Asinxron motorlarda shikastlanishlarni kelib chiqish sababalarini va uni bartaraf qilish yo‘llarini tadqiq qilish muhim amaliy ahamiyatga EGA

1.1.Asinxron dvigatel haqida umumiy malumot.
1-rasm. Asinxron motorning faza chulg‘amlari chizmasi
Sanoatda, qishloq xo’jaligida va boshqa sohalarda qo’llaniladigan elektr motorlari ichida eng keng ko’lamda qo’llaniladigani asinxron motorlardir. Elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirib beruvchi asosiy vosita shular deyishimiz mumkin. Asinxron motor uch fazali o’zgaruvchan tokli induktsion elektrik mashinadir. Motor statorida o’zaro 120⁰ burchak ostida joylashtirilgan uchta chulg’am bo’ladi. (1-rasm.a). 1a-rasmda ko’rsatilganidek 2 Pp=2 bo’lsa chulg’amlar 120⁰ ga, agar qutb juftlari (Pp) kop bo’lsa, chulg’amlar orasidagi burchak 120⁰/ Rp ni tashkil qiladi.
Asinxron motor statori faza chulg‗amlari ikki usulda, yulduz (1-rasm.b)hamda uchburchak (1-rasm.c) usulda ulanadi. Odatda o’rta va kam quvvatli asinxron motorlari 380/220v nominal kuchlanish uchun loyixalanadi. Bunda
manba kuchlanishi 380 V bo’lsa, chulg’amlar yulduzcha usulida, agar manba kuchlanishi 220V bo’lsa chulg’amlar uchburchak(Δ)usulda ulanadi. Har ikkala holatda ham motor statorining faza chulg’amiga berilayotgan kuchlanish 220Vni tashkil qiladi.
Asinxron motorning ishlash prinsipi statorda elektr magnit maydonini tashkil qilishga asoslangan. Chulg’amlarning 120⁰/ Pp gradusga siljitilganligi tufayli hamda uchala kuchlanish fazasining vaqtinchalik siljishi tufayli. (Ua, Ub va Uc kuchlanish fazalari 120 elektrik gradus, ya‘ni 2π/3 radianga siljigan) motor chulg’amlaridagi toklar natijasida hosil qilinadigan magnit yurituvchi kuchlar umumiy vektori F stator aylanasi bo’ylab quyidagi tezlik bilan ravon ko’chib boradi.
w₀ = 2πf₁/p_n (1)
bunda: f1- stator sinusoidal tok chastotasi
rn- mashina qutb juftliklari soni
Havo tirqishlari teng, mashina simmetrik va stator chulg’amlari teng taqsimlanganligi uchun magnit yurituvchi kuch (MYuK) magnit oqimini hosil qiladi. Bu magnit oqimi umumiy vektori fazoda ω₀ tezlik bilan aylanadi. Stator chulg’amida aylanayotgan magnit maydoni hosil bo’lish prinsipini 2- rasmda kuzatishimiz mumkin. 2- rasm a da 3 fazali toklar tizimi epyurasi keltirilgan (a, b, c faza chulg’amlaridagi ω*t=2πf,*t vaqtga bog’liq bo’lgan toklarning oniy qiymati) t₁ vaqtdagi statordagi magnit yurituvchi kuchlar umumiy vektorining fazodagi holatini ko’rib chiqamiz.
F₁=F_a1+F_b1+F_c1=(i_a+i_b+i_c)w (2)
a chulg’amning magnit yuritish kuchi vektori F_a1 “a” oqi bo’yicha musbat yo’nalishda yo’nalgan 0,5 Ja.max ga teng bo’ladi. Bu b; c chulg’ami magnit yuritish kuchi vekt ori “c” oqi bo’yicha musbat yo’nalishda yo’nalgan va 0,5 Ja.max ga teng. F_a1+F_c1 vektorlar yig’indisi «b» bo’yicha manfiy yo’nalishda yo’nalgan; bu yig’indidan “b” chulg’ami magnit yuritish vektori xosil bo’ladi va u Jv.max ga teng bo’ladi. Bu vektorlar yig’indisi fazoviy F₁ vektorni xosil qiladi; F vektor 2-rasm b da ko’rsatilgan fazoviy holatni egallaydi va qiymati 3/2 Jmax ga teng bo’ladi.



2- rasm. Aylanuvchan elektrmagnit maydon hosil bo’lishi
wt=π/3 vaqt o’tgandan keyin (50 Gts chastota bo’lganda 1/300 s dan keyin) t2 “a” chulg’amaning m.yu.k vektori Fa2 maksimal musbat qiymatga ega bo’ladi, “b” va “c” chulg’amlarining m.yu.k vektori esa yarim manfiy qiymatga ega bo’ladi. F2 umumiy vektor bu paytda 2b - rasmda ko’rsatilganidek F boshlang’ich holatiga nisbatan 60⁰ fazoviy burchakka soat mili bo’yicha siljiydi.
Xulosa qilish mumkinki, t3 vaqt paytida stator chulg’amlaridagi m.yu.k vektorlari F3 holatga o’tadi, ya’ni soat mili bo’yicha siljishni davom ettiradi. Manba kuchlanish vaqti davomida m.yu.k umumiy vektori F soat mili bo’yicha F4 , F5 , F6 holatlarni egallagan holatda to’liq aylanib chiqadi.
Kuchlanish fazalarini ulash ketma-ketligini o’zgartirganda (masalan 1-rasm b, c dagi b va c fazalari almashtirilsa), magnit oqimi umumiy vektori teskari yo’nalishga o’zgaradi, ya‘ni stator chulg’amida toklar yordamida xosil qilinayotgan magnit maydoni aylanishi o’zgarishiga o’quvchi ozi ishonch xosil qilishi mumkin. Agar motor qutb juftliklari soni 1dan ko’p bo’lsa stator aylanasi bo’ylab joylashgan chulg’amlar soni ko’payadi. Ya‘ni , agar qutb juftliklari soni Pn =2 bo’lsa, barcha faza chulg’amlari aylananing birinchi yarmida hamda ikkinchi yarmida alohida tarzda 3 tadan joylashadi. Bu holda stator magnitli xarakat kuchi vektori F bir kuchlanish davrida aylanini yarim uzunligiga siljiydi, ya‘ni 180⁰ ga buriladi va statorning magnit maydoni aylanish tezligi 2 marta kam bo’ladi.
Xulosa qilib aytganda statorning magnit maydoni aylanish tezligi ω₀ (yoki sinxron tezlik) mashina qutb juftliklariga teskari proporsionaldir.
Asinxron motorlar rotorining konstrusiyasiga ko’ra 2 xil bo’ladi: faza rotorli va qisqa tutashgan rotorli. Faza rotorli motorlar rotorida taqsimlangan 3 fazali chulg’am bo’ladi. Ular odatda «yulduz» ulanadi. Chulg’am uchlari kontakt xalqalariga ulanadi. Bu xalqalar orqali rotorning elektr zanjirlari uchlari mashinadan chiqarilib yurgazish qarshiliklariga ulanadi. Qisqa tutashgan rotorli motorlarda chulg’am sterjen ko’rinishida bajarilib, rotor ikki tomonidan xalqalar bilan qisqa tutashtirib mahkamlanadi. Rotordagi bu sterjenlarni uch fazali qisqa tutashtirilgan chulg’am sifatida ko’rishimiz mumkin.
Asinxron motordagi elektromagnit moment M statordagi aylanuvchi magnit maydoni F, hamda rotor tokini tashkil qiluvchisi bilan o’zaro ta‘sirlashuvi natijasida xosil bo’ladi.
M= 3k ФI_2a (3)
Rotor toki E₂ elektr yurituvchi kuch xisobiga paydo bo’ladi. Bu elektr yurituvchi kuch rotorda aylanayotgan magnit maydoni orqali induksiyalanadi. Rotor siljimay turganda asinxron motor qisqa tutashgan chulg’amli transfarmator sifatida yoki yurgazish qarshiligi bilan yuklangan transfarmator sifatida ishlaydi. Aylanmay turgan rotor chulg’amlarida hosil bo’lgan elektr yurituvchi kuch faza nominal elektr yurituvchi kuchi deyiladi (E_2n). Bu elektr yurituvchi kuch taxminan statorning faza kuchlanishining transformatsiya koeffitsientiga bo’linganiga teng bo’ladi:
E_2n= U₁/ k_t (4)
Aylanayotgan motor rotoridagi elektr yurituvchi kuch E₂ qiymati hamda bu E.Yu.K. chastotasi f₂ (demak rotordagi tok chastotasi ham) aylanayotgan magnit maydonining chulg’am simlarini kesib o’tish chastotasiga bog’liq bo’ladi (qisqa tutashgan rotorli motorda – sterjenlarni). Bu chastota stator maydoni tezligi 0 va rotor maydoni tezdigi farqi bilan aniqlanadi. Bu farq absolyut sirpanish deb aytiladi.
S_abs=w₀-w (5)
Muayyan chastotali (50 Gts) kuchlanish tarmog’iga ulangan asinxron motor ish rejimini tahlil qilishda odatda nisbiy sirpanish kattaligidan foydalaniladi:
S=S_abs/w₀=(w₀-w)/w₀ (6)
Motor rotori aylanmay turganda S=1 ga teng bo’ladi. Motor harakat rejimida
ishlaganda E.Yu.K. ning eng katta qiymati aylanmay turgan rotorda bo’ladi (E_2n); tezlik oshib borgan sari E₂ E.Yu.K. kamayib boradi:
E₂= E_2n * S (7)
Xuddi shuningdek, rotor E.Yu.K. va okening chastotasi f₂, rotor aylanmay turganda stator toki chastotasi f₁ ga teng bo’ladi, va tezlik oshib borishi bilan sirpanishga proportsional ravishda kamayib boradi.
f₂ = f₁* S. (8)
Nominal rejimda rotor tezligi maydon tezligidan kam farq qiladi va nominal sirpanish 1.5 dan 200 kW gacha quvvatga ega bo’lgan umumiy motorlar uchun bor-yo’g’i 2-3 % ni tashkil qiladi, katta quvvatli motorlar uchun esa 1% . Mos ravishda nominal rejimda rotor E.Yu.K. , s=1 bo’lgandagi nominal E.Yu.K. dan 1-3 %ini tashkil qiladi. Rotor toki chastotasi nominal rejimda bor yo’g’i 0.5-1.5 Gts bo’ladi. S=0 bo’lganda, ya‘ni rotor tezligi maydon tezligiga teng bo’lganda, E₂ rotor E.Yu.K. i hamda I₂ rotor toki nolga teng bo’ladi. Bunday rejim ideal erkin aylanish rejimi deyiladi.
E.Yu.K. chastotasi va rotor tokining sirpanishiga bog’liqligi asinxron motor
mexanik xarakteristikalarining o’ziga hosligini aniqlaydi.