Energetika

2-Amaliy mashg’ulot. “Boshqariladigan o‘zgarmas tok o‘zgartgichi – motor”, “Generator-motor” tizimlarining statik tavsiflarini hisoblash va grafiklarini qurish.
Generator-dvigatel (G-D) tizimini (6.1- rasm) ishga tushirish uchun, oldin generator G ni aylantiruvchi asinxron dvigatel AD ishga tushiriladi. Uni ishga tushirish paytida generator G qo‘zg‘atish chulg‘amiga kuchlanish berilmagan bo‘ladi. Dvigatel qo‘zg‘atish chulg‘amida to‘liq kuchlanish bo‘lib, u elektr mashi­nali yoki statik qo‘zg‘atgich Q ga ulangan bo‘ladi. Generatorning qo‘zg‘atish tokini oshira borib, uning EYK oshiriladi. Natijada dvigatel D ning yakori aylana boshlaydi.

Shunday qilib, G—D tizimi mexanik tavsifining tenglamasi quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:

6.1- rasm. Generator-dvigatel tizimi: GQCH — generator qo‘zg‘atish chulg‘ami;
DQCH — dvigatel qo‘zg‘atish chulg‘ami.

(3.1)

bu yerda: F — magnit oqimi; C_E va C_M — dvigatel­ning konstruktiv doimiyligi; R_ya — generator va dvigatel yakor zanjirining umumiy qarshiligi.

Dvigatel magnit oqimining nominal oqimi F₂ ni, o‘rnatish EYK E_g ni o‘zgartirish bilan amalga oshiriladi

Generator EYK nominal qiymatga erishgandan so‘ng, uning tokini oshirish maqsadga muvofiq emas. Chunki generatorning magnit tizimi to‘yinib qoladi.

bu yerda: E_g — dvigatelning nominal kuchlanishi U_nom ga nisbatan hisoblangan generatorning nisbiy EYK; r_ya — tizim yakor zanjirining nisbiy qarshiligi.

(3.2) formula asosida generator magnit oqimini o‘zgaradigan pastki diapazon uchun r_ya = 1; m = 1 va E₂ = 1,05 ga teng deb qabul qilib n_max= 0,95 ni topamiz. Tezlikning eng pastki qiymatini aniqlash uchun E_gmin= 0,2 deb qabul qilamiz, u holda m_max= 2 uchun n_min = 0,1 bo‘ladi.

Dvigatel magnit oqimini o‘zgartirib oladigan yuqori diapazon odatda 2,0—2,5 dan oshmaydi. Shu­ning uchun G-D tizimidagi to‘la rostlash diapazoni taxminan D = D₁D₂  ni tashkil qiladi.

Yopiq tizimda tezlikni rostlash diapazonini yanada kengaytirish mumkin.

Boshqariladigan o‘zgartgich-motor tizimining tavsifi

Bir fazali boshqariluv­chi to‘g‘rilagichlarning ishlash prinsipini 3.5- rasm­dan tushuntirish mumkin. Sinxronlashtiruvchi qurilma SQ arrasimon kuchlanish generatori AKG ni boshqaradi. Bu generator faza bo‘yicha tarmoq kuchlanishi U_t bilan sinxronlashtirilgan davomiyligi 180° elektr gradusiga teng bo‘lgan ustun kuchlanishi U_ust ni shakllantiradi.

3.5- rasm. Boshqariluvchi to‘g‘rilagich sxemasi.
_{Taqqoslash sxemasi} TS da turli qutbli U_b va U_ust (3.6- rasm) kuchlanishlari taqqoslanadi. U_a=U_b ga teng bo‘lganda taqqoslash sxemasi TS uzunligi l =180°- a bo‘lgan U_ts kuchlanishini hosil qiladi. l burchak boshqarish ventilining ochilish davomiyligini aniqlaydi. Tranzistorliga nisbatan tiristorli boshqarish ventili uchun impuls shakllantiruvchi yordamida qisqa U_ish


3.6- rasm. Boshqariluvchi to‘g‘rilagich
tizimida signallar diagrammasi.
larni olish kerak. Bu impulslar tiristorning boshqa­rish elektrodiga beriladi va uni ochadi. Tiristorning yopilishi esa uning asosiy elektrodida (anod va katodda) qutblar o‘zgarganda ro‘y beradi.

Ventillarning barcha boshqarish sxemalari faza prinsipi bo‘yicha ishlaydi, ya’ni bunda boshqarish burchagi deb yuritiladigan ventilni ochish burchagi a o‘zgartiriladi. Shuning uchun boshqarish tizimida asosiy element fazani surish qurilmasi (FSQ) hisoblanadi.

Boshqarish impulslarining faza surilishini ta’minlash usullari bo‘yicha tizimlar «gorizontal» va «vertikal» prinsipi bo‘yicha qurilgan bitta va ko‘p kanalli tizimlarga bo‘linadi. Bir kanalli tizimda barcha boshqarish impulslarining faza surilishi bitta FSQ da amalga oshiriladi, ularni ayrim ventillarni boshqa­rish kanallari bo‘yicha taqsimoti maxsus kommutator orqali amalga oshiriladi (3.7- rasm, a).



3.7- rasm. Uch fazali nul sxemali o‘zgartgich BO‘-D tizimi:

a — tizim kuchli zanjirining soddalashtirilgan prinsipial sxemasi; b — ekvivalent sxemasi.

Ko‘p kanalli tizimda impulslarni faza surilishi har bir kanalda o‘zining FSQ orqali amalga oshiriladi (3.7- rasm, b).

Zamonaviy boshqarish tizimlari 3.6- rasmda foydalanilgan «vertikal» boshqarish prinsipi bo‘yicha qurilmoqda. Bu holda boshqarish kuchlanishi ustun kuchlanishi bilan taqqoslanadi. Kuchlanishni o‘zgartirish bilan faza surilishini olish mumkin.

Uch fazali nol sxemali o‘zgartgich-dvigatel tizimi­dagi jarayonlar va tizimning statik tavsiflarini ko‘rib chiqamiz. Ekvivalent sxemada (3.7- rasm, b) quyida­gi belgilashlar qabul qilingan: e_2a, e_2b, e_2s — EYK larning oniy qiymatlari, bu EYK kuchli transformator ikkilamchi chulg‘amlarining fazalarida hosil bo‘ladi: i_a, i_b, i_s — ventillardan o‘tayotgan toklarning oniy qiymatlari: U_d va i_d — o‘zgartgich chiqishidagi to‘g‘rilangan tok va kuchlanishning oniy qiymatlari: I_d — to‘g‘rilangan tokning o‘rtacha qiymati: r_tr va X_tr — transformator fazalari qarshiliklarining aktiv va induktiv tashkil etuvchilarini uning ikkilamchi zanjiriga keltirilgan qiymatlari:

(3.3)

bu yerda: R₁ va R₂ — transformator fazasi birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlari qarshiliklarining aktiv tashkil etuvchilari, X₁ va X₂ — mos ravishdagi qarshiliklar­ning induktiv tashkil etuvchilari; w₁ va w₂ — birlamchi va ikkilamchi chulg‘amlarning o‘ramlar soni.

To‘g‘rilangan EYK o‘rtacha qiymati quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi:

E_d = E_dmaxcos a (3.4)

bu yerda: E_dmax-a = 0 bo‘lgandagi maksimal EYK quyidagicha aniqlanadi:

(3.5)

Bu yerda: E₂-q = 1 bo‘lganda transformator ikkilamchi chulg‘ami EYK ning faza qiymati, q = 2 bo‘lganda esa liniya EYK ning qiymati olinadi.

BT-D tizimi yakor zanjiridan umumiy kuchla­nish tushishi ventildagi kommutatsiya jarayonidagi kuchlanish tushishi DU_x, ventilning ochiq holdagi kuchlanish tushishi DU_v (dvigatel cho‘tkalaridan kuchlanish tushishi hisobga olinganda), transforma­tor aktiv qarshiliklaridagi kuchlanish tushishi DU_r, reaktor aktiv qarshiliklaridagi kuchlanish tushishi DU_p va yakordagi kuchlanish tushishi DU_ya yig‘indisiga teng.

BT-D tizimi parametrlarini aniqlaymiz. Kuchla­nish tushishi DI_b o‘zgartgichning taktiga bog‘liq DU_v = qU_ov + DU_r. O‘zgartgichning bir taktli sxemasi­da DI_R kuchlanish tushishi:

(3.6)

Berilgan a qiymatida kommutatsiya burchagi g ni quyidagi ko‘rinishda aniqlaymiz:

(3.7)

Agarda g burchak 20—30° dan ortmasa, u holda gmq << 4p bo‘ladi va shuning uchun DU_r » r_trI_d deb qabul qilinadi.

Uch fazali nol sxema uchun kuchlanishning kamayi­shi ventillardagi kommutatsiya jarayoni bilan bog‘liq. Bu kuchlanishni quyidagi formla bo‘yicha aniqlamiz:

(3.8)

Shunday qilib, to‘g‘rilangan kuchlanishning o‘rtacha qiymati U_d uchun boshqariluvchi o‘zgartgichning uch fazali nol sxemasida (m = 3, q = 1), (3.8) ifodalardan foydalanib quyidagini olamiz:

U_d = E_d maxcos a-DU_v-DU_r-DU_X

Yoki parametrlarning son qiymatlari qo‘yilganda:

U_d = 1,17E₂cos a – Du_v - R_{ekv 1} I_d, (3.9)
bu yerda: R_{ekv 1} = r_tr(1-0,238g) + 0,478X_tr; g- kommutatsiya burchagi, rad.

Uch fazali ko‘priksimon sxemali boshqariluvchi to‘g‘rilagich (m = 3 va q = 2) to‘g‘rilangan kuchlani­shining o‘rtacha qiymatini hisoblash uchun (3.9) ifodani quyidagi ko‘rinishda yozamiz:

U_d = 2,34E₂ cos a-DU_v-R_{ekv 2}, I_d, (3.10)

bu yerda: R_{ekv 2} = r_tr(1-0,476g) + 0,956X_tr.

Olingan ifodalar, mexanik tavsiflarni hisoblash va yuritmaning rostlash xususiyatini baholash imkoniya­tini beradi.