Щзгармас ток машиналари

Умумий тушунчлар

Синхрон машиналарнинг иш режимлари ўзгарганда, занжирлардаги қисқа туташувларда турли кўринишдаги ўтиш жараёнлари вужудга келади. Катта қувватли синхрон машиналардаги ўтиш жараёнлари энергосистеманинг ва бошқа паралел ишлаётган машиналарнинг ишига таъсир кўрсатиши мумкин. Шунга ўхшаш жараёнларда энергосистеманинг иш режими бузилиши мумкин ва жуда катта зарар келтириши мумкин. Шунинг учун бундай ўтиш жараёнларини аниқлаб, авариянинг бўлиши мумкинлигини олдиндан аниқлаш, унинг олдини олиш тадбирларини бажариш мақсадга мувофиқ бўлади. Шуни айтиш зарурки, синхрон машинарда ўтиш жараёнлари жуда қисқа бир неча секунд ичида бўлиб ўтади.

Аварияларнинг олдини олиш мақсадида энергосистеманинг химоя тизимларида автоматик бошқариш ва ростлаш схемаларидан фойдаланилади. Ҳар қандай ўтиш жараёни мураккаб дифференциал тенглама орқали ифодаланади. Энергосистемаларда ишлаётган машиналарнинг бир бирига таъсири ҳам кучли бўлади. Кўпинча энергосистемадаги ва синхрон машинадаги бўлиб ўтадиган ўтиш жараёнлари машиналардаги ва энергосистемадаги қисқа туташувлар билан боғлиқ бўлади. Электр тармоқлари, узатиш линиялари ва электр машиналар наминал кучланиш билан ишлаётганларида рўй берадиган қисқа туташувлар жуда тез содир бўлиб уларни тасодифдан бўлиб ўтадиган қисқа туташув деб аталади. Бундай кўринишда рўй берадиган қисқа туташувлар машиналар учун энг оғир режим ҳисобланади.


Ўтиш жараёнида индукторнинг магнит майдонини сўндириш

Синхрон машиналарнинг ички ёки чиқиш клеммаларда қисқа туташув рўй берганда реле химояси автоматик ажраткич билан биргаликда генераторни тармоқдан узиб қўяди. Лекин генераторнинг ичидаги қисқа туташувни бу билан чегаралаб бўлмайди, чунки машинанинг қўзғотиш токи якор чўлғамида э.ю.к ни индукциялашда давом этади ва якор чўлғамида катта токларни ҳосил қилади. Бу токлар даставвал чўлғамнинг мисини сўнг магнит ўзагини эритади.
Генераторни хаддан ташқари бузилишидан химоя қилиш учун қўзғатиш токини иложи борича тезроқ нолга тенглаштириш шарт. Синхрон генераторнинг магнит майдонини нолга тенглаштириш магнит майдонини сўндириш деб аталади. Қўзғотиш чўлғамини манбадан ажратиб, майдонни сўндириш мумкин. Лекин бунда магнит майдон ҳаддан ташқари катта тезлик билан камайиб қўзғатиш ва якор чўлғамларида катта ЭЮК ни индукциялайди, ва қўзғатиш чўлғамида ўта юқори кучланишни ҳосил қилади бу эса, чўлғам учун хавфли. Бундан сақланиш учун қўзғатиш чўлғамини манбадан ажратиб уни сўндирувчи қаршилик r_c га уланади. Сўндирувчи қаршилик r_c нинг қаршилиги қуйидаги ифода орқали ифодаланади.
U_kc=r_ci_k (25.1)
майдонни сўдиришдан олдин
U_k0=r_ki_k (25.2)
Булардан (25.3)
Кўпинча r_c=(4÷6) r_k бўлади.
Юқоридагиларга асосан r_с нинг ортиқча катта бўлиши хам сўндириш жараёнига малбий таъсир кўрсатади.

Агар қўзғатиш чулғамида сўндирувчи қаршилик уланган бўлса ўтиш жараёнининг дифференциал тенгламасида уни ҳисобга олиш керак. Шунингдек магнит ўзакнинг тўйинган ёки тўйинмаган холатда бўганлиги ҳам ўтиш жараёнига кучли таъсир кўрсатади. Синхрон генераторни магнит майдони сўндирилганда i_k ток эркин ток бўлиб, ташқи манба ёрдамида ушлаб турилмайди. Бу ток қуйидаги дифференциал тенгламадаги қонун бўйича сўнади.
r_k i_k+L_k =0 (25.4)

Бу ерда L_k=L_аd+L_σk қўзғатиш чўлғамининг тўла индуктивлиги. Дифференциал тенгламанинг ечими

i_k =i_k0 (25.5)
i_k0 қўзғатиш токининг t=0 даги дастлабки қиймати
T_d0=T_k= (25.6)
T_d0 -якор чўлғамининг учлари бир-бирига уланмаган, тинчлантирувчи чўлғам ўрнатилмаган синхрон генераторнинг қўзғатиш чўғамининг вақт доимийси.
Умуман синхрон машиналарда T_d0=T_k=2÷14сек. Агар синхрон машинанинг қўзғзатиш чўлғами манбага уланган бўлса, у холда қисқа туташув токи I_KT=I_m/√2 тоза индуктив холатда бўлади, ва магнитсизлантирувчи бўйлама магнит оқимини ҳосил қилади. Ўтиш жараёнларининг токларини сўнишига магнит майдон энергиясининг актив қаршиликларда сингиши катта таъсир кўрсатади. Агар якор чўлғамининг бир бирига уланган бўлиб, тинчлантирувчи чўлғам ўрнатилган бўлса
T_d’≈ T_k’+ T_yd’- T_d’’ (25.7)
Бу ерда
; (25.8)
(2) даги T_d’ва T_d” лар бўйлама ўқ бўйича ўтиш ва ўта ўтиш вақт доимилари: қўзғатиш чўлғами билан тинлантирувчи чулғамнинг орасидаги электромагнит тарқалиш коэффициэнти.
Шундай қилиб, якорнинг чўлғами учлари уланган бўлса қўзғатиш чўлғамидаги ва тинчлантирувчи чулғамдаги эркин токлар анча тезроқ сўнади, чунки бу чулғамларнинг индуктивликлари нисбатан кичик.