|
Elektr mashinalari va yuritmalari
|
| bet | 2/2 | | Sana | 19.01.2024 | | Hajmi | 1,09 Mb. | | #141148 |
Bog'liq atr B.S.Yakobi motori.
1838yili B.S. Yakobi ikkita valda ishlaydigan 40 ta elektrmotorni birlashtirdi. Galvanik elementlar o’rniga 320 ta elementdan tuzilgan, bu motor kichik qayiqga o’rnatildi, qaysiki Neva bo’ylab bir necha soat kuchli shamol va qarama-qarshi oqim bo’ylab 12 kishi bilan birga suzdi. Bu elektr mashinalarining birinchi amalda birga ishlashi bo’ldi. Garchi qayiqning elektr harakatiatigi 100 yil davomida qo’llanilgan bo’lsada, bu prinsip rivojlana olmadi, B.S.Yakobining ishi elektromexanikaning rivoji uchun katta poydevor bo’ldi.
B.S.Yakobining motorini tatbiqiga va nik elektr energiya manbai kuchli elektr motorlarini uzoq vaqt energiya bilan taminlay olmasligini ko’rsatib berdi. Zudlik bilan elektr energiyaning manbasini yaratish zarur bo’ldi.Ular generator rejimida ishlovchi elektr mashinalari edi.
Ya’na 1832-yilda aka-uka Piksilar Faradey ishlari asosida aylanuvchi doimiy magnit bilan generatorni loyihalashtirdi. Qo’zg’almas g’altakda doimiy magnitning aylanish vaqtida o’zgaruvchan tok hosil bo’ldi . Bu birinchi o’zgaruvchan tok generator edi. Ammo o’zgaruvchan tokb u vaqtgacha qo’llanilmagandi va to’g’rilash uchun mexanik kommutatorlar ishlatildi.
Aka-uka Piksilarning generatori.
Ishtiyoq elektr mashinalarining quvvatini oshirdi, doimiy magnitlarning sonini oshishiga olib keldi. Birinchi elektr mashinalari og’ir va beso’naqay bo’lgan. O’tgan asrning 40-60 yillarida fransuz firmasi “Alyans” yakorida 40-50 ta doimiy magnit ketma-ket yoki parallel holda joylashtirilgan o’ntalik g’altakdan iborat o’zgarmas tokmashinasini chiqardi. Mashinani asosiy massasi doimiy magnitdan tuzilgan .
V.Simens ketma-ket qo’zg’aluvchi generator uchun mustaqil paydo bo’lish prinsipini tatbiq qilgach, 1867-yildan keyin qo’zg’otish cho’lg’ami yakorga qo’shiladigan mustaqil qo’zg’atuvchi mashinalar paydo bo’ldi. Mustaqil qo’zg’atuvchilar uchun birinchi patentni S.Xiortom 1854-yildava A.Edlikom 1856-yilda olganlar.
1870-yilda nemis olimi Z.Gramm mustaqil qo’zgaluvchi xalqa yakorli generatorlar uchun patent oldi . Xalqasimon yakorga po’latsimlardan o’ralgan, xalqal itutashtirilgan cho’lg’am joylashtirilgan.Simlari kavsharlangan cho’lg’amdan kollektor plastinkalariga chiqadi hamda cho’tka bo’ylab sirpanadi. Staninada qutb poynakli elektromagnit bor. Qo’zg’atish cho’lg’ami yakor va yuklama cho’lg’ami bilan ketma-ket ulangan.
1880-yildaT.Edison listlarni bir-biridan izolyasiyalangan temirdan shixta bilan doimiy tok mashinasining yakorini tayyorlashni taklif qildi. Ayni shu yilda sovutishni yaxshilash uchun X.Maksim yakorni paketlarga bo’lishni taklif qildi.1884-yilda kompensatsiyalovchi cho’lg’amning, 1885-yilda o’zgarmas tok mashinalarining kommutatsiyasini yaxshilovchi qo’shimcha qutblarni taklif qilishdi.
O’tgan asr 70-yilining oxirlarida elektr energiyasi yoritish uchun qo’llanildi va o’zgaruvchan tokdan ancha vaqtgacha foydalanilmadi. Bir fazali o’zgaruvchan tokning rivojiga katta ta’siri ko’cha va binolarni yoritish uchun chiroqni (1878), Induktor generator (1877) va ajratilgan o’zakli bir fazali transformatorni(1876) taklif qilgan rus ixtirochisi P.N.Yablochkovning ishi bo’ldi. Garchi M.Faradey elektro magnit induksiya qonunini yaratgan bo’lsada, B.S.Yakobi va G.Rumkorflar XX asrning 40-50 yillarida induksion g’altaklardan foydalanganlar, ikkita alohida cho’lg’amdan iborat P.N.Yablochkovning yaratgan kuch transformatori elektrotexnikaning rivojida katta ahamiyat kas betdi.
P.N.Yablochkovning transformatoridagi transformatsiya koeffitsienti ga teng edi. 1882-yilda L.Golyarva E.Gibbs transformatsiya koeffitsienti 1 ga teng bo’lmagan va sudraluvchi o’zak yordamida asosan kuchlanishi boshqariladigan bir fazali transformatorni taklif qilishdi. 1884-yilda Angliyada aka-uka Gopkinsonlar berk o’zakli va yuqori va quyikuchlanish cho’lg’amlari ketma-ket joylashtirilgan bir fazali transformatorni yaratishdi. 1885-yilda Vengeriyalik elektrotexniklar O.Blati, M.Deri va K.Sipernovskiylar yuqori texnika-tejamkor ko’rsatkichlari bo’lgan halqali, himoyalangan va sterjenli transformatorlarni yaratdi.Ular “transformator” terminini kiritdi. Birinchi transformatorni o’zagi temir o’tkazgichdan tayyorlangan. Kichik kuchlanish cho’lg’ami o’zakka yaqin o’ralgan, uniustidan esa yuqori kuchlanish cho’lg’ami o’ralgan. Transformatorlarni moyli sovutish D.Svinbergom tomonidan 1880-yilda qo’llanilgan.
F.Engels 1883-yilda bu to’g’risida “...bukatta revol Yusiya. Bug’ mashinasi bizga issiqlikni mexanik harakatga aylanishini o’rgatdi, ammo elektr energiyasining yaratilishi bizga uni barcha turdagi energiyaga: issiqlikka, mexanik harakatga, elektrga, magnitga, yorug’likga, biridan ikkinchisiga aylantirish ularni sanoatda qo’llash imkonini beruvchi yo’lni ochdi va bu sanoatdagi barcha chegaralarni ochdi, joydagi sharoitlar bilan ta’minladi, shuningdek uzoqdagi suvning energiyasidan foydalanish imkoni berdi, albatta bu ish dastlab faqat shaharlar uchun foydali bo’ldi, lekin oxir oqibat bu shahar va qishloqlar orasidagi qarama-qarshiliklarni bartaraf etish uchun ulkan kuchli richak bilan turdi ” deb yozgan edi.
1889-yilda buyuk rus elektrotexniki M.O.Dolivo-Dobrovolskiy o’zgaruvchan tokning uch fazali sistemasini taklif qildi va ayni shu yilda birinchi uch fazali asinxron motorni va transformatorni yasadi.
M.O.Dolivo-Dobrovolskiy uch fazalining manbasi sifatida o’zgarmas tok mashinasidan foydalandi, 1200 ostida cho’lg’amlardan kavsharlangan simlarni yasadi va ularni uchta halqaga chiqardi. 1889-yilning bahorida birinchi quvvati 180 Vt bo’lgan rotori qisqa tutashgan uchfazali asinxron motor qurildi. So’ngra rotor cho’lg’amlari qisqa tutashtirilgan va faza rotorlarni yanada quvvatli motorni tayyorlash boshlandi.
1891-yilda uch fazali transformatorlar cho’lgamlari radial joylashtirilgan holda qurildi. M.O.Dolivo-Dobrovolskiy bir tekislikda joylashgan parallel sterjenli uch fazali transformatorlar uchun paten toldi. Hozirgi kunda xuddi shu ko’rinishdagi transformatorlar qo’llanilmoqda.
Allaqachon 1891-yildagi umumjahon elektrotexnika ko’rgazmasida 170 km masofaga 15 kV kuchlanish vaqtida 230 kV A quvvatli uch fazali o’zgaruvchan toknin guzatilishi ma’lum bo’lgandi. Maksimal uzatishning FIK75,2 % bo’lgandi. O’tganasrning 90-yilini boshlaridan o’zgaruvchan tokning uch fazali sistemalari energetikaga kirib keldi.
1899-yilda ilk bor bug’ turbinasi quvvati 1 MVt bo’lgan turbo generator bilan ulandi. Sanoatning barcha tarmoqlarida elektrni tatbiq qilish ishlari boshlandi. Ulkan sinxron va asinxron mashina, transformatorli kuchli elektrostansiya qurildi. Keyinchalik aloxida stansiyalar yagona energosistemaga birlashib 100 million kilovatt quvvatga erishishdi. XX asr sanoatining boshqa tarmoqlari elektr sanoati bilan rivojlandi.
Mashinalarning quvvati 100-1000 baravar oshdi, quvat o’lchovida materiallarning isrofi 10-100 marta kamaydi. Texnikaning turli xil sohalarida ulkan elektr mashinalari nafaqat kuchli o’zgartirgich sifatida balki avtomatikaning aniq navigatorlari va boshqa sistemalari uchun indikator sifatida ham qurildi.
So’nggi o’n yillikning har yilida patent beruvchi tashkilot dunyo bo’ylab avtorlik guvohinoma va “Elektr mashinasi” nomidagi patentlarni topshirdi. Ulkan ixtirolarni bu oqimdan ajratib olish qiyin, chunki murakkab masalalarni yechishga yordam beruvchi noyob elektromexanik sistemalar juda ko’p qurilgan edi. Elektrmashinalari nazariyasi uchun professor N.A.Umov va D.Poyitingning ishlari katta ahamiyat kasb etdi.
Elektrmashinalaring loyihasi bo’yicha birinchi nazariy ish deb E.Arnoldning 1891-yilda chiqqan cho’lg’amlarning konstruksiya va nazariyasi bo’yicha ishlarini hisoblash mumkin.
1893-yilda birfazali motorlar va transformatorlar nazariyasi bo’yicha G.Ferrarisning ishi muhim asos bo’ldi. M.O.Dolivo-Dobrov olskiyning transformatorlarning loyihasi va nazariyasi asoslari, asinxron motor ning loyihalash asoslari kabi ishlari muhim asos bo’ldi (1893-yil). O’tgan asrning 90-yillarida transformatorlar nazariyasi bilan G.Kappa, Ben-Eshenburg va boshqalar samarali shug’ullandi.
Elektr mashinasi – mexanik energiyani elektr energiyaga va, teskarisi, elektr energiyani mexanik energiyaga aylatiruvchi elektromexanik energiya o‘zgartkichidir.
Elektr energiyasi elektr stansiyalarda elektr mashinalari – generator yordamida ishlab chiqariladi. Bizning davlatimizda elektr energiyaning asosiy qismi (95% gacha) issiqlik elektr stansiyalarida (IES) organik yoqilg‘ini (gaz, ko‘mir, mazut) yoqish yo‘li bilan ishlab chiqariladi. Unda suv qaynatilib, yuqori bosimdagi bug‘ga aylantiriladi. Bug‘ bosim turbinaga uzatiladi va rotorni aylantiradi (issiqlik energiyasi turbinada mexanik energiyaga aylantiriladi). Turbinaning rotoridan aylanma xarakat generator (turbogenerator) valiga uzatiladi. Generatordagi sodir bo‘layotgan elektromexanik jarayonlar natijasida mexanik energiya elektr energiyaga aylanadi.
Gidravlik elektr statsiyalarda (GES) elektr energiya ishlab chiqarish jarayoni quyidagicha bo‘ladi: to‘g‘on yordamida ma’lum sathgacha ko‘tarilgan suv gidravlik turbinaning ishchi g‘ildiragi (parragi)ga quyiladi; bunda turbina parragini aylantirishda hosil bo‘lgan mexanik energiya elektr generatorining valiga uzatiladi va unda mexanik energiya elektr energiyasiga aylantiriladi.
Elektr energiyani iste’mol qilish natijasida u boshqa turdagi (issiqlik, mexanik, ximik) energiyaga aylantiriladi. Elektr energiyasining absolyut katta qismi (dastgohlar, tegirmonlar, nasos stansiyalari, transport vositalari) sanoat uskunalarini harakatga keltirishda, ya’ni mexanik energiyaga aylantirishda ishlatiladi. Bunday elektromexanik energiya o‘zgartirilishi elektr mashinalari – elektr motorlari yordamida amalga oshiriladi.
Elektr motori – korxonalar ishchi mexanizmlari elektr yuritmalarining asosiy elementidir. Elektr energiya parametrlarini ishonchli boshqarish, uni muammosiz taqsimlash usullari mavjudligi, sanoatda biror ishchi jihozning alohida zvenolari mustaqil motorlar yordamida harakatga keltirish imkonini beruvchi ko‘p motorli elektr yuritmalarining keng qo‘llanishiga olib keldi.
Elektr stansiyalarda ishlab chiqarilayotgan elekt energiyasini iste’molchiga uzatish, birinchi galda elektr stansiyalardan birnecha yuzlab kilometr uzoqlikda joylashgan yirik sanoat markazlariga etkazib berish zarur. So‘ngra xar turdagi iste’molchilar: sanoat korxonalari, transport, qurilish, turar joy va h.k.larga taqsimlash lozim. Elektr energiyani uzoq masofalarga yuqori (500 kVgacha) kuchlanishlarda, demak, past toklarda uzatiladi. Bu bilan elektr uzatish liniyalar (EUL)ida sodir bo‘luvchi elektr isroflari (Joul isroflari)ni minimal darajagacha etkaziladi. Shu sababli elektr energiyasini uzatish va taqsimlashda kuchlanishni bir necha marta kuchaytirish va pasayitirishga to‘g‘ri keladi.
«Elektr mashinalari» fanini o‘rganish «Elektrotexnika nazariy asoslari» fanida keltirilgan elektr va magnit hodisalarining fizik talqinlarini bilishga asoslangan. Shunga qaramay, «Elektr mashinalari» fanini o‘rganishga kirishdan avval, elektr mashinalari ishlash prinsipi asoslangan ba’zi qonun va qoidalarni, birinchi galda, elektromagnit induksiyasi qonunini fizik talqinini yodga olamiz.
Elektromagnit induksiyasi qonuni. Elektr mashinasi generator rejimida ishlash jarayonida mexanik energiyaning elektr energiyaga aylanadi. Bu jarayon elektromagnit induksiyasi qonuni asosida tushuntiriladi: agar magnit maydonida joylashgan o‘tkazgichga F kuch ta’sir etib uni, masalan, chapdan o‘ngga magnit maydon induksiya vektori V ga perpendikulyar xarakatlantirilsa, u holda o‘tkazgichda EYUK induktivlanadi.
«O‘ng qo‘l» va «chap qo‘l» qoidalari. Yuqoridagi o‘tkazgichda induktivlangan EYUKning yo‘nalishini aniqlash uchun «o‘ng qo‘l» qoidasidan foydalanamiz. Bu qoidaga ko‘ra o‘tkazgich EYUKning yo‘nalishi biz tomondan ekaligini aniqlaymiz. Agar o‘tkazgich klemmalari tashqi rezistor R (iste’molchi)ga ulanib, berk kontur hosil qilsa, u holda EYUK ta’sirida o‘tkazgichda shu yo‘nalishda tok oqa boshlaydi. Shunday qilib, magnit maydonidagi o‘tkazgichni elementar generator deb qarash mumkin ekan.
Elektr mashinalari konstruksiyalarining ko‘plab turlari mavjudligiga qaramay, ularni biror umumlashtirilgan konstruksiya bilan almashtirish mumkin. Bunday konstruksiya ikki qismdan iborat bo‘lib, biri qo‘zg‘almas qism 1 – stator, ikkinchisi, aylanuvchi qism 2– rotor deyiladi.
Rotor stator magnit o‘zagining ichki silindrik bo‘shlig‘ida joylashtirilib, ular orasida havo oralig‘i mavjud bo‘ladi. Ushbu ikki elementlardan biri mashinada magnit maydon qo‘zg‘atish uchun qo‘zg‘atuvchi element (masalan, elektromagnit yoki o‘zgarmas magnit) bilan jihozlangan, ikkinchisida esa, shartli ravishda ishchi chulg‘am deb nomlangan, chulg‘am bilan joylashgan. Mashinaning qo‘zg‘almas qismi (stator) xam, aylanuvchi qismi (rotor) xam, magnit qarshiligi juda kichik bo‘lgan magnit-yumshoq materialdan yasalgan magnit o‘zaklari mavjud.
Elektr mashinasining konstruktiv umumlashtirilgan sxemasi
Foydalanilgan adabiyotlar:
Salimov J.S., Pirmatov N.B. – “Elektr Mashinalari”
T. Shaulemetov “Elektr mashinalari”
Yalkin Adilov “Elektr mashinalari va elektr yuritmalari”
www.fayllar.org axborot sayti
www.ziyonet.com online kutubxonasi
|
| |
