Magnit elektrik asboblar. Ferrodinamik asboblar
Reja:
Elektromagnit o’lchashlar va elektr o’lchash asboblar
Magnitoelektrik o‘lchash mexanizmi
Elektromagnit va elektrodinamik o’lchash mexanizmlari
Elektr qurilmaiar me'yorda ishlashi uchun elektr energiyasini tavsiflovchi kattaliklar (tok, kuchlanish, quwat, energiya sarfi va boshqa kattaliklar) doimo nazorat qilib turilishi lozim. Bu maqsadda sanoat korxonalari o‘lchash asboblari bilan jihozlanadi. 0 ‘lchash asboblari va avtomatik qurilmalarga xizmat ko‘rsatish uchun korxonalarda alohida maxsus bo‘lim tashkil etiladi. 0 ‘lchash natijasida olingan ma'lumotlar haqiqiysiga taqqoslanadi. Har bir o‘lchashda qandaydir xatolikka yo‘l qo‘yiladi. Bu xatolik oMchash asbobining aniqlik sinfi bilan baholanadi. Fizik kattaliklami o'lchash uchun quyidagilami bilish shart:
O’lchov birligi. Har bir fizik kattalikning o‘lchov birligi bor. Masalan, tok kuchi — amper; kuchlanish — volt; og‘irlik (massa) — kilogramm; elektr quwati — Vatt; elektr energiyasi — Vatt • soat bilan o'lchanadi va hokazo. 2
O’lchov asbobi — o‘lchash jarayonini amalga oshiruvchi texnik vosita (ampermetr, voltmetr, vattmetr, hisoblagich).
3. O’lchov o‘zgartirgichlari. O’lchov asboblarining o‘lchash imkoniyatlarini kengaytiruvchi texnik vosita. Bu turkumga noelektrik kattaliklami elektrik kattalikka mutanosib tarzda o‘zgartiruvchi datchiklar kiradi. Masalan, taxometr — aylanish tezligini kuchlanish yoki tokka mutanosib tarzda o‘zgartirib bemvchi texnik vosita. 0 ‘lchash vositalarining ikki turi mavjud:
1. Ishchi o‘lchash vositalari — bevosita texnik kattaliklami o'lchash uchun foydalaniladi.
2. Namunaviy (andazali) ishchi o‘lchash vositalari — o'lchash vositalarini tekshirish va nazorat qilish uchun foydalaniladi. 0 ‘lchashdagi xatolik. 0 ‘lchash asbobi ko‘rsatgan kattalik va shu kattalik haqiqiy qiymatining ayirmasi absolut xatolik deyiladi:
a A = A kk — Ah; Akk — asbob ko'rsatgan kattalik, Ah — haqiqiy qiymat. Mutlaq xatolikning shu kattalik haqiqiy qiymatiga nisbati, foiz hisobida, nisbiy xatolik deyiladi va 5 bilan ifodalanadi. Ko‘pincha o‘lchash asboblarining xatoligi keltirilgan xatolik bilan aniqlanadi. Absolut xatolikning shu o‘lchash asbobining mo‘tadil kattaligiga, foiz hisobidagi nisbatiga absolut xatolik deb aytiladi. 0 ‘lchash asbobining m o'tadil kattaligi, shu asbobning maksimal, ya’ni eng katta qiymatidir. AA Y = ------■ h A^nom Anom — o‘lchash asbobining mo’tadil qiymati. Davlat standartiga ko‘ra har bir o‘lchash asbobi o‘lchash paytida yo‘l qo‘yiladigan keltirilgan xatolik bo‘yicha aniqlik sinflariga bo‘linadi. Har bir o‘lchash asbobining haqiqiy xatoligi aniqlik sinfidan aniqlanadi: A v = v = nom 'h ' j > Akk bu formulada y - keltirilgan xatolik, asbobning aniqlik sinfi. Masalan, eng katta o'lchanadigan tok 15A bo‘lsin, ampermetr bilan 11A tok o'lchanib, aniqlik sinfi 1,5 bo‘lsa, haqiqiy xatolik, yh = 1,5 -jy = 2% bo‘ladi. Magnitoelektrik o‘lchash mexanizmi Kundalik amaliyotda elektr toki va kuchlanishlami texnik o‘lchash uchun ko'pincha magnitoelektrik va elektromagnit sistemalaming strelkali asboblari ishlatiladi. Magnitoelektrik o‘lchash mexanizmining ishlashi doimiy magnit maydon bilan elektr tokining o‘zaro ta’siriga asoslangan. Mexanizmning konstruktiv sxemalaridan biri tasvirlangan. Bu mexanizm bikr mahkamlangan taqasimon doimiy magnit va shu magnit hosil qiladigan magnit maydon kutubxonasi tida joylashgan qo‘zg‘aluvchi tokli ramkadan tashkil topgan Qo‘zg‘aluvchi qismda aylanma moment o‘zgarmas magnitning magnit maydoni va ramkadan o‘tadigan tokning o'zaro ta'siri natijasida hosil bo‘ladi. 0 ‘chash asbobining o‘qiga F kuch ta’sir qiladi: F = bunda B — magnit maydon induksiyasi, / — tok, co — ramkaga o‘ralgan chulg‘amdagi o‘ramlari soni, / — tokli o‘tkazgichning magnit maydoniga kiritilgan qismining uzunligi. Strelka, o‘q va ramka o‘zaro bikr bog‘langan. Ramka aylanganda o‘q va strelka ham aylanadi. Ramkaning enini d deb olsak, unga ta’sir qiluvchi aylanma moment: Magnitoelektrik o'lchash mexanizmidan ko‘pincha o‘zgarmas tok kattaliklarini o‘lchashda foydalaniladi. Har bir o‘lchash mexanizmini tok, kuchlanish va boshqa elektrik kattaliklami o‘lchashda qo‘llash mumkin. Bunda uning o‘lchash sxemasi o‘zgaradi, xolos. Elektromagnit va elektrodinamik oichash Bu mexanizmlaming ishlash prinsipi qo‘zg‘aluvchan ferromagnit o‘zak qo‘zg‘almas chulg‘amning ichiga tortilishiga asoslangan. Oichanadigan tok yoki tokka proporsional kattalik g‘altakdan o‘tib, ferromagnit o‘zakni tortishi natijasida aylanma moment hosil boiadi. M aium ki, magnit maydonning energiyasi shu maydonni hosil qiluvchi tokning kvadratiga proporsional: mexanizmlari, o'lchash asbobining o‘qiga ta’sir etuvchi aylanuvchi momentni topish mumkin: bunda: Aa —ferrom agnit o‘zakning g‘altakka tortilish burchagi, AL — ferromagnit Mana shu energiya hisobiga o‘zak g‘altak ichiga tortiladi. Shu ifodaga. o‘zak g'altak ichiga kirishi natijasida induktivlikning o‘zgarishi. Demak, bu turli o‘lchash asboblarining raqamlar shkalasi proporsional bo‘lmaydi, chunki tok va aylanuvchi momentni bog‘lovchi ifoda ikkinchi darajalidir. Bu o'lchash asboblaridan asosan o'zgaruvchan tok kattaliklarini o'lchashda foydalaniladi. Elektr zanjirlarida quwat va energiyani o‘lchash uchun elektrodinamik va o'lchov mexanizmlarining ishlash pripsipidan foydalanish mumkin. Amalda odatda elektrodinamik vattmetrlar va elektr energiyasining induksion schotchiklari ishlatiladi. Elektrodinamik oichash mexanizmi. M aium ki, tok o‘tayotgan o‘tkazgich atrofida elektromagnit maydon hosil boiadi. Tok o‘tayotgan ikkita o'tkazgich birbiriga yaqin boisa, ular bir-biriga mexanik kuch bilan ta'sir qiladi. Elektromagnit oichash m exanizm ining ishlashi shu prinsipga asoslangan. Bu prinsip konstruktiv jihatdan ikki: tokli qo‘zg‘almas va tokli qo‘zg‘aluvchan chulg‘amlar (g‘altak)ning o'zaro ta’siri shaklida amalga oshadi. Qo‘zg‘aluvchan kutubxonasi chulg'amni harakatga keltiradigan aylantiruvchi momentni quyidagicha ifodalash mumkin: Aa bunda /, va /2 — mos ravishda qo‘zg‘aluvchi va qo‘zg‘almas chulg‘amlardan o‘tayotgan tok, AM — o‘zaro induksiya koeffitsiyentining o‘zgarishi (burchak A a ga qarab o‘zgaradi); a — fazodagi g‘altaklar orasidagi burchak. G'altaklardan tok o‘tgan sari bu burchak Aa ga o‘zgaradi. Bu o‘lchash mexanizmi ko‘pincha vattmetrlarda qo‘llaniladi. Magnitoelektrik mexanizmda bo'lgani singari qo‘zg'aluvchan g'altak ikkita spiral prujina orqali energiya oladi. 5.5. Induksion va raqamli o‘lchash mexanizmi Bizga ma’lumki, agar ikki chulg‘amning magnit oqimlari orasida faza siljishi bo‘lsa, yakuniy magnit oqim aylanma magnit oqim bo‘ladi. Demak, bu aylanma magnit oqim aylanma momentni hosil qiladi. Induksion o‘lchash mexanizmining ishlashi shu prinsipga asoslangan. Ya’ni induksion o‘lchash mexanizmlarida o'zgaruvchan magnit maydon shu maydon induksiyalangan toklariga ta'sir qiladi. Bundan shunday o‘lchagichni faqat o‘zgaruvchan tok zanjirlaridagina ishlatish mumkin, degan xulosa kelib chiqadi. Bu o'lchash mexanizmi ko‘pincha energiyani o‘lchagichlarda qo'llaniladi. induksion o'lchash mexanizmi elektr energiyasi schotchigi (hisoblagich) ko‘rsatilgan. Kuchlanish chulg'amining o‘ramlari soni juda ko‘p bo‘lib, ko‘ndalang kesimi nisbatan ingichka simdan ishlangan bo'ladi va tarmoqqa voltmetr kabi parallel ulanadi.
Tok (pastki) chulg‘am ko‘ndalang kesimi nisbatan yo‘g‘on simdan o'raladi va zanjirga ampermetr kabi ulangan. Hisoblagich tokning kuchlanishiga ko‘paytirib o'lchaydigan asbob bo‘lib, u vaqt davomida, ya’ni 59 www.ziyouz.com kutubxonasi bir soat, sutka, oy davomidagi iste’mol qilingan elektr energiyasini hisobga oladi. Tok va kuchlanish chulg‘amlari qo‘zg‘almas. Yakuniy aylanma magnit maydon aluminiydan yasalgan diskda uyurma tok hosil qiladi. Yakuniy aylanma magnit maydon va tokli disk magnit maydonlarining o‘zaro ta’siri natijasida aylanma moment hosil bo‘ladi: M = C • U ■ I • cos
0 yoki RA« R ist. Y a’ni R ampermetming ichki qarshiligi 1 T iste’molchining qarshiligidan g j 1 ancha kichik bo‘lishi shart. permetming o‘lchash sxemasi ana shu shartni bajaradi. Kuchlanishni o'lchash uchun zanjirning kuchlanishi o‘lchanadigan qismiga voltmetr parallel ulanadi. Awalgidek, zanjirga voltmetr ulanmagan holatni ko‘rib chiqamiz. Faraz qilaylik, iste'molchi qarshiligi ulangan zanjir qismining kuchlanishini o'lchash lozim bo‘lsin. OMchanadigan kuchlanish. Endi voltmetmi zanjirning shu qismiga parallel ulaymiz. Kirxgofning birinchi qonuniga asosan: (1) va (2) formulalardan ko‘rinib turibdiki, voltmetrdan o‘tayotgan tok /v qancha kichik bo‘lsa, o‘lchangan kuchlanish o'zining haqiqiy qiymatiga shuncha yaqin bo‘ladi. Voltmetrdan o‘tayotgan tok: Demak, voltmetming o‘lchash sxemasi ana shu shartni qanoatlantirishi kerak. 5.7. Quwat va elektr energiyani oMchash 0 ‘zgarmas tok zanjirida quwatni voltmetr va ampermetr yordamida o‘lchasa bo‘ladi. Buning uchun tok va kuchlanishni bir vaqtning o'zida o‘lchab, ulami ko'paytirish kifoya. 62 (1) / = — . Agar /?-»oo bo‘lsa, / = -^- = 0 yoki R ^ » /?ist. www.ziyouz.com kutubxonasi Bir fazali o‘zgaruvchan tok zanjirida aktiv quwat quyidagicha aniqlanadi (5.8- rasm). Quwat elektrodinamik o‘lP = U - 1- coscp. Ukir chash mexanizmi asosida ishlangan vattmetr bilan o‘lchanadi. Bu 5 g. rasm o‘lchash asbobining tok chulg‘ami elektr sxemasiga ampermetr kabi ketma-ket, kuchlanish chulg‘ami voltmetr kabi parallel ulanadi. Fazalar siljishini asbobning o‘zi hisobga oladi. Tok va kuchlanish chulg‘amlari hosil qiladigan elektromagnit maydonlarni moslashtirish uchun har bir vattmetrda tok va kuchlanish chulg‘amlarining boshi va oxiri, albatta yulduzcha bilan belgilanadi. Vattmetr bir bo‘limining qiymati quyidagi formuladan topiladi: bunda C/N —vattmetrning nominal kuchlanishi, asbobning ko‘rsatishi, /N— vattmetrning nominal toki, asbobning ko‘rsatishi, (pN — asbobning maksimal bo‘limlari soni. Agar uch fazali simmetrik iste’molchining quwatini o‘lchamoqchi bo‘lsak, bitta fazaning quwatini uchga ko‘paytirish kifoya (5.9- rasm, a). Agar uch fazali nosimmetrik iste’molchi bo‘lsa, har bir faza vattmetr bilan alohida o‘lchanishi lozim (5.9- rasm, b). a) b) 5 .9 - rasm . 63 www.ziyouz.com kutubxonasi Uch fazali iste’molchilaming quwatini ikkita vattmetr bilan ham o‘lchab bo‘ladi. Shunday imkoniyat mavjudligini isbot qilamiz. Har uchala faza quwatlari: p= V V V ^ f + ^ B o Vcoscpf+^ ^ccsq* (1) Uch fazali zanjirda nol sim boMmagan holda Kirxgof qonuniga asosan: / + / + / = 0. Bu ifodadan: V = - ( 4 + Ic)- (2) Bu ifodani (1) formulaga kiritamiz: / >= i/Ao+/k-c°s Chulg‘amlar yulduzcha usulida ulanganda elektr uskunalari elektr eneigiyasini ikki kuchlanishda (faza va liniya kuchlanishlari) iste’mol qilishi mumkin, shu sababli aksariyat iste’molchilaiga ikkita kuchlanish beriladi. Yulduzcha usulida ulanganda generatoming chulg'amlarida tenglashtiruvchi toklar hosil bo‘lmaydi, chunki generatoming o‘ziga tok o‘tadigan berk zanjir yo‘q. Iste'molchining qarshiliklarini o‘lchash generatoming ulanish usullariga bog‘liq emas. Qarshilik asosan tarmoqning kuchlanishi u yoki bu elektr uskunaning nominal, ya’ni asosiy va normal holatdagi ish kuchlanishiga qarab aniqlanadi. Elektr tarmoqlari kuchlanishi 1000 V gacha va undan yuqori tarmoqlarga bo‘linadi. Elektr tarmoqlari kuchlanishi 1000 V gacha boigan gumh ichida turmushda asosan quyidagi nominal kuchlanishlar qatori qoilaniladi: t/ = 127V; 220V; 380V; 660V. nom 797 Bu nominal kuchlanishlar qatorida har bir keyingi nominal kuchlanish awalgisidan V3 marta katta. Bu iste’- molchilar uchun qator qulayliklar tug‘diradi. 380/220 V kuchlanish turm ushda keng tarqalgan b o iib , bunda UA — 380 V va UB = 220 V. Bir fazali iste'molchilar asosan uy-ro‘zg‘or (turmushda) ishlatiladigan elektr uskunalardir. Yoritish lampalari, sovitgich, televizor, dazmol, elektr choynak va hokazolar shular jumlasidandir. Bunday iste’molchilaming har bir gumhi bir fazaga (A fazaga) ulanadi, masalan, bir qator uylarga, keyingi qator uylarga B fazasi va hokazo. Shu sababli bunda iste'molchilaming simmetrikligini ta’minlash ancha qiyin. Xuddi shu vaqtda, uch fazali zanjirlarni simmetrik holi texnikaviy va iqtisodiy nuqtayi nazardan eng qulay rejimdir. Shu sababli iste’molchilarni simmetriklash uchun maxsus uskunalar ishlatiladi.
Elektr qurilmaiar me'yorda ishlashi uchun elektr energiyasini tavsiflovchi kattaliklar (tok, kuchlanish, quwat, energiya sarfi va boshqa kattaliklar) doimo nazorat qilib turilishi lozim. Bu maqsadda sanoat korxonalari o‘lchash asboblari bilan jihozlanadi. 0 ‘lchash asboblari va avtomatik qurilmalarga xizmat ko‘rsatish uchun korxonalarda alohida maxsus bo‘lim tashkil etiladi. 0 ‘lchash natijasida olingan ma'lumotlar haqiqiysiga taqqoslanadi. Har bir o‘lchashda qandaydir xatolikka yo‘l qo‘yiladi. Bu xatolik oMchash asbobining aniqlik sinfi bilan baholanadi. Fizik kattaliklami o'lchash uchun quyidagilami bilish shart: 1. 0 ‘lchov birligi. Har bir fizik kattalikning o‘lchov birligi bor. Masalan, tok kuchi — amper; kuchlanish — volt; og‘irlik (massa) — kilogramm; elektr quwati — Vatt; elektr energiyasi — Vatt • soat bilan o'lchanadi va hokazo. 2. 0 ‘lchov asbobi — o‘lchash jarayonini amalga oshiruvchi texnik vosita (ampermetr, voltmetr, vattmetr, hisoblagich). 3. 0 ‘lchov o‘zgartirgichlari. 0 ‘lchov asboblarining o‘lchash imkoniyatlarini kengaytiruvchi texnik vosita. Bu turkumga noelektrik kattaliklami elektrik kattalikka mutanosib tarzda o‘zgartiruvchi datchiklar kiradi. Masalan, taxometr — aylanish tezligini kuchlanish yoki tokka mutanosib tarzda o‘zgartirib bemvchi texnik vosita. 0 ‘lchash vositalarining ikki turi mavjud: 1. Ishchi o‘lchash vositalari — bevosita texnik kattaliklami o'lchash uchun foydalaniladi. 2. Namunaviy (andazali) ishchi o‘lchash vositalari — o'lchash vositalarini tekshirish va nazorat qilish uchun foydalaniladi. 0 ‘lchashdagi xatolik. 0 ‘lchash asbobi ko‘rsatgan kattalik va shu kattalik haqiqiy qiymatining ayirmasi absolut xatolik Transformatomi ishlatish uchun qator kattaliklar ma’- lum bo‘lishi kerak. Bulardan asosiylari salt ishlash va qisqa tutashish rejimlarini tavsiflovchi kattaliklardir: R^ — salt ishlash quwat isrofi; /0 — salt ishlash toki, nominal tokdan foiz hisobida beriladi; Rq — qisqa tutashish quwat isrofi; U — qisqa tutashish kuchlanishi, nominal kuchlanishdan foiz hisobida beriladi. Bundan tashqari, transformator chulg‘amlarining ulash usuli (yulduzcha yoki uchburchak), nominal tok va kuchlanish, transformatorlarning nominal quwati berilishi lozim. Transformatorning foydali ish koeffitsiyenti (FIK): Pi 'j P2 P2+&Pn+&Po |3 = -^ L bunda Px — transformator tarmoq qutblaridagi quwat, P2 — iste’molchi qutblaridagi quwat, Sisl — iste’molchining toTiq quwati, Snom — transformatorning nominal quwati, p — yuklanish koeffitsiyenti. Bu transformatoming asosiy ko‘rsatkichlaridan biri boTib, me'yor (nominal) rejimida P =0,7 0,85 ga teng. Elektr podstansiyadagi ikki transformatoming yuklanish koeffitsiyenti p ni 1,2—1,4 gacha ko‘tarish mumkin. 6.7- rasmda transformatoming FIK va yuklanish koeffitsiyentining bogTiqlik grafigi ko‘rsatilgan. Transformatorlami loyihalashda yuklanish koeffitsiyenti 0,7—0,85 ga teng boTganda eng katta (maksimal) FIK ta’minlanadi. Transformatorlaming maksimal FIK q= 0,95 = 0,97.
Elektr mashinalar vazifasiga ko‘ra ikki xil bo‘ladi. Birinchi xil mashinalar mexanik energiyani elektr energiyaga aylantirib beradi. Bu mashinalar elektrgeneratorlar deyiladi. Bug‘ yoki gaz turbinalari, ichki yonuv dvigatellari (masalan, dizel) generatorlarni harakatga keltiradigan birlamchi mexanik energiya manbayi bo‘lib hisoblanadi. Generatorlar asosan elektr stansiyalarida ishlatiladi. Elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirib beradigan ikkinchi xil elektr mashinalar dvigatellar (motorlar) deyiladi. Elektr dvigatellar xalq xo'jaligining deyarli hamma sohasida ishlatiladi. G eneratorlar ishlab chiqaradigan yoki dvigatellar iste’mol qiladigan tok turi jihatidan o‘zgaruvchan tok generatori yoki dvigateli deyiladi. Barcha elektr mashinalari qaytuvchanlik xossasiga ega, ya’ni qaytar jarayonda ishlay oladi. Masalan, elektr dvigatel generator rejimida, generator esa dvigatel rejimida ishlashi mumkin. Quyida o'zgaruvchan elektr mashinalarining bir turi — asinxron dvigatellarni ko‘rib chiqamiz. Asinxron motorlar (asinxron dvigatel) elektr energiyasini mexanik energiyasiga aylantirib beradi. Bu dvigatellar konstruksiyasining soddaligi, arzonligi, ishda ishonchliligi sababli sanoat, qishloq xo'jaligi va xalq xo‘jaligining barcha sohalarida keng qoMlaniladi. Har qanday elektr mashinalari kabi asinxron dvigatel generator rejimida ham ishlashi mumkin. Avvallari asinxron dvigatelning generator rejimida ishlashi iqtisodiy-texnik jihatdan maqsadga muvofiq emas, deb hisoblanar edi. Ammo keyingi yillarda o'tkazilgan ilmiy tadqiqotlar, asinxron mashinalarning generator sifatida ishlatilishi qator afzalliklarga ega ekanligini ko‘rsatdi. Hozirgi vaqtda asinxron mashinalar asosan uch fazali dvigatellar sifatida ishlatiladi.
Asinxron dvigatel qo‘zg‘almas qism — stator va aylanuvchi qism — rotordan tashkil topgan. Statorda ayrim elektrotexnik po‘lat plastinkalardan yig‘ilgan o‘zak o‘rnatilgan bo‘lib, uning sirtidagi ariqchalarga (pazlaiga) fazoda 120° ga siljigan mis simdan iborat uchta o‘ram joylashtirilgan. Bu o‘ramlar yulduzcha yoki uchburchak usulida ulangan uch fazali elektr tarmog‘iga tutashtirilgan. Stator chulg‘amlarining natijaviy magnit maydoni aylanuvchi bo‘lib, rotorning chulg‘amlarini kesib o‘tadi. Asinxron dvigatelning rotori silindr shaklida ishlangan bo‘lib, uning ham o‘zagi ayrim elektrotexnik po‘lat plastinkalardan yasalgan. Uning ariqchalarida (pazlarida) chulg‘amlar joylashtirilgan. Asinxron dvigatellar rotor chulg‘ami ishlanishiga ko‘ra ikkiga boiinadi. Rotori qisqa tutashgan asinxron dvigatel, aluminiy steijenlardan tayyorlangan boiib, bunday asinxron dvigatelning rotori qisqa tutashgan asinxron dvigatel deyiladi. Agar rotor chulg'ami oddiy mis yoki aluminiy simlardan uch fazali qilib ishlansa, bunday asinxron dvigatel faza rotorli asinxron dvigatel deyiladi (7.1- rasm, b). Uning chulg‘amlari yulduzcha usulida ulanib, maxsus mexanizm vositasida har uchala faza qarshiliklari birdaniga o‘zgartirilishi mumkin. Faza rotorli asinxron dvigatellar qisqa tutashgan rotorli asinxron dvigatellarga nisbatan qator afzalliklarga ega. Bu afzalliklar haqida keyinroq gapirishamiz. Stator chulg‘amlari natijaviy magnit maydonining aylanish tezligi quyidagi formuladan topiladi:
Bu magnit maydon rotoming chulg‘amlarini kesib o‘tib, chulg‘amlarda EYK va demak, berk kontur bo‘lganda tok hosil boiadi. Harqanday tokli o‘tkazgichni magnit maydonga kiritsak, bu o‘tkazgichga mexanik kuch ta’sir qiladi. Shunga binoan, rotorga ta'sir qiluvchi aylanuvchi moment vujudga keladi. Agar magnit maydon va rotor birga aylansa, bunday aylanish sinxron aylanish deyiladi. Asinxron dvigatellarda rotorning aylanish tezligi dvigatelning o‘qi (val) dagi ish mashinasi hosil qilgan tormozlovchi momentga bog‘liq. Demak, rotorning aylanish tezligi magnit maydon aylanish tezligidan farq qiladi. Mana shu farqni xarakterlovchi kattalik „sirpanish“ deyiladi va bu kattalik quyidagi formuladan aniqlanadi.
Normal rejimda ishlaydigan asinxron dvigatelning sirpanishi 5 = 0,01+ 0,06 chegarada o‘zgaradi. Sirpanishning nominal qiymatini nazarga olib bu ifodani tahlil qilamiz. Dvigatelni yurgizish paytida sirpanish eng katta (maksimal) S = 1 qiymatga erishadi. Rotor toki formulasining ham surati, ham maxrajida sirpanish kattaligi bor. Lekin tokning miqdoriga suratdagi sirpanish maxrajdagi sirpanishga nisbatan ko'proq ta'sir qiladi. Shu tufayli dvigatelni yurgizish paytida sirpanish maksimal —o‘z nominal qiymatidan o‘nlab marotaba katta qiymatga, rotor toki ham nominal qiymatidan 8—12 marta katta qiymatga erishadi. Asinxron dvigatelni yurgizish paytida o‘tkinchi jarayon juda qisqa vaqtda — sekundning o‘ndan bir hissasi davomida o‘tsa ham, rotor toki va demak, stator toki ham nominal tokka nisbatan o'nlab marotaba oshadi. Bu asinxron dvigatelning kamchiligidir.
Asinxron dvigatelning energetik diagrammasi va aylanish momentini ko‘rib chiqaylik. Asinxron dvigatelning uch fazali elektr tarmog‘idan olayotgan quwati: PX='J?>-U■ /, -coscp^,. 79 www.ziyouz.com kutubxonasi Bu aktiv quwatning bir qismi ARM stator chulg'amining qizishiga sarflanadi. Tarmoqdan olingan quwatning qolgan qism bu elektromagnit maydon orqali rotorga o‘tadi va elektromagnit quwat deyiladi. Elektromagnit quwatning bir qismi rotor chulg‘amining qizishiga sarflanib, qolgan qismi rotorning aylanishiga sarflanadi, ya’ni mexanik quwatga aylanadi: P = P.- em 2 A P . q Bu ifodada P2 —mexanik quwat. Mexanik quwatning bir qismi A/*, ishqalanishga sarflanadi, qolgan qismi esa foydali quwat bo‘lib, dvigatel o‘qi (vali)da aylanuvchi moment hosil qiladi: pem = p2~ (APq + AP)- Rotorga berilgan elektromagnit quvvati: Pem = co0 ■ M. Rotorning mexanik quwati: Pmex =to, • M, bunda to0 — magnit maydonning burchak tezligi. Bunda to0 - 2ti rotorning burchak tezligi. Elektromagnit va mexanik quwatlarni tenglashtirib olamiz va qator soddalashtirishlardan keyin quyidagi formulani chiqaramiz: M = 9550 Zmex 60 Asinxron dvigatel o‘qining aylanish momenti: M= K- 0 - Iish COScp. Bu formulada: K = 4,44 M Wl Kl — o‘zgarmas kattalik. Wn Rotorning toki: / El. 2 = — costp2 • Z 2 Demak, dvigatelning o‘qidagi aylanuvchi moment sirpanishga bog‘liq ekan. 7.2- rasmda dvigatel aylanish momentining sirpanishga bog‘liqlik grafigi ko‘rsatilgan. Grafik va formulalaming tahlili o‘zgarganda asinxron dvigatel barqaror ishlaydi. Sirpanish kritik qiymatdan o‘zining maksimal qiymatigacha o‘zgarganda ishi barqaror bo‘lmaydi. Dvigatelning eng katta (maksimal) qiymati kritik sirpanishga to‘g‘ri keladi. 7.2- rasmda ko‘rsatilgan grafikka ko‘ra, dvigatelni yurgizish paytida sirpanish 5 = 1 bo‘lib, aylanuvchi moment nominal qiymatidan kam bo‘ladi, ya'ni A/aylanuvchi momentga baravar boiganda rotorda rejim o‘rnatiladi mda asinxron dvigatelning vektor diagrammasi ko‘rsatilgan. Vektor diagrammani magnit oqimdan boshlagan ma’qul, chunki magnit maydon o‘zgarmas kattalik bo‘- lib, aylansa ham shu maydonga proporsional magnit oqim rotorga nisbatan o‘z yo‘nalishini o‘zgartirmaydi. Rotorning 7.2- rasm. EYK bu oqimga nisbatan 90° siljigan bo‘ladi. Yurgizish paytida o‘zining maksimal qiymati 5 = 1 . Shu sababli rotoming toki ham maksimal qiymatiga erishib, nominal tokdan 8—12 marotaba oshadi. Lekin bu tokning aylanuvchi moment hosil qiladigan tashkil qiluvchisi 7.3- rasmda tasvirlangan vektor diagrammaga ko‘ra katta bo‘lmaydi. Rotoming aylanish tezligi ortgan sari sirpanishning nominal qiymati 0,06 dan = 0,01 0,06 gacha kamayadi va demak, rotorning toki ham kamayadi. Lekin bu tokning aylanuvchi moment hosil qiladigan tashkil quluvchisi ko‘payadi. Shunday qilib, yurgizish paytida rotor toki o‘zining eng katta qiymatiga ega bo‘lsa ham, bu tok hosil qiladigan yurgizish momenti M aylanish momentining qiymatidan kam. Yuqorida asinxron dvigatel rotor tezligining ifodasi keltirilgan edi:
Bu formulaning tahlili shuni ko‘rsatadiki, asinxron dvigatel rotor tezligini o‘zgartirish uchun: a) elektr tarmoq chastotasini o'zgartirish kerak; b) rotorning sirpanishi 5 n i o'zgartirish kerak; d) juft qutblar soni P ni o'zgartirish kerak.
Elektrtarmog‘ining chastotasi o‘zgarmas kattalikdir. Shu sababli rotor aylanish tezligini bu yoi bilan o'zgartirish uchun maxsus chastota o‘zgartirgichlardan foydalaniladi. Juft qutblar soni dvigatelni loyihalash paytida aniqlanadi. Juft qutblar soni magnit maydonni va demak, rotorning ham aylanish tezligini o‘zgartiradi. Quyidagi jadvalda juft qutblar soni va magnit maydonning aylanish tezligi ko'rsatilgan:
Juft qutblar sonini faqat maxsus dvigatellarda o‘zgartirish mumkin. Rotorning aylanish tezligini bu usulda o‘zgartirish qisqa tutashtirilgan rotorli dvigatellarda qo‘llaniladi. Sirpanishni rotor chulg‘amining aktiv qarshiligini o‘zgartirish yo‘li bilan o'zgartirish mumkin. Bu usul faza rotorli dvigatellarda qo'llaniladi. Faza rotorli asinxron dvigatellarda rotoming har uchala chulg‘ami maxsus moslama vositasida aktiv qarshilikka ulanadi. Bu aktiv qarshiliklar 0‘zgartirilganda sirpanish o‘zgaradi va demak, rotorning aylanish tezligi ham o‘zgaradi. Yuqorida dvigatelning aylanish momenti formulasini chiqargan edik, ya’ni M = 9 5 5 0 ^ ^ "i Rotorning aylanish tezligi n kamayganda, rotorning o‘qi (vali) dagi quwat o‘zgarmagan holda, uning aylanish menti ham o‘zgaradi (ko‘payadi). Demak, rotor chulg‘amiga ulangan qarshilik o‘zgarsa, aylanish momenti ham o‘zgaradi. Faza rotorli dvigatellar asosan ko‘tarish-tashish mashinalarida qo‘llaniladi. Bu dvigatellarning geometrik o‘lchovlari katta, boshqarish ancha murakkab va narxi qisqa tutashgan rotorli dvigatellarga nisbatan katta bo‘lsa ham, qator afzalIiklarga ega: a) yurgizish toki qisqa tutashgan rotorli dvigatellarga nisbatan kichik; b) yurgizish momenti katta; d) rotor aylanish tezligini pog‘onali boshqarish mumkin.
|
