Щзгармас ток машиналари

Синхрон генераторнинг ишлаши.

Синхрон генераторнинг ишлаши электомагнит индукция қонунига асосланган.Генератор ишлаши учун кучли магнит майдони ҳосил қилинади, бунинг учун ротор чўлғами ўзгармас ток манбаига уланади. Генератор ишлаш учун унинг ротори бирламчи мотор ёрдамида айлантирилади. Ротор айлантирилганда магнит майдониннг куч чизиқлари статор чўлгамларини кесиб ўтади ва уларда э.ю.к. ни ҳосил қилади. Агар ротор билан статор орасидаги ҳаво оралиқда магнит индукцияси синусоида қонун бўйича ўзгарса В=B_M sin w_t , генераторининг якорини симларида ҳосил бўлган э.ю.к. ҳам синусоида қонун бўйича ўзгаради:

(22.1)
Амалда уч фазали синхрон генераторлар жуда кўп ишлатилади. Бундай синхрон генратор статорида учта чўлғам фазода ўзаро 120⁰ га сурилган ва генератор ишлаганда бу чўлғамларда уч фазали синусоидал ўзгарувчан э.ю.к. олинади.
Шундай қилиб, синхрон генератор роторини айлантириш учун сарфланган механик энергия электр энергиясига айланади.
Синхрон генераторлар доимий статор частотаси f₁=50 Гц ўзгарувчан э.ю.к бериш лозим. Бундай шароитда роторнинг айланиш тезлиги:
(22.2)
билан аниқланади.
Генерторларнинг турли хил бирламчи юритгичлар (моторлар) харакатга келтиради. Бирламчи моторлар сифатида буғ турбинаси, гидро турбина, ичидан ёнар двигателлар (дизел ёки локомобиллар) ишлатилади.
Буғ турбиналар ёрдамида харакатга келтириладиган генераторлар турбогенераторлар, гидротурбина ёрдаида харакатга келтирилса, гидрогенератор дейилади. Булардан ташқари дизелъ – генераторлар ҳам кенг ишлатилади. Турли генераторлар ўзаро фақат тузилиши билан фарқ қилади.
Гидроэлекрстанцияларда аён қутбли синхрон генераторлар-гидрогенераторлар ўрнатилади ва улар гидротурбина ёрдамида харакатга келтирилади. Гидротурбинанинг айланиш тезлиги унча катта бўлмайди n=60÷500 айл/мин. Статор чўлғамида саноат частотасига тенг частотали ўзгарувчан э.ю.к. ҳосил бўлиши учун роторда кўп магнит қутблари ўрнатишга тў­ғри келади. Масалан, гидротурбинанинг айланиш тезлиги n₁=250 айл/мин бўлса, генератор роторида р=3000/250=12 жуфт магнит қутблари ўрнатилиши лозим, шундагина ундан олинадиган э.ю.к.нинг частотаси f₁=50Гц бўлади.
Демак, гидрогенераторлар кўп қутбли, секин айланадиган ва асосан вертикал холда ўрнатиладиган аён қутбли машиналардир.
Иссиқлик электр станцияларда турбогенераторлар ўрнатилади ва улар буғ турбиналари ёрдамида харакатга келтирилади. Буғ турбиналарнинг айланиш тезлиги, кўпинча n₁=1500-3000 айл/мин га тенг, бу тезликда роторнинг жуфт қутблар сони мос холда р=2 ёки р=1 бўлади; шунда генератордан f₁=50Гц частотали э.ю.к. олинади.
Турбогенераторларнинг айланиш тезлиги катта бўлгани учун уларда аёнмас қутбли цилиндирик ротор ўрнатилади. Турбогенераторлар ишлганда унинг роторига (айланиш тезлигининг квадратига пропорционал) марказдан қочма кучлар таъсир этади. Аён қутбли роторни марказдан қочма кучларга чидамли қилиб таёрлаш анча қийин иш бўлганлиги учун бундай аён қутбли роторлар турбогенераторларда ишлатилмайди.
Дизелъ – генераторлар ичдан ёнар двигателлар – дизеллар ёрдамида харакатга келтирилади. Энергетика системаларидан узоқда жойлашган истеъмолчиларни электр энергияси билан таъминлашда дизелъ-генераторлар кенг ишлатилади.
Умуман саноатимизда турли хил синхрон генераторлар яъни кичик ва ўрта қувватли генраторлар, жуда катта қувватли синхрон генераторлар ишлаб чиқарилади. Давлат стандарти асосида синхрон генераторларнинг якор чўлғамидаги кучланиш 525, 3150, 10500, 15000 ва 21000 В бўлади. Қуввати 400 кВА гача бўлган синхрон генераторларининг номинал кучланиши 400, 220 В бўлади. Қуввати 400 кВА дан юқори бўлган синхрон генераторларнинг кучланиши, одатда 6300 В ва ундан юқори бўлади.