12-mavzu. O‘zgarmas tok mashinalari.
O‘zgarmas tok mashinasining o‘ziga xos xarakterli belgisi kollektror-shchetka tizimi, o‘zgarmas tokni o‘zgaruvchan tokka aylantiruvchi va, uning aksi, - mexanik o‘zgartkich mavjudligidir. Bunday o‘zgartkichning zarurati shu bilan tushuntiriladiki, o‘zgarmas tok mashinasining yakor chulg‘amida o‘zgaruvchan tok oqishi shart, chunki faqat shu sharoitda mashinada elektromexanik energiya o‘zgartirilishining uzluksiz jarayoni sodir bo‘ladi.
O‘zgarmas tok generatorining ishlash prinsipini ko‘raylik. 14.1-rasmda generatorning soddalashtirilgan modeli tasvirlangan: ikki qo‘zg‘olmas o‘zgarmas magnit qutblari N va S orasiga generatorning aylanuvchi qism - yakor joylashtirilgan. Uning vali shkiv va tasma uzatkich mexanizmi yordamida birlamchi motor - mexanik energiya manbai (rasmda ko‘rsatilmagan) vali bilan ulangan. Yakor magnit o‘zagi tashqi silindrik yuzasida qirqilgan ikki bo‘ylama pazda bir o‘ram sifatida keltirilgan a,b,c,d chulg‘am joylashtirilgan. O‘ramning boshi va keti soddalashtirilgan kollektorni tasvirlovsi, o‘z-aro izolyasiyalangan ikki mis yarim xalqalarga ulangan. Kollektor yuzasiga A va V shchetkalar o‘rnatilgan. Kollektor va shchetkalar, generator yakor chulg‘amini tashqi zanjir (R qarshiligi bo‘lgan yuklama) bilan bog‘lovchi, sirpanuvchi kontaklar vazifasini bajaradi.
Faraz qilaylik, birlamchi motor generator yakorini soat miliga teskari yo‘nalishda aylantirsin, unda o‘zgarmas magnit qutblarining magnit maydonida aylanayotgan yakor o‘ramida oniy qiymati bo‘lgan EYK induktivlanadi. EYK yo‘nalishi yakorning rasmda ko‘rsatilgan holati uchun strelkalar bilan ko‘rsatilgan.
Generatorning ishlash jarayonida uning yakori aylanadi va o‘ram a,b,c,d xar hil fazoviy holatlarni qabul qiladi, shuning uchun yakor chulg‘amida o‘zgaruvchan EYK induktivlanadi. Agar mashinada kollektr bo‘lmaganda, u holatda tashqi zanjirda (R yuklamada) tok o‘zgaruvchan bo‘lar edi, ammo kollektor va shchetkalar yordamida yakor chulg‘amidagi o‘zgaruvchan tok generator tashqi zanjirlari (yuklanish)da pulslanuvchi tokka, ya’ni yo‘nalishi o‘zgarmaydigan tokka aylanadi.
14.1-rasm. O‘zgarmas tok mashinasi soddalashtirilgan modeli
14.2-rasm. O‘zgarmas tok generatori ishlash prinsipini tushuntirish:
a-yakor EYK; b –yuklama kuchlanishi
Yakor o‘rami 14.1-rasmda ko‘rsatilgan holatda bo‘lganida, tashqi zanjir (yuklama)dagi tok A shchetkadan V shchetka tomon yo‘nalgan; demak, shchetka A musbat ishorali, shchetka V esa - manfiy. Yakor 1800 ga burilgandan so‘ng (14.2,a-rasm), yakor o‘ramining toki yo‘nalishi teskarisiga o‘zgaradi, biroq, shchetkalar ishoralari va, demak, tashqi zanjir (yuklanishi)dagi tok o‘zgarmasdan qoladi (14.2,b-rasm). Buni shunday tushuntirish mumkin: yakor o‘ramida tok yo‘nalishi o‘zgargan onda kollektor plastinalari o‘rni o‘zgaradi. Shunday qilib, A shchetkasi ostida doimo shimoliy magnit qutb ostidagi o‘tkazgich bilan ulangan plastina joylashgan bo‘ladi, V shchetka ostida janubiy qutb ostidagi o‘tkazgich bilan ulangan plastina bo‘ladi.
Shu sababli generator shchetkalari ishorasi yakor o‘ramining holatiga bog‘liq bo‘lmay o‘zgarmasdan qoladi. Tashqi zanjirdagi tokning pulslanishiga kelsak, yakor chulg‘ami o‘ramlari soni ortishi, ular yakor yuzasida bir tekisda joylashganiga va kollektor plasinalarining ham ortishiga qarab ancha susayadi.
Elektr mashinalarining qaytuvchanlik prinsipiga muvofiq, o‘zgarmas tok mashinasining soddalashtirilgan modeli o‘zgarmas tok motori sifatida ishlatilishi mumkin. Buning uchun generator yuklamasi R ni uzish va mashina shchetkalariga o‘zgarmas tok manbaidan kuchlanish keltirish zarur. Masalan, agar shchetka A ga “plyus” klemmasini, V shchetkaga “minus” klemmasini ulasak, u holda yakor chulg‘amida yo‘nalishi 14.3-rasmda keltirilgan toki hosil bo‘ladi. Bu tokning qutb o‘zgarmas magnit oqimi (qo‘zg‘atish chulg‘ami magnit maydoni) bilan o‘zaro ta’siri natijasida soat miliga teskari yo‘nalishda aylanuvchi elektromagnit moment Mni hosil qiluvchi elektromagnit kuchlar paydo bo‘ladi. Yakorning 1800 ga buriganidan so‘ng, elektromanit kuchlar o‘z yo‘nalishini o‘zgartirmaydi, chunki yakor chulg‘amining har bir o‘tkazgichi bir magnit qurb zonasidan ikkinchi qutb zonasiga o‘tish onida, bu o‘tkazgichlarda tok yo‘nalishi o‘zgaradi.
Shunday qilib, o‘zgarmas tok motorida kollektor va shchetkalarning vazifalari - chulg‘am o‘tkazgichlari bir magnit qurb zonasidan ikkinchi qutb zonasiga o‘tish onida o‘tkazgichlardagi tok yo‘nalishi o‘zgarishdir.
14.3-rasm. O‘zgarmas tok mashinasining tuzilishi
Ko‘rilgan o‘zgarmas tok motorining soddalashtirilgan modeli motor uchun turg‘un ishlash rejimini ta’minlamaydi, chunki yakor chulg‘ami o‘tkazgichining geometrik neytral dan (14.3-rasm) o‘tishida elektromagnit kuchlar nolga teng =0 (iagnit qutblari orasidagi oraliqda magnit induksiyasi nolga teng). Biroq, yakor chulg‘amida o‘tkazgichlar (yakor yuzasida chulg‘am o‘tkazgichlari bir tekisda ravon joylashtirilsa) va kollektor plastinalari soni ortishi bilan motorning yakori aylanishi turg‘un va ravon bo‘lib boradi.
|
