Щзгармас ток машиналари

Синхрон машинанинг асинхрон режими.

Синхрон машиналардан фойдаланиш жараёнларида баъзи машиналар синхронизмдан чиқиб, уларнинг роторлари статор магнит оқимига нисбатан асинхрон тезлик билан айланади. Бундай хол синхрон машина ўта юкланганда, тармоқ кучланиши пасайиб кетганда, қўзғатиш токи ўзгарганда рўй берши мумкин.

Синхрон машина синхрон режимдан чиққандан сўнг асинхрон машинага ўхшаш ишлайди лекин синхрон машинанинг конструкцияси асинхрон машиналардан фарқ қилганлиги учун унинг асинхрон режими бошқа бир қатор хусусиятларга эга бўлади.
Синхрон машиналарнинг синхрон режимдан чиқиш холлари тез-тез учраб турганлиги туфайли бу режимни алохида ўрганилади.
Масалан синхрон мотрлар кўпинча асинхрон усулда ишга туширилади.
Синхрон машиналарнинг қўзғатиш тизими ҳам асинхрон режимда таъсир кўрсатади. Қўзғатиш токи оқаётган синхрон машинада асинхрон режими анча мураккаб.
Манбага уланган уч фазали синхрон машинанинг якор токлари носимметрик роторга нисбатан сирпаниш тезлиги билан айланадиган магнит майдонни ҳосил қилади. Носимметрик синхрон машиналарининг асинхрон режимларини ўрганишда роторга нисбатан айланаётган магнит майдонни иккита бўйлама ва кўндаланг ўқлар бўйича ташкил эқтувчиларга бўламиз. Агар синхрон машинада тинчлантирувчи чўлғам ўрнатилган бўлса у холда бу чўлғамнинг машинани асинхрон режимига таъсири қўшиб ўрганилади, ва алмаштириш схемасида тинчлантирувчи занжир киритилади. Асинхрон режимда ишлаётган синхрон машинанинг қаршиликлари сирпанишнинг функциялари бўлиб ҳисобланади:


z_ds=r_ds+j х_ds z_qs=r_qs+j х_qs (26.1)
якор чўлғамининг токларини ташқи этувчилар
(26.2)
z_ds  z_qs бўлганлиги сабабли ва токлар носимметрик икки фазали системани ташкил этишади, шунинг учун бу системани тўғри, тескари ва нол кетма кетлик токларга бўлиш мумкин. Асинхрон режимда ишлаётган синхрон машинанинг якор токлари хар хил частотада ўзгарганлиги учун улар носинусоидал қонун бўйича ўзгаришади.
Статордаги қувват сарфларини ҳисобга олмаганда манбадан қабул қилинаётган қувват роторга электромагнит қувват кўринишида узатилади:
Р₁ =m₁u₁I_1a (26.3)
бунда I_1a I₁ токнинг актив ташкил этувчиси (1), (2) ва (3) лардан
(26.4)
момент
(26.5)
якор чўлғамининг қаршилиги r_a ≠0 бўлганда М₁ ≠0, яъни ток I₂ нинг магнит майдони айлантирувчи момент ҳосил қилади.
Якорнинг I₂ токи ҳосил қилган момент
(26.6)
якорнинг қаршилиги r_a ≠0 бўлганлиги сабабли статордан роторга узатилаётган, электромагнит қувват m I га камаяди шунинг учун асинхрон момент ж
(26.7)
Асинхрон режим сихрон машинанинг конструкциясига боғлиқ бўлади. Масалан, асинхрон режимда ишлаётган турбогенераторнинг яхлит пўлат ўзагидаги токлар сезиларли асинхрон моментни ҳосил қилади. Турбогенераторининг асинхрон режимидаги имкониятларини эвазига истемолчиларнинг электр таъминоти системасининг ишончлилигини яхшилаш мумкин. Гидрогенераторлариниг қутб ўзаклари пўлат пластинкалардан йиғилганлиги ва кўп холларда тинчлантирувчи чўлғамлар ўрнатилмаглиги сабабли, уларнинг асинхрон характеристикалари турғунлик бўйича кўрсатиладиган талабларга жавоб бермайди. Агар гидрогенераторларда тинчлантирувчи чўлғам бўлмаса асинхрон режимда қувват фақат қўзғатиш чўлғмидаги токлар таъсирида хосил бўлади. Шунинг учун гидрогенераторларда асинхрон момент ҳосил бўлмайди, тинчлантирувчи чўлғам тезда қизийди ва агар 10 – 15 секунд ичида унинг қўзғатиш чўлғамига қўзғатиш токини бериш имкони бўлмаса, гидрогенераторни манбадан дархол ажратиш керак. Қўзғатиш чўлғамида ток оқаётган синхрон машинани асинхрон режими анча мураккаб. Синхрон машина асинхрон режимда ишлаётганда қўзғатиш токи i_қ якор ток чўлғамида э.ю.к. Е_қ ва I_к токни индукциялайди. Якор токи I_к асосий ток I₁ га қўшилади лекин Е_қ ва I_к лар фақат синхрон машинанинг ичида оқиб ўтади
(26.8)
бу ерда E ва x_d -э.ю.к. ва бўйлама индуктив қаршилик. Якор чўлғамидаги I_қ токлар машинани қўшимча P_k катталикдаги юклама билан юклайди.
P_k=mI_k²r_a (26.9)
натижада валга таъсир кўрсатадиган асинхрон момент ҳосил бўлади.
(26.10)
бу момент синхрон машинанинг моментини камайтиришга интилади. Бу момент Мқ ротор тезлигини пасайтиришга интилади ва генератор режимда синхронизмга киритишни енгиллаштиради, мотор режимида эса қийинлаштирилади.