3-mavzu. O‘zgarmas tok elektr mashinalari. Asinxron va sinxron mashinalar. Reja
Download 0.74 Mb. Pdf ko'rish
|
3 mavzu
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
) / ( 1 / / Download 0.74 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling