3-mavzu. O‘zgarmas tok elektr mashinalari. Asinxron va sinxron mashinalar. Reja

Sinxron mashinalar. 

13.1, a-rasmda SD ning ulanish sxemasi keltirilgan. SD statori  asinxron 

dvigatelning o‘zgaruvchan tok tarmog‘iga ulanadigan  uch  faza cho‘lg‘amli 

statoriga o‘xshash bajariladi. SD rotori qo‘zg‘atish va ishga tushirish uchun 

mo‘ljallangan qisqa  tutashuvli ishga tushirish cho‘lg‘amiga ega. 

 

SD qo‘zg‘atish cho‘lg‘amiga manba sifatida, odatda, SD ning 0,3

÷3,0% 

quvvatiga mos keladigan o‘zgarmas tok generatoridan foydalaniladi, u 

qo‘zg‘atkich deb ataladi va SD bilan bitta valga o‘rnatiladi (13.1, a-rasm). Dvigatel 

qo‘zg‘atish tokini Iqt rostlash, qo‘zg‘atkich 4 ning qo‘zg‘atish toki  Iqk ni rezistor 

3 yordamida o‘zgartirish orqali amalga oshiriladi. 

---

 

CD ning zamonaviy qo‘zg‘atishni avtomatik  rostlash  sxemalarida (QAR-

ARV) tiristorli boshqariluvchi to‘g‘rilagich  (tiristorli  qo‘zg‘atgich) keng 

qo‘llaniladi. SD ning aylanish momenti, stator cho‘lg‘ami tomonidan yaratiladigan  

aylanadigan magnit maydoni va  qo‘zg‘atish cho‘lg‘ami yaratadigan magnit 

maydoni bilan o‘zaro tasiri orqali hosil qilinadi. Ushbu maydonlarning o‘zaro 

tasiri, SD ning yo‘nalish  bo‘yicha  o‘zgarmas aylanish momentini faqat rotor 

magnit maydon tezligi 

ω0 = 2πƒ1¦/r bilan aylangandagina hosil qilishi mumkin,  

ya’ni  maydon bilan sinxron aylanganda. Shunday qilib, SD ning mexanik  

xarakteristikasi 

ω  (M) (13.1, b-rasm) ordinatasi ω0 bo‘lgan gorizontal chiziq  

bo‘ladi. Bu xarakteristika, ma’lum bir maksimal yuklama momenti  Mmax gacha 

bor bo‘lib, undan ortib ketishi SD ni sinxronizmdan tushib  qolishiga, ya’ni rotor 

va magnit maydonini sinxron aylanishining buzilishiga olib keladi. 

 

 

 

 

---

 13.1-rasm. Sinxron dvigatelning ulanish sxemasi (a) va mexanik xarakteristikasi 

(b) 

 

13.2-rasm. Sinxron dvigatelning burchak xarakteristikasi 

 

SD ning tarmoq bilan sinxron ishlashni taominlovchi maksimal  moment 

Mmax ni aniqlash uchun burchak xarakteristikasi xizmat qiladi (13.2 -rasm). U, 

moment M ni  stator e.yu.k. Ye va tarmoq  fazaviy  kuchlanish  Uf vektorlari 

orasidagi siljish burchagi 

θ ga bog‘liqligini aks ettiradi. 

 

SD ning momenti M – ushbu 

θ burchakning sinusoidal funksiyasidir: 

 

 

 

 

M = 3 Uf Ye – sin 

θ / (ω0 x1) = Mmax sin θ , 

bunda x1 - SD fazaviy cho‘lg‘amining induktiv qarshiligi. 

---

 

SD ning momenti o‘zini maksimal qiymatiga burchak 

θ=π/2 teng bo‘lganda 

erishadi. Bu kattalik SD ning yuklamaga  chidamlilik  qobiliyatini xarakterlaydi. 

Burchakning   bundan    katta    qiymatlarida    SD sinxronizmdan chiqib ketadi. 

Burchak 

θ ning kichiq qiymatlarida uning ishlashi barqarordir. 

 

Burchakning nominal qiymati 

θn odatda 25° ÷ 30° tashkil qiladi, unga Mn 

nominal moment mos keladi. 

θn  ning bunday  qiymatlari  uchun maksimal 

moment karraligi quyidagiga teng bo‘ladi: 

λm = Mmax / Mn = 2,0 ÷ 2,5.   

 

SD barcha maolum asosiy energetik  rejimlarda  ishlashi  mumkin: dvigatel, 

tarmoq bilan va tarmoqqa bog‘liqmas generator rejimlarida. 

Sinxron dvigatelni ishga tushirish,tezligini rostlash va to‘xtatish 

 

Qo‘zg‘almay to’rgan rotor va stator cho‘lg‘amlarini o‘zgaruvchan tok 

tarmog‘iga va qo‘zg‘atish cho‘lg‘amini esa -  o‘zgarmas tok manbaiga ulanganda, 

SD yo‘nalishi bo‘yicha o‘zgarmas bo‘lmagan, balki stator va rotorning  uzluksiz 

o‘zaro yo‘nalishlarini o‘zgartirib turadigan magnit  maydonlari sababli ishorasi 

o‘zgarib turadigan aylanuvchi moment hosil qiladi. Shunga muvofiq SD, sinxron 

tezlik 

ω0 gacha tezlasha olmaydi va shu sababli  uni yurgizib yuborish uchun 

maxsus choralar talab qilinadi. 

 

13.3-rasm. Sinxron dvigatelni ishga tushirish xarakteristikasi 

 

Hozirda SD ni asinxron ishga tushirish deb nomlangan usul keng tarqalgan. 

Uni amalga oshirish uchun rotorga  qo‘shimcha  ishga  tushirish cho‘lg‘ami 

joylashtiriladi (u AD ning qisqa tutashuv  cho‘lg‘amiga  o‘xshash bo‘ladi). Ushbu 

holatda, SD  o‘zgaruvchan tok tarmog‘iga  ulanganda,  AD  ga o‘xshash uning 

tezlashishi hosil bo‘ladi.  Sinxron  tezlikdan  bir  necha foizga farq qiladigan 

sinxron oldi tezligida dvigatelning qo‘zg‘atish cho‘lg‘amiga tok beriladi va u 

tarmoq bilan sinxronizmga tortiladi. 

 

Ishga tushirish cho‘lg‘ami o‘zining ko‘rsatkichlariga bog‘liq  ravishda ikki 

ko‘rinishdagi ishga tushirishning mexanik xarakteristikasini  taominlaydi (13.3-

rasm). 1-xarakteristika 2-xarakteristikaga nisbatan kattaroq sinxronlashtiruvchi 

(kirish) momenti Mk1 ‘osil  qiladi,  ammo unda boshlang‘ich (ishga tushiruvchi) 

moment Mi.t.1 

<  Mi.t.2  kamroq bo‘ladi. Ishga tushirish xarakteristikasining 

ko‘rinishini tanlash SD  ishlashni  konkret sharoitlari va ishlab chiqarish 

mexanizmining turiga bog‘liq  bo‘ladi. 

---

 

13.4-rasm. Sinxron dvigatelni ishga tushirish so‘nggida qo‘zg‘atkich ulanadigan 

sxemasi 

 

 

SD ni ishga tushirishda, uni qo‘zg‘atishning  ikki  asosiy  sxemasi 

qo‘llaniladi. 13.4-rasmda keltirilgan sxema ishlatilganda, ishga  tushirishning 

birinchi bosqichida  kontakt  6 uzuq,  kontakt 4  esa yopiq bo‘ladi. Dvigatel 1 ni  

qo‘zg‘atish cho‘lg‘ami 2 rezistor 3 ga tutashtirilgan bo‘lib qoladi va  asinxron  

ishga  tushirish  qulay  sharoitlarida amalga oshiriladi. Ishga tushirishning oxirida, 

sinxron oldi tezligiga erishilganda, maxsus boshqarish relesining  buyrug‘iga  

muvofiq   kontakt 4 uziladi,  kontakt 2 esa yopiladi. Natijada qo‘zg‘atish  

cho‘lg‘ami 2 ga qo‘zg‘atkich 8 dan tok beriladi va SD sinxronizmga  tortiladi. 

Qo‘zg‘atish tokini rostlash, qo‘zg‘atkich 8 ning qo‘zg‘atish cho‘lg‘ami zanjiridagi  

rezistor 5 orqali amalga oshiriladi. 

 

SD ni qo‘zg‘atishning ikkinchi varianti  13.1, a-rasmdagi sxemaga mos 

keladi, u soddaroq bo‘lib, uzluksiz (batamom) ulangan  qo‘zg‘atkichli sxema deb 

nom olgan. Bu sxemada qo‘zg‘atish cho‘lg‘ami,  ishga  tushirishning eng boshidan 

qo‘zg‘atkich K ga doimiy ulangan  bo‘ladi.  Dvigatel tezligi 

ω = 0,7 ω0 bo‘lganda 

qo‘zg‘atkich 2 da o‘z-o‘zini qo‘zg‘atish sodir  bo‘ladi va cho‘lg‘amga qo‘zg‘atish 

toki beriladi,  shuning  hisobiga,  sinxron oldi tezligida, SD sinxronizmga tortiladi. 

13.1, a-rasmdagi sxema bo‘yicha ishga tushirish uncha  qulay  bo‘lmagan 

sharoitlarda o‘tadi, chunki SD ning ishga tushirish momenti  4 -  rasmdagi sxema 

foydalanilgandagisiga nisbatan kam bo‘ladi, bu SD ni sinxronlashtirishni 

qiyinlashtiradi. Shuning uchun   13.1, a -  rasmdagi sxema, SD validagi yuklama 

momenti uning nominal momentining 40-50% dan ortmagan holdagiga nisbatan 

yengil ishga tushirish sharoitlarida qo‘llaniladi. Ishga tushirishning qiyinroq 

sharoitlarida  13.4 - rasmdagi sxema ishlatiladi. 

 

SD ni ishga tushirish, qo‘zg‘atish cho‘lg‘amini ulashning  turli  usullaridan 

tashqari, ishga tushirish tokini cheklash yoki cheklamasdan  amalga  oshirilishi 

mumkin. Ko‘pchilik hollarda, quvvatli tarmoq  borligida,  quvvati bir necha yuz 

kilovatt va undan hamyuqoriroq bo‘lgan SD  lar  tokni cheklamasdan tarmoqqa 

to‘g‘ridan to‘g‘ri ulanish bilan ishga tushiriladi. Ishga tushirish tokini nominal  

---

tokka  nisbatan  karraligi,  to‘g‘ridan-to‘g‘ri ishga tushirishda, odatda, 4 -  5 ni 

tashkil etadi. 

 

Katta quvvatli SD larni (bir necha ming kilovatt) ishga  tushirishda, 

ko‘pchilik holatlarda ishga tushirish tokini  cheklash  zarurligi paydo bo‘ladi, 

bunga ko‘p hollarda reaktor  yoki  avtotransformatorlarni qo‘llash orqali erishiladi. 

 

SD 4 ni reaktorli ishga tushirishda (13.5, a-rasm)   ulab – uzgich 1,    ulab – 

uzgich 2  uzilgan holda ulanadi va SD ning  tezlashishi  stator  zanjiriga ulangan  

reaktor 3 bilan amalga oshiriladi,  reaktor   bilan ishga  tushirish tokini ruxsat 

etilgan darajaga kamayishini  taominlaydi.  SD  sinxron oldi tezligiga yetganda,  

ulab  -  uzgich  2 ulanadi,  reaktor 3 shuntlanadi va SD tarmoqning to‘la 

kuchlanishiga ulanib qoladi.  Ba’zi  hollarda reaktor o‘rniga aktiv rezistorlar 

hamishlatiladi. 

 

13.5-rasm. Sinxron dvigatelni reaktor yordamida tokini chegaralash orqali (a) va 

avtotransformatorli (b) ishga tushirish sxemalari 

Avtotransformatorlar qo‘llanilganda (13.5, b-rasm), ishga tushirishda  ulab – 

uzgich 1 va 6 lar ulangan bo‘ladi va SD  ga  kamaytirilgan  kuchlanish beriladi. U 

sinxron oldi tezligiga yetganda,  ulab - uzgich 2 uziladi,   ulab - uzgich 2 ulanadi va 

SD to‘g‘ridan-to‘g‘ri  tarmoq  kuchlanishiga bog‘lanadi. 

 

13.6-rasm. Sinxron dvigatelni dinamik to’xtatish sxemasi 

 

SD chastota o‘zgartkich orqali ishlaganda, chastotaviy ishga  tushirishni 

amalga oshirish mumkin. Bunday ishga tushirishda,  maxsus  vazifalagichlar 

yordamida SD ga  berilayotgan  kuchlanish  chastotasini ‘amda uning magnit 

maydon aylanish tezligini shunday o‘zgarishi taominlanadiki, bunda uning rotori 

---

maydonga «yetib» oladi va  SD o‘zining eng kichiq tezliklaridan boshlab 

taominlovchi manba bilan sinxron  ishlay boshlaydi. 

 

SD larning asosiy qo‘llanish so’asi,  keyingi  paytlargacha yuqori quvvatli 

rostlanmaydigan elektr yuritmalar bo‘lgan. Statik  tiristorli chastota o‘zgartkichlari 

(ChO‘) paydo bo‘lishi, «ChO‘-SD» tizimi bo‘yicha rostlanadigan sinxron elektr 

yuritmalarni yaratish imkoniyatini  tug‘dirdi, bunday tizimni  qurishning  asosiy  

prinsiplari  va  xossalari "ChO‘-AD" tizimiga o‘xshash bo‘ladi. 

 

SD ni to‘xtatish, uni generator rejimga  o‘tkazish  orqali   amalga oshiriladi. 

Bunda eng ko‘p hollarda dinamik to‘xtatish sxemasi (13.6-rasm) ishlatiladi (SD ni 

o‘zgaruvchan tok tarmog‘iga bog‘liqmas ishlashidagi  generatorli rejim). 

 

Bu sxemada SD 2 ning stator cho‘lg‘amlari tarmoqdan uziladi  va 

qo‘shimcha rezistorlar 1 ga tutashtiriladi (yoki qisqa tutashtiriladi), qo‘zg‘atish 

cho‘lg‘ami esa qo‘zg‘atish manbasi Uq ga rezistor 3 orqali  ulangancha qoladi. 

 

SD ni teskari ulanishli to‘xtatish juda kam ishlatiladi,  chunki SD ni bu 

rejimga o‘tkazish, tok va momentni sezilarli sakrashlari bilan kuzatilib, tokni 

cheklash va murakkab boshqarish sxemasini qo‘llashni  talab qiladi. 

Sinxron dvigatel – reaktiv quvvat kompensatori 

 

Elektr  taominoti  tizimining  ishi,  elektr  isteomolchilarni reaktiv quvvatni 

olishi bilan xarakterlanadi. Bu, tizim  elementlarida qo‘shimcha elektr isroflarini 

‘osil qiladi, kuchlanish  qiymatini pasayishiga va podstansiyalar ‘amda tarqatuvchi 

tarmoqlarning  orttirilgan o‘tkazish qobiliyatiga ega bo‘lish  zarurligini  talab  

qiladi. Bo’larning barchasi tizimning ishlashidagi  tejamligini  kamaytiradi.  Shu 

sababli, elektr taominoti tizimi ishining  ko‘rsatkichlarini  yaxshilash uchun reaktiv 

quvvatni qoplash talab qilinadi. Qoplash bir necha  usullar orqali amalga oshiriladi. 

 

Reaktiv quvvatni qoplashning samarali usullaridan biri SD dan foydalanish 

bilan bog‘liqdir. Unda qo‘zg‘atish tokini rostlash  hisobiga, elektr tarmog‘iga 

reaktiv quvvatni  generatsiya  qilishni  amalga oshirish mumkin bo‘ladi. 

 

Bu holatda SD o‘zuvchi sos

ϕ  bilan ishlaydi. SD  ning  reaktiv quvvatni 

qoplovchi sifatida ishlash imkoniyatini SD ning U-ko‘rinishidagi xarakteristikasi 

ko‘rsatib beradi. 13.7-rasmda keltirilgan xarakteristikalar stator toki I1 va uning 

cos

ϕ  sini qo‘zg‘atish toki  Iq bilan U = const va R = const bo‘lgandagi 

bog‘lanishlarni ko‘rsatadi. 

 

---

13.7-rasm. Sinxron dvigatelning U - ko’rinishidagi xarakteristikalari 

 

I1 (Ik) xarakteristikalari shuni ko‘rsatadiki, qo‘zg‘atish tokini  Ik noldan 

boshlab orttirilganda, stator toki  I1  oldin  kamayadi  (bu uning reaktiv tashkil 

etuvchisini kamayishi hisobiga bo‘ladi). Maolum bir qo‘zg‘atish tokida, u (I1) 

nolga, sos

ϕ  esa birga teng bo‘lib qoladi (cosϕ  = 1). Qo‘zg‘atish tokini orttirish 

bilan stator tokining reaktiv tashkil etuvchisi hamortib boradi, ammo  endi  u faza 

bo‘yicha o‘zuvchi bo‘ladi. SD reaktiv  quvvat  generatori  bo‘lib ishlaydi va uni 

tarmoqqa uzata boshlaydi. 

13.7-rasmdagi xarakteristikalar, shuningdek, SD ni qoplash  qobiliyatini, o‘zining 

validagi quvvat R bilan bog‘lanishni hamaniqlash imkonini beradi. Rasmdan 

ko‘rinadiki, R quvvatni ortishi bilan  reaktiv quvvatni generatsiya qilish so’asi 

(o‘zuvchi cos

ϕ)  katta  qo‘zg‘atish toklar tomoniga siljiydi. Boshqacha aytganda,  

o‘zgarmas  qo‘zg‘atish tokida, valdagi quvvatni o‘zgarishi bilan tarmoqqa 

 

berilayotgan reaktiv quvvat hamo‘zgaradi. Bundan quyidagi mu’im xulosani 

chiqarish mumkin: agar SD valdagi o‘zgaruvchan  quvvat  bilan  ishlayotgan 

bo‘lsa, unda uning qoplash xossasidan to‘la foydalanish  uchun,  qo‘zg‘atish tokini 

rostlash talab qilinadi. 

 

Shuni taokidlash kerakki, SD ni reaktiv quvvat manbasi sifatida  qo‘llash 

orttirilgan qo‘zg‘atish tokini taominlash va SD ning gabarit (to‘la) quvvatni 

ko‘paytirishni talab qiladi, ammo bu SD dan shunday manbai sifatida foydalanish 

uchun chegaralovchi omil bo‘la olmaydi.  Buni  quyidagi  uncha  murakkab 

bo‘lmagan hisoblardan hamko‘rish mumkin. 

 

To‘la (gabarit) quvvat S ni aktiv quvvat R ga nisbatini  yozamiz: 

 

                         

2

2

2

)

/

(

1

/

/