanish tezligini o‘zgarti- rish mumkinligi dvigatelning muhim mexanik xususiyatlari hisob- lanadi. 175 www.ziyouz.com kutubxonasi
Asinxron dvigatelning rotorga ta’sir etadigan aylantiruvchi moment rotor chulg‘amidan o‘tuvchi tok (rotor toki) bilan asosiy magnit oqimining o‘zaro ta’siri natijasida hosil bo‘ladi. Dvi- gatelning elektromagnit momenti (yoki aylantiruvchi momenti) uning elektromagnit quvvati orqali quyidagicha ifodalanadi: M - sh . I m (3 -3 6 ) bunda: sh|m - — aylanma magnit maydonining burchak tezligi; l, — sinxron tezlik. _ 60/ , Agar sinxron tezlik: p, = — — bo‘lsa, u holda: ,p = 2 t^ 60 = Sh*. = M . 1 “ 60 r r r ' (3 -3 ? ) Aylantiruvchi moment formulasini chiqarish uchun quyidagi- larni qayta yozamie: Dr,2 = R3 -5- t\12 * 5 U holda dvigatelning aylantiruvchi momenti: M = (3-38) Aylantiruvchi moment Nm yoki kGm da o‘lchanadi. Demak, s i r p a - n i sh o‘zgarmas bo‘lganda dvigatelda hosil bo‘la- digan aylantiruvchi m om ye n t n i n g qiymati rotor zanjiridagi quvvat isrofiga to‘g‘ri p r o p o r s i - onal ekan. Moment formulasiga (3—37) ifodani qo‘yib: M = t,1?Ya,r (3 -3 9 ) ni olamiz. Endi bu formuladagi G2 o‘rniga uning (3—25) da kel- tirilgan qiymatini qo‘yamiz: ______t^rS\Ya'2/ x ______ (3-4 0 ) bu yerda: (7 , — stator chulg‘amining faza kuchlanishi. Demak, asinxron dvigatelning aylantiruvchi momenti stator chulg‘amiga beriladigan tarmoq kuchlanishining kvadratiga to‘g‘ri 176 www.ziyouz.com kutubxonasi
proporsional (ya’ni, M shuning uchun ham dvigatelning aylantiruvchi momenti tarmoq kuchlanishining o‘zgarishi bilan o‘zgarib turadi. Aylantiruvchi momentning formulasini boshqacha yozish ham mumkin. Buning uchun vektor diagrammaning rotor chulg‘amiga te- gishli qismidan foydalanamiz (95-rasmga qarang). Vektor diag- rammadan: / 3 ' • Ya\ /5 = Ye\ S08s /2. (3—41) Bu ifodani (3—38%) ga qo‘yamiz: _ /Ya|U;-£; S 0 5 \ |/ 3 " “> 1 m * A gar Yo\ = £, b o‘l ish ini e’tiborga olsak va £, o‘rniga £, = 4,44yuk } k kk Ft ni qo‘ysak: M = t,r1g 4LAi>^ f Sh| E S05 V 2 ni olamiz. Bu formulada /ya,, k (, /,, va < a ,e o‘zgarmas kattaliklardir. Ularni ma’lum bir koeffisiyent bilan, masalan Sbilan ifodala- sak: Sm 4,44/M|K|L /,I>, = SOP8(, u holda: M =Sk! ’ 2 Ftso5u2. (3—42) Demak, asinxron d vigatelni ng elektromagnit m o m ye n t i m a g n i t o q i m i n i rotor t o k i n i n g aktiv tashkil etuvchisi /]so8Ch/2 ga ko‘paytmasiga to‘g‘ri proporsional ekan Bu formulafaqat asinxron dvigatel- lar uchun emas, balki boshqa har qanday dvigatellar uchun ham to‘g‘ri- dir. Bu formula aylantiruvchi momentni dvigatelda bo‘ladigan fizik hodisalar bilan bog‘lashga imkon beradi. 49. Asinxron dvigatelning mexannk xarakteristikasi Asinxron dvigatelning aylantiruvchi momentining formula- si (3—40) da faqat dvigatelning sirpanishi z o‘zgaruvchan katta- likdir. Asinxron dvigatel uchun aylantiruvchi momentning sir- panish bilan bog‘liqpigi, ya’ni M ~ /(x) muhim ahamiyatga egadir. 12— Elektr mashinalari 1 7 7 www.ziyouz.com kutubxonasi
Bu bog‘lanish dvigatelning mexanik xarakteristikasi deyiladi. Dvigatelning mexanik xarakteristikasi uning normal ishlash che- garalarini aniqlovchi asosiy xarakteristika. Dvigatelning me- xanik xarakteristikasi £/( = sop8£,/= sopL va D. = sopx! bo‘lgan sharoitda olinadi. Dvigatelning mexanik xarakteristikasini aniqlash uchun turli sharoitda (salt ishlashdan to nominal na- gruzka bilan ishlaguncha) sirpanish qiymatini (3—38) formu- laga qo‘yib, uning aylantiruvchi momentining qiymati hisoblab chiqiladi va ma’lum masshtabda xarakteristika quriladi. Bunda formuladagi Q , K2, xi x2 larning qiymati katalogdan olina- di; dvigatel ulanadigan tarmoqning kuchlanishi V va chastotasi / ma’lum. Mexanik xarakteristika aylantiruvchi momentning dvi- gatelning aylanish chastotasi orqali bog‘lanishi, ya’ni M = /(l ) bilan ham berilishi mumkin. Dvigatelnnng mexanik xarakteris- tikasi, ya’ni M = /(x ) va M = /(« ) bog‘lanishlar 109-rasmda ko‘rsatilgan. Dvigatelni yurgizishningboshlang‘ich paytida: l2 = 0 va 5 = 1 bo‘ladi. Bu vaqgda dvigatelda hosil bo‘lgan aylantiruvchi moment yu rgizish momenti deyiladi. Agar (3—40) formula- ga t = 1 ni qo‘ysak, yurgieish momentining qiymatini aniqlash mumkin bo‘ladi: ______t^rS(K2 ______ 2d/1[(L, + D 2)2+(x,+x2)2| (3-43) Har bir mexanizm dvigatelning aylantiruvchi momentiga tes- kari ta’sir qiluvchi, ya’ni tormozlovchi moment hosil qiladi. Bu mexaniemning stati k momenti (M^) deyiladi. Statik mo- ment quyidagicha aniqlanadi: M „ = M 0 + M 2, bu yerda: Mp — dvigatel va mexanizmning ishqalanish, ya’ni salt ishlash momenti; M2 — nagruzka bilan ishlash momenti. Dvigatelning yurgizish momenti statik momentdan katga bo‘lsa, rotor aylana boshlaydi va aylantiruvchi moment statik momentga tenglashguncha rotorning aylanish chastotasi orta boradi. M = M a bo‘lganda dvigatel bir xil tezlik bilan turg‘un ishlay boshlaydi. Dvigatel rotorining tezligi ortgani sari uning sirpanishi kamaya boradi Sirpanish kamaygan sari aylantiruvchi moment kat- talashadi. Sirpanish biror qiymatgacha kamayganda dvigateling aylantiruvchi momenti maksimal qiymatga ( Mm„ ) erishadi (99- rasm). Sirpanishning bu qiymati k r i t i k sirpanish deyi- 178 www.ziyouz.com kutubxonasi
n m n sh (y) a 6 Msh *N 0 $i 1,0$ °(5ch) 5* (5 - 0 ) "| 99- rasm. ladi va $ sh bilan belgilanadi. Sirpanish yanada kamayganla dviga- telning aylantiruvchi momenti (M) ham kamaya boshlaydi. Dviga- tel salt ishlaganda uning aylantiruvchi momenti Mp gacha, na- gruzka bilan ishlaganda Ma gacha kamayadi. Momentlar tenglashgan- da dvigatel bir xil tezlikda ishlay boshlaydi. Agar dvigatel nominal nagruzka bilan ishlasa, uning sirpanishi ham nominal qiymatga erishadi. Mexanik xarakteristikadan ma’lumki, agar l-Obo‘lsa, dvigatelning aylantiruvchi momenti ham nolga teng bo‘ladi. Aylantiruvchi momentning maksimal qiymatini aniqlash uchun oldin kritik sirpanish qiymatini aniqlash lozim. Buninguchun aylantiruvchi momentningsirpanish bo‘yicha uningbirinchi hosi- lasi olinadi va nolga tenglashtiriladi, ya’ni: Aylantiruvchi moment o‘rniga (3—40) dagi ifodani qo‘yib, dif- ferensiallanadi va $sh quyidagicha aniqlanadi: Demak, asinxron dvigatelning yurgizish momenti faqat rotor chulg‘amining aktiv qarshiligi mashinaning to‘la induktiv qar- shiligiga teng bo‘lganida maksimal qiymatiga erishar ekan. Dvigatelning to‘la induktiv qarshiligi qancha katta bo‘lsa, uning yurgizish momenti shuncha kichkina bo‘ladi. Bu formuladagi (±) ishora mashinaning dvigatel yoki genera- tor sifatida ishlashigategishli Mashina generator bo‘lib ishla- ganda uning sirpanishi manfiy, dvigatel yoki elektromagnit tormoz bo‘lib ishlaganda sirpanishi musbat bo‘ladi. Kritik sir- (3 -4 4 ) 179 www.ziyouz.com kutubxonasi
panish qiymatini (3—40) ga qo‘yib, aylantiruvchi momentning maksimal qiymati aniqlanali: m ■ t\rU\ (3 _ 45) (3—44) va (3—45) ifodalardagi stator chulg‘ami aktiv qarshili- gining qiymati normal mashinalarda (x, +x^) ning juda oz qis- mini tashkil qiladi (taxminan 10 ... 11%). Sh uning uchun, kritik sirpanishni hisoblashda e’tiborga olinmasa ham bo‘ladi. U holda (3—44) na (3—45) formulalari yanada soddalashadi: 5. *1+*2 ’ m shad ± «.l+S* 4 p/ ( Ya{+x{-ux\) (3 -4 6 ) (3-47^ Demak, asinxron dvigatelda kr i t i k sirpanish rotor ch u l g‘ a m i n i n g aktiv q a r sh i l i g i g a to‘g‘ri proporsional ekan. Qisqa tutashtirilgan asinxron dvi- gatellarda k r i t i k s i r p a n i sh n i n g qiymati 12. 20% n i , katta quvvatli d v i g at ye l l a r d a 4—5% n i tashkil qila- di. Yuqoridagi formula aylantiruvchi momentning maksimal qiy- mati rotor chulg‘amining aktiv qarshiligi (K2) ga bog‘liq emasli- gini ko‘rsatadi. nisbat qancha katta bo‘lsa, momentning mak- ■ * ! + *2 simal qiymati shuncha katta sirpanishda hosil bo‘ladi. Moment- ning maksimal qiymati ma’lum chastotada qarshiliklar x, va x2 yig‘indisiga deyarli teskari proporsional bo‘ladi. Asinxron dvigatelning yurgizish momenti ham amapiy ahami- yatga ega, lekin asinxron dvigatellarning yurgizish momenti uncha katta bo‘lmaydi. Qisqa tutashtirilgan rotorli dvigatellarda M -d^- =0,7...1,8 ga teng bo‘ladi. Yea’ean yurgizish vaqtida dvigatel- ning yurgizish momenti katta bo‘lishi talab qilinadi. Ma’lum sharoitda (faza rotorli dvigatellarda) yurgizish momenti ay- lantiruvchi momentning maksimal qiymatiga teng bo‘lishi ham mumkin. Yu rgizishning boshlang‘ich paytida a = I bo‘ladi. Lekin yu rgizish momenti maksimal momentga teng bo‘lishi uchun Ya' Dt = 1 bo‘lishi loeim. Demak, bu sharoitda Ya2 = x, + x'2 bo‘lar ekan. 180 www.ziyouz.com kutubxonasi
Faza rotorli asinxron dvigatelda rotor chulg‘amining aktiv qarshiligi ikki qismdan: rotor chulg‘amining qarshiligi Ya2 va yurgizish reostatining qarshiligi dan iborat bo‘ladi. Odatda, yurgieish reostatining qarshiligi rotor chulg‘ami qarshiligidan 8 ... 10 marta katga qilib olinadi (bu yerda gap chulg‘am va reostat ayrim fazasining qarshiligi to‘g‘risida borayotir). Yuqorida aytilganidek, faza-rotorli asinxron dvigatel max- sus ishga tushirish (yurgizish) reostati yordamida ishga tushiri- ladi, Yurgizish reostati rotor chulg‘amiga ketma-ket ulanadi. Bun- da dvigatelning aylantiruvchi momenti quyidagicha aniqpanadi: M = +(x,+x;U , Nm. Kritik sirpanish 5 & g^ G ) bilan aniqlanadi Endi asinxron dvigatelning turg‘un ishlashini ko‘rib chiqa- miz. Agar tarmoq kuchlanishi o‘zgarmas bo‘lsa, rotorning aylanish chastotasi nagruzkaga bog‘liq bo‘ladi. Nagruzka qiymati o‘zgarsa, rotorning aylanish tezligi o‘zgaradi. Umuman, rotorga tagьsir etuv- chi momentlar tenglamasi quyidagicha yoziladi: bu yerda: M — dvigatelning aylantiruvchi momenti; M d = U - • ~ .. • . (i r t q ch a mimsng) dinamik mimsnch, ^ — insrsiya momsngi, burchak tezlanish. Ortiqcha momentni d i n a m i k moment yoki inersiya ku ch l a r i n i n g momenti deyiladi. Dinamik moment musbat yoki manfiy bo‘lishi mumkin. Bu moment dvigatelning aylantiru- chi momenti yoki u harakatga keltirayotgan nagruzka ulangan mexa- niem momentlarining o‘zgarishidan hosil bo‘ladi. Agar ^ = 0 bo‘lsa, A/d = 0 yoki M - M a = 0 bo‘ladi. Bu holatda lvigatel bir xil tezlik bilan ishlay boshlaydi va aylantiruvchi moment sta- tik moment bilan muvozanatlashadi, ya’ni M = M p bo‘ladi. Biror sabab bilan M yoki Ma o‘zgarsa, dvigatelning aylanish tezligi o‘zgaradi. Ba’zi vaqtda, dvigatelning aylanish tezligi o‘zgarsa ham, momentlarnig muvoeanati o‘z-o‘zidan qayta tiklanaveradi. Demak, 181 www.ziyouz.com kutubxonasi
bu holda dvigatel turg‘un ishlaydi, ba’zi vaqtda aylanish tezli- gining o‘zgarishi bilan momentlarning muvozanati butunlay bu- ziladi, ularning muvozanati tiklanmaydi va natijada dvigatel to‘xtaydi. Sh u nuqgai nazardan dvigatelning mexanik xarakteris- tikasi ikki qismga bo‘linadi: a) xarakteristikaning 5 = 0 dan 5 = 5K gacha bo‘lgan qismi ( 100- rasm, OV qismi) dvigatelning turg‘un ishlaydigan (ish) qismi deyiladi; b) xarakteristikaning 5 = 5K dan 5 = 1 gacha bo‘lgan qismi, ( 100- rasm, VA qismi) dvigatelning turg‘un ishlay olmaydigan qi s m i deyiladi. Xarakteristikaning bu qismida sirpanish or- tgan sari lvigatelning aylantiruvchi momenti kamaya boradi. Dvigatelning turg‘un ishlashi. Odatda, birorsistemaning masa- lan, dvigatel va u harakatga keltirayotgan mexaniemning bir me’- yorda ishlashi biror kuch ta’sirida buzilganda, sistema o‘z-o‘zidan avvalgi ishlash holatiga qaytishga intilsa va natijada avvalgi- dek ishlay boshlasa, bunday sistema turg‘un ishlaydigan sistema deyiladi. Masalan, dvigatel nominal moment va no- minal sirpanish bilan ishlab turgan bo‘lsin. Ma’lumki, dviga- tel validagi nagruzka qiymati o‘zgarishi bilan uning aylanti- ruvchi momenti ham o‘zgaradi. Masalan, nominal sharoitda ishlab turgan dvigatelda nagruzka momenti (L/2 ) ko‘paysa, momentlar- ning muvozanati buziladi, ya’ni L/n va Ma teng bo‘lmay qoladi: Bu dvigatelning tezligi kamaya boshlaydi va sirpanishi ortadi. Budvigatel elektromagnit momentining ko‘payishiga olib kela- di. Elektromagnit moment statik moment bilan tenglashguncha o‘sib borali, natijada dvigatel moment va sirpanishning boshqa qiy- matida yana turg‘un ishlay boshlaydi (100- rasm, B nuqga). m„kamayadi. Bu o‘z navbatida elektromagnit momentning kamayishiga olib keladi va u statik moment bilan tenglashguncha kamayadi. Bunda dvigatel moment va sirpanishning boshqa qiymatida o‘z-o‘zidan yana turg‘un ishlay boshlaydi (100- rasm, S nuqta). Sh uning uchun ham xarakteristikaning bu qismini dvigatel tu r g‘u n ishlay- digan qismi deyiladi. Xarakteristikaning VA qismida dvigatel turg‘un ishlay ol- maydi. Dvigatel momenti maksimal momentga teng bo‘lgan sharo- itda u turg‘un ishlab turgan bo‘lsin. Bu sharoitda nagruzka momen- tining juda ozgina ko‘payishi ham sirpanishning kattalashuviga sabab bo‘ladi, bunda elektromagnit moment kamayadi, sirpanish esa yanada ko‘payadi. Bu o‘z navbatda elektromagnit momentning yana- da kamayishiga olib keladi va shu kabilar. Bu hol sirpanish bir- ga teng bo‘lguncha, ya’ni dvigatel to‘xtaguncha davom etadi. Shunday qilib, dvigatel elektromagnit momentining maksimal moment- ga teng bo‘lishi uning turg‘un ishlash xususiyatini chegaralaydi. Asinxron dvigatel turg‘un ishlashi uchun, uning nominal momen- ti maksimal momentdan doimo kichkina bo‘lishi lozim. Bunda dvi- gatel faqat nominal nagruzkada emas, balki nagruzka ma’lum darajada kamayganda yoki ko‘payganda turg‘un ishlayveradi Boshqa- cha aytganda, asinxron dvigatel o‘ta nagruzka bilan ishlash xusu- siyatiga ega bo‘lishi kerak. M a k s i m al m om ye n tni g nomi- nal momentga nisbati asinxron d v i ga t ye l n i n g o‘ta nagruzka bilan ishlash xususiyati deyiladi va quyidagicha aniqlanadi: Amalda kichik va o‘rta quvvatli asinxron dvigatellarning o‘ta nagrueka bilan ishlash xususiyati 1,6 ... 2; o‘rta va katga quvvatli dvi- gatellarda 1,8 ... 2,5 ga teng bo‘ladi. O‘ta nagruzka bilan ishlash xususi- yatining katta bo‘lishi dvigatellar- ning o‘lchamlarini va og‘irligini oshiradi, energetika ko‘satkichlari- ni pasaytiradi. Dvigatelga ulangan mexanizm (nagruzka) aylantiruvchi momentga teskari yo‘nalgan tormozlovchi mo- ment hosil qiladi. Har bir mexa- 101- rasm. 183 www.ziyouz.com kutubxonasi
nizm ham uzining mexanik xarakteristikasiga ega. Mexaniemning nagruzka bilan ishlash momsntining sirpanishga yoki aylanish chastotasiga bog‘liqligi, ya’ni L/ye t = / ( 5) va M a = / ( p) mexa- n i z m n i n g mexanik xara kte r i sti kas i deyiladi. Dvi- gatelning turg‘un ishlashi uning pa mexanizmning mexanik xarak- teristikalariga bog‘liq. 101- rasmda ba’zi mexanizmlar mexanik xarakteristikalarining shakli keltirilgan. 1-egri chiziq — dvi- gateltezligiga bog‘liqbo‘lmagan mexanik xarakteristika (ko‘tarma kranlar, chig‘irlar, porshenli nasoslar, konveyerlar va hokazo); 2- egri chiziq — nagruzka momenti dvigatel tezligiga proporiio- nal bo‘lgan mexanizmlar (tasma-arrapi dastgohlar, yo‘nuvchi dast- gohlar, elektr generatorlari); 3- egri chiziq — parabolik mexa- nik xarakteristika (ventilyatorlar, markazdan qochma nasoslar va hokazo). 4 — p — > M ga teskari mutanosib. Asinxron dvigatelning nominal momenti (L/n ) dvigatel me- xanik xarakteristikasining mexanizmning mexanik xarakteris- tikasi bilan kesishgan nuqta orqali aniqlanali. Asinxron dvi- gatel yurgizilganda uning tezligi tabiiy mexanik xarakteris- tika bo‘yicha oldin V nuqtagacha o‘sib boradi. So‘ngra R nuqtagacha kamayadi. Agar boshlang‘ich yurgieish momenti Mv statik moment Ma dan kichik bo‘lsa, dvigatel yurmaydi. Dvigatelning yurgizish mo- menti (3—43) ifoda bilan aniqlanadi. Yurgizish momentining nominal momentga nisbati ham amaliy ahamiyatga ega: “ = < 3- 49) Quvvati 0,6 ... 100 kVt gacha bo‘lgan qisqa tutashtirilgan ro- torli asinxron dvigatellarda k = 1.1,8; undan katta quvvatli dvigatellarda 0,7 ... 1 ga teng bo‘ladi. Shunday qilib, asinxron dnigatel mexanik xarakteristika- ning OV qismida turg‘un ishlaydigan sistemadir. Xarakteristika- ning bu qismida dvigatel tejamli ishlaydi, chunki sirpanish qiymati kichik Demak, rotor zanjirida quvvat isrofi (Dr]2 = R 3 • z) ozgina. Asinxron mashina turli sharoitlarda (rejimlarda) ishlay ola- di. Bunday mashinalar asinxron dvigatel sifatida, asinxron generator va elektromagnit tormoz sifatida ishlay oladi. Ma- shinaning qanday sharoitda ishlashi ya, va pg tezliklar qiymatla- riga, ularnig bir-biriga nisbatan katga yoki kichik bo‘lishiga va rotorning aylanish yo‘nalishiga bog‘liq. 184 www.ziyouz.com kutubxonasi
a ) A si n xro n m a sh i n a n i n g asinxron dvigatel sifatida ishlashi.Bu sharoitda l, > l2 bo‘ladi. Mashinaning rotoriga ta’sir etadigan moment aylantiruvchi moment bo‘ladi. Mashina elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirib be- radi. Dvigatelni yurgizishning boshlang‘ich paytida (/ = 0) pg = 0 bo‘ladi. Bunda sirpanish $ = 1. Dvigatel nagruzkasiz (salt) ish- laganda l, = l2 bo‘ladi. Bunda sirpanish 5 = 0. Demak, asinxron mashina, sirpanish qiymati 0 dan 1 gacha o‘zgarganda dvigatel sifatida ishlaydi. b) Asinxron mashina generator sifatida ishlaganda asinxron mashinaning rotori boshqa birlamchi dvigatel yordamida aylan- ma magnit maydoni yo‘nalishida l2 > l, tezlik bilan aylantiri- ladi, mashinaning sirpanishi manfiy. Bunday mashina yakorida tok I aktiv qismining yo‘nalishi o‘zgaradi, reaktiv qismining yo‘napishi o‘zgarishsiz qoladi. Bu sharoitda rotorga ta’sir etuvchi elektromagnit momenttormozlovchi moment bo‘ladi. Asinxron ma- shina generator sifatida ishlaydi va birlamchi dvigatelning me- xanik energiyasini elektr energiyaga aylantirib beradi. Asinx- ron mashinaning sirpanishi 0 dan °° gacha o‘zgarganda u generator sifatida ishlaydi. Asinxron mashina generator sifagida ishla- ganda u tarmoqdan magnitlovchi tok, ya’ni reaktiv quvvat olib ishlaydi. Bu quvvat unda aylanma magnit maydoni hosil qilish uchun sarflanadi. Mashina iste’molchiga aktiv energiya berib ish- laydi. Asinxron generator reaktiv energiya manbai bo‘lgak sinx- ron generatorlar yoki kompensatorlar bilan birga ishlashi lo- zim. Asinxron generator amalda kam ishlatiladi. v ) Asinxron m a sh i n a n i n g el yektromagn it tor- moz sifatida ishlashi. Mashina va mexaniemlarni tez to‘xtatish uchun turli xil tormoz qurilmalari ishlatiladi. Asin- xron mashinani mexanik, elektrodinamik usulda va ishlab tur- gan dvigatelni tarmoqqa teskari ulab tormoelash mumkin Asinx- ron mashina ishlaganda uning magnit maydoni va rotori bir to- monga aylanadi. Ishlab turgan dvigatelni tormozlash uchun stator chulg‘amlarini tarmoqqa ulaydigan uchta simning ikkitasini o‘rni amashtiriladi. Bunda aylanma magnit maydonining yo‘nalishi o‘zga- radi va u teskari tomonga aylana boshlaydi. Rotor esa o‘zining inersiyasi ta’sirida ilgarigidek aylanadi va u oldin tormozla- nadi, keyin yana aylanma maydon yo‘nalishida teskari tomonga aylana boshlaydi. Teskari tomonga aylanishidan oldin (tormoz- langan paytda) mashina tarmoqdan uzib qo‘yiladi. Mashina elekt- 185 www.ziyouz.com kutubxonasi
romagnit tormoe sharoitida iishaganda rotor eanjirida quvvat ko‘p isrof bo‘ladi. Tormozlanish paytida stator chulg‘amilarida qisqa vaqt davomida tokning ko‘payib ketishi bu usulning kamchi- ligi hisoblanadi. Demak, asinxron mashina elektromagnit tormoe sifatida ishlaganda uningsirpanishi 1 dan + « gacha o‘zgarar ekan. 93- rasmda asinxron mashina turli sharoitlarda ishlaganda uning sirpanishining o‘zgarish chegaralari ko‘rsatilgan. 50. Tarmoq kuchlankshi va rotor chulg‘ami aktiv qarshiligining mexanik xarakteristikaga ta’siri Asinxron dvigatelning aylantiruvchi, ya’ni elektromagnit momenti (yurgizish, maksimal momenti) formulalaridan ma’- lumki, bu momentlar tarmoq kuchlanishining kvadratiga to‘g‘ri proporiionaldir (M =11?). Lekin kritik sirpanish (^) qiy- mati tarmoq kuchlanishi qiymatiga bog‘liq bo‘lmaydi. Tarmoqkuch- lanishi qiymatining har qanday o‘zgarishi dvigatelning boshla- ng‘ich va maksimal momentlarini va aylanish tezligini o‘zgarti- radi. 102- rasmda tarmoq kuchlanishi nominal qiymatdan bir oz ortganda va bir oz kamayganda mexanik xarakteristikaning o‘zga- rishi ko‘rsatilgan. Xarakteristikaning moment o‘qida nagruzka mo- menti (M i) ni belgilab olamiz va bu nuqtadan abssissa o‘qiga (05) parallel chiziq o‘tkazamiz. Bu chiziqning xarakteristikalar bilan kesishgan nuqtalari dvigatel nagruzkasi o‘zgarmas bo‘lgan- da va tarmoq kuchlanishi o‘zgarganda dvigatel sirpanishini aniq- laydi. Kuchlanish kamayishi bilan motor sirpanishi ortadi, ay- lanish tezligi esa kamayadi. Tar- m oq kuchlanish ining ozgina kamayishi dvigatelning nagruz- ka bilan ishlash xususiyatini ancha kamaytiradi. 102- rasmda, misol tariqasida, asinxron dvigatelning mexanik xarakte- ristikasi kuchlanishi (/, = (Un bo‘lganda (1- egri chiziq) va kuch- lanishi (/, =0,7 (/n bo‘lganda (2- egri chiziq) keltirilgan. Kuchlanish 0,7 IIn bo‘lgandadvi- gatelning elektromagnit momen- ti deyarli 2 martaga kamayadi. 102- rasm. 186 www.ziyouz.com kutubxonasi
(3—46) formulada dvigatelning maksimal momenti rotor chu- lg‘amining aktiv qarshiligiga bog‘liq emas, lekin kritik sirpa- nish qiymati rotorning aktiv qarshiligiga bog‘liq. Demak, asin- xron dvigatel rotor chulg‘ami eanjirining aktiv qarshiligini oshirib, kritik sirpanish qiymatini oshirish mumkin. Bunda aylantiruvchi momentning maksimal qiymati o‘zgarmay qolavera- di, faqat u kritik sirpanish kattaroq bo‘lgan tomonga suriladi, xolos (103-rasm). Maksimal moment kritiksirpanish katta bo‘lgan tomonga surilganda dvigatelning yurgizish momenti ham kattala- shadi. Rotor chulg‘amining aktiv qarshiligini oshirib yurgizish momentini maksimap momentga tenglashtirish mumkin (103- rasm, 4- xarakteristika). Lekin qarshilik K'i dan katga bo‘lganda dvigatelning yurgieish momenti yana maksimal momentdan kichik bo‘ladi (5- xarakteristika). Ba’zi mexanizmlarda yurgizish mo- mentining katta bo‘lishi tapab qilinadi. Bunday mexanizmlarda faza-rotorli asinxron dvigatellar ishlatiladi. Faza-rotorli dvi- gatellarda, rotor chulg‘amiga ketma-ket ulangan maxsus yurgizish reostati vositasida, rotor chulg‘ami zanjirining aktiv qarshi- t(mn) 187 www.ziyouz.com kutubxonasi
(»»0) G *= 1 ) 0 p-G (M ) ligini o‘zgartirib har xil bir necha mexanik xarakteristikalarni olish mumkin. Qisqa tutashtirilgan rotorli dvi- gatellarda rotor sterjenlarining qarsh iligini o‘zgartirish mumkin emas Sh uning uchun qisqa tutashtiril- gan rotorli dvigatellar f aqat m bitta mexanik xarakteris- ti ka ga ega bo‘ladi. Bu mexa- nizmga mos dvigatel tanlashni qiy- inlashtiradi. Sh uning uchun quvvatla- ri bir xil, lekin mexanik xarakteristikalari turlicha bo‘lgan qisqa tutashtirilgan rotorli dvigatellar ishlab chiqariladi. 104- rasmda quvvatlari teng, lekin mexanik xarakteristikalari tur- licha bo‘lgan 4 ta dvigatelning mexanik xarakteristikalari ko‘rsa- tilgan. Bu xarakteristikalarning shakli bir-biriga o‘xshamaydi. Bu yerda ham qaysi dvigatelda rotor chulg‘amining aktiv qarshi- ligi kattaroq bo‘lsa, shu dvigatelning yurgizish momenti ham kattaroq bo‘ladi. Masalan, kritik sirpanishi = 1 bo‘lgan to‘rtinchi dvigatelning yurgizish momenti maksimal momentga teng (M yu = M iis). Sh u rasmda mexanizmning mexanik xarakteristi- 105- rasm. kasi ham (M S 1 - /(« )) ko‘rsatilgan. Bu mexanizmni ] va 2- xarakte- ristikali dvigatellar yurgiza olmaydi; 3 va 4-xarakteristikali dvigatellar erkin yurgizib yubora oladi. Lekin rotor chulg‘ami- ning qarshiligi katta bo‘lgan dvigatellarning foydali ish koef- fisiyenti nisbatan kichik bo‘ladi, bu esa ularning kamchiligi hisoblanadi. Dvigatellarning mexanik xarakteristikalari turli adabiyot- lardaharxil ko‘rinishda chiziladi. Masalan, M = /(l ); M = /(l ); yoki p = /( M ) . Mexanik xarakteristika p = / ( M ) bilan ifoda- lansa, moment qiymati abssissa o‘qiga, p yoki 5 qiymati ordinata o‘qiga qo‘yiladi (105- rasmda).
51. Asinxron dvigatelning ish xarakteristikalari Dvigatel turli qiymatli nagruzka bilan ishlaganda uning ayrim parametrlari o‘zgarib turadi. Sh u parametrlar qiymatiga qarab dvigatelning qanday ishlayotganini aniqlash mumkin. Sh u- ning uchun ham dvigatelning nagruzkasi o‘zgarganda shu parametr- 188 www.ziyouz.com kutubxonasi
larning o‘zgarishi o‘rganila- di. Bu o‘zgarishlarni dvigatel- ning ish xarakteristikalari ravshan ko‘rsatib beradi. Ish xarakteristikalarini qurish uchun lozim bo‘lgan kattalik- lar qiymatlarini aniqlash maqsadida sxema yig‘iladi (106- rasm). Nagruzkaning turli qiymatlarida o‘lchash asboblarining ko‘rsatishi jadvalga yozib olinadi, no- ma’lum kattaliklar formu- lalar yordamida aniqlanadi So‘ngra dvigatelning ish xa- rakteristikalari ma’lum masshtabda quriladi. Tajri- ba o‘tkazishda //, = sopz! va / = sop51 bo‘lishi kerak. Rotorning aylanish chas- totasi p7 (yoki sirpanishi t). Foydali ish koeffisiyenti t|, dvigatelning aylantiruvchi momenti M, quvvat koeffisiyenti soz; A/ = /(/* 2); soyf! = /( R 2) bog‘lanishlari quriladi. Dvigatelning ish xarakteristikalari uning turg‘un ish- lash chegarasida quriladi. Ish xarakteristikalarining ba’zilari ustida to‘xtalib o‘tamiz. a )T ye z l i k xarakte ri sti ka si — p2 = /(R 2) b o g‘p a - n i sh . Dvigatel salt ishlashdan to to‘la nagruzka bilan ishlagun- cha bo‘lgan davrda rotorning aylanish chastotasi ozgina (2.. 6%) kamayadi. Rotor chulg‘amida elektr isrof qiymatini kamaytirish maqsadida dvigatel nominal sharoitda ishlaganda uning sirpa- 189 www.ziyouz.com kutubxonasi
nishi 0,02 ... 0,06 dan oshmaydigan qilib tayyorlanadi. Sh uning uchun asinxron dvigatelning tezlik xarakteristikasi ancha «qat- tiq» xarakteristika hisoblanadi. Ideal «qattiq» xarakteristika abssissa o‘qiga parallel chiziq ko‘rinishida bo‘ladi. Dvigatel salt ishlaganda rotor chulg‘amidagi isrof — DRl elektromagnit quv- vatga qaraganda juda kichik bo‘ladi. Agar uni e’tiborga olinmasa, r ya’ni DRl = 0 bo‘lsa, u holda -Sg = 0; p2 = p, bo‘ladi. Dvigatel nominal nagruzka bilan ishlaganda sirpanishi d r x = -r ? -= \ danoshmaydi. Sh uninguchun p2 = /(R 2) bog‘lanish abssissa o‘qi tomon bir oz egiladi, dvigatel nagruzkasi ortgan sari uning tealigi kamayadi, sirpanishi esa bir oz ortadi (107- rasm). b)Dvigatel aylantiruvchi m o m ye n t i n i n g / ^ g a b o g‘l i ql i gi , ya’ni M = /(R 2). Aylantiruvchi momentning nominal qiymati quyidagicha aiiqpanadi: M = R2 i - * U b° * * shm 2ppi yoki M i = 9 5 5 0 ^ , (N m.), " 2 n (3 -5 0 ) yeki M i =975 5 “- ,( |s Gm), bunda: kVt da beriladi. Agar p2 = sopkg bo‘lsa, M = /(R 2) bog‘lanish deyarli to‘g‘ri chiziq bo‘ladi. Lekin R2 ning ortishi bilan p2 bir oz kamayadi, shuning uchun nagruzka ortishi bilan aylantiruvchi moment R2 ga qaragan- da tezroq ortadi va M = /(R 2) bog‘lanish yuqoriga egilgan egri- roq chiziq ko‘rinishida bo‘ladi (107- rasm). v)Stator toki — /, = /(R2) bo g‘l a n i sh . Dvigatelning salt ishlash toki nominap tokning 20 ... 40 foizini tashkil qila- di. Nagruzka ortishi bilan dvigatelning aktiv, ya’ni foydali ishga sarflanadigan quvvati ortib boradi. Stator tokining reaktiv qismi doimo bir xil qoladi. Sh u- ning uchun ham turli nagruzkada dvigatelning magnit oqimi deyar- li o‘zgarmaydi. Sh uning uchun bu bog‘lanish deyarli to‘g‘ri chiziqbo‘la- di (107- rasm). 190 www.ziyouz.com kutubxonasi
£ « « i 4 « 4 « 107- rasm. 108- rasm. g)Qu v v a t koef f isiyenti. Asiixroi dvigatel elektr tarmog‘idan aktiv va reaktiv tok qabul qiladi. Uning aktiv toki nagruzka qiymatiga to‘g‘ri praporsional bo‘ladi. Dvigatel salt ishlaganda uning aktiv tokining qiymati juda kichkina bo‘ladi. Dvigatelning reaktiv toki magnitlovchi tokdir. Uning qiymati turli ish sharoitlarida bir xilda qoladi. Sh uning uchun / ' tok kichik bo‘lganda (ya’ni, dvigatel kam nagrueka bilan ishlaganda) stator toki / , = / „ + ( - /, ) tarmoq kuchlanishi 11 , ga nisbatan fa- zasi jihatidan 90° ga yaqin burchak (lan, nominal nagruzkaning 50 ... 60%) ishlasa, uning quvvat ko- effisiyenti 0,4 ... 0,5 bo‘ladi, ya’ni dvigatel tejamli ishlamaydi. Bu holda quvvat koeffisiyentini oshirish uchun tarmoq kuchlani- shini marta kamaytirish lozim. Buninguchun stator chulg‘ami- ni yulduz usulida ulash kifoya. Bunda magnitlovchi tokning, bino- barin, magnit oqimining qiymati taxminan ^/z marta kamayadi. Bundan tashqari, stator tokining aktiv qismi kattalashadi, sozsr, ning qiymati ortadi. 109- rasmda asinxron dvigatelning stator chulg‘ami yulduz va uchburchak usulida ulanganda nagruzka qiymatiga qarab so5f, ning va foydali ish koeffisiyenti L ningo‘zgarishi ko‘rsatilgan. Stator chulg‘ami yulduz usulida ulanganda dvigatel kam nagruzka bilan ishlasa ham, uning quvvat koeffisiyenti ancha katta bo‘ladi. Korxonada o‘rnatilgan hamma asinxron dvigatellar doimo to‘la kagruzka bilan ishlamaydi, bu korxonaning sozf, qiymatini kamaytiradi. Bu holda korxonaning quvvat koeffi- siyentini sun’iy yo‘l bilan, masalan, ishlab turgan asinxron dvigatellarga kondensatorlar batareyasini parallel ulab oshi- riladi. d) Foydali ish k o e f f i s i ye n t i n i n g foydali quvvatga bog‘lanishi -t] = /(R 7). Oldin ko‘rganimizdek, asinx- ron dvigatel ishlab turganda tarmoqdan olingan quvvatning bir qismi uning o‘zida isrof bo‘ladi. To‘la isrof bo‘ladigan quvvat quyidagicha aniqlanadi: 1 A /> = I +DR,! + Ьr3 2 + sh + (3 -5 4 ) Asinxron dvigatelda stator va rotor chulg‘amlarida elektr is- rof qiymati nagruzka tokining kvadratiga to‘g‘ri proporsional- dir. Bu isroflar qiymati nagruzkaning o‘zgarishi bilan o‘zgarib turadi. Dvigatel normal sharoitda ishlaganda rotor tokining chastotasi juda kichik (1 ..3 Gs) bo‘lganida rotorning po‘lat o‘za- gida magnit isrofi juda kichkina bo‘ladi. Sh uninguchun u ba’zan, e’tiborga olinmaydi. Dvigatel po‘latidagi magnit isroflar va ishqalanish uchun sarflanadigan mexanik isrof dvigatelning turli ish sharoitlarida bir xil bo‘ladi. Bular doimiy is- roflar deyiladi. Dvigatelda bo‘ladigan qo‘shimcha isrof qiy- mati, taxminan, 0,005 Rg ga teng deb olinadi. Qiymati o‘zgarib turadigan quvvat isrofi qiymati doimo bir xil qoladigan quv- vat isrofiga teng bo‘ladigan nagruzkada dvigatelning foydali ish koeffisiyenti o‘zining maksimap qiymatiga erishadi. Hozir- 192 www.ziyouz.com kutubxonasi
109- rasm, a. 109- rasm, b. gi paytda ishlayotgan asinxron dvigatellarda bu shart nagruzka no- minal nagruzka qiymatining 60—85% ini tashkil qilganda yueaga keladi. Kichik va o‘rtacha quvvatli (1 kVt dan 100 kVt gacha) dviga- tellarning foydapi ish koeffisiyentining eng katta qiymati L =0,7 .. 0,9 gacha boradi Quvvati 100 kVt va undan yuqori bo‘lgan dvigatellarda T | = 0,92 ...0,94 gacha yetadi. Stator chulg‘amlari yulduz va uchburchak usulida ulanganda foydali ish koeffisiyentining R g ga bog‘liqdik egri chiziqdari 109- rasm, a da ko‘rsatilgan. M a sal a . Qisqa tutashtirilgan asinxron dvigatelning ko‘rsatkichlari quyidagicha: Ri = 40 kVt; in = 1450 ayl/min; X = Mli. = 2,4; r = 2. „ A/n ’ ’ ’ Quyidagilar aniqlansin: 1 . Dvigatel nominal kuchlanish IIi da va pastroq kuchlanishda, ya’ni II = 0,91 1 n bo‘lganda dvigatelning mexa- nik xarakteristikasi qurilsin. 2. Nagruzka momenti L/s = 200 Nm bo‘lganda dvigatelningaylanish tezligi aniqlansin. 3. Agar mexa- niemning boshlang‘ich qarshilik momenti L/S v = 170 Nm va kuchla- nish II = 0,9Vi bo‘lganda dvigatelning ishga tushib keta olishini aniqlang. Ye ch i sh . Agarr = 2 bo‘lsa, sinxron tezlik l, = * ^ ^ 0 _ 1500 a^ / min bo‘ladi. Dvigatelning sirpanishi zn = j *^ = 0,033. Kritik sirpanishni aniqlaymiz 13— Elektr mashinalari 193 www.ziyouz.com kutubxonasi
5k = 5./l + № - I ) = 0,033^2,4 + u 1 x 2 - 1 ^ = 0,151. Dvigatelning nominal aylantiruvchi momenti M = 9550= 9550 A = 263 Nm. ln 1450 Dvigatelning maksimal momenti M ch„ = M / I = 2,4 263 = 631 Nm. Dvigatelning mexanik xarakteristikasini qurish uchun sir- panishning turli qiymatlarida aylantiruvchi momentning qiy- matlarini quyidagi formuladan aniqlaymiz: d j _ 2A/M a k s _____2-632 ~ + ~ 0,151 / l - d / 0,151 ■ Bu formuladagi 5 o‘rniga quyidagi jadvalda keltirilgan qiy- matlarini qo‘yib dvigatelning aylantiruvchi momentini aniq- laymiz, momentning aniqlangan qiymatlarini jadvalga yozamiz. Kuchlanish pasayganda momentning qiymatlarini quyidagi nisbatdan foydalanib aniqlaymiz: ^ G l[i^) = ( ^ G * ) = 0’ 81' Demak’ M’ = 0$ Sh (Bu yerda dvigatelning aylantiruvchi momenti tarmoq kuchla- nishi kvadratiga to‘g‘ri mutanosibligidan foydalandik). Hisob- lash natijalari quyidagi jadvalda keltirildi. Endi dvigatelning mexanika xarakteristikasini, ya’ni M = /(z ) bog‘lanish grafigini masshtabda quriladi. Dvigatelda naruzka momenti M s = 200 N m bo‘lganda uning aylanish tealigini aniqlash uchun, oldin grafiqdan uning sir- panishlari qiymatlarini aniqpaymiz: 5, = 0,025 va 52 = 0,4; bun- da sirpanish 5| = 0,025 ga: 1500 (1—0,025) = 1460 ayl/min, sir- panish 52=0,04 ga: 1500(1—0,04) = 1440 ayl/min to‘g‘ri keladi. Boshlang‘ich nagruzka momenti Ma = 170 Nm va kuchlanish V = 0,9 S /n 5 0 0,05 0,1 0,151 0,2 0,4 0,6 0,8 1.0 m 0 372 584 632 608 416 300 233 187 M ' 0 306 473 514 494 339 244 188 152 194 www.ziyouz.com kutubxonasi
bo‘lganda dvigatel ishga tushib keta olmaydi, chunki A/ 6 =152 Nm (109-rasm, b).