Щзгармас ток машиналари

Асинхрон двигателнинг механик характеристкаси.

Асинхрон двигателнинг айлантирувчи моментини формуласида фақат двигателнинг сирпаниши s ўзгарувчан катталик. Асинхрон двигател учун айлантирувчи моментни сирпанишга боғлиқлиги M=f(s) муҳим аҳамиятга эга, бу боғланиш двигателнинг механик характеристкаси дейилади. Двигателнинг механик характеристкаси унинг нормал ишлаш чегараларини аниқловчи асосий характеристикадир шунинг учун хам формуладаги m; r₁; ; x₁; ; U₁; f₁ ларнинг қиймати жадвалда берилади; U₁ ва f₁ эса двигател уланган тармоқ нинг ўзгармас параметрлари. Двигателнинг механик характеристикасини аниқлаш учун турли шароитда (салт ишлашдан то номинал юк билан ишлашигача) сирпаниш қийматини формулага қўйиб, унинг айлантирувчи моменти ҳисоблаб чиқилади ва маълум масштабда характеристка қурилади

Расм- . Асинхрон моторнинг механик характеристикаси

Двигателни юргизишнинг бошлангич пайитида n₂=0 ва s=1 бўлади. Бу вақтда, двигателда ҳосил бўлган айлантирувчи момент бошланғич ёки юргизиш моменти дейилади. Агар s=1 ни формулага қўйсак юргизиш моментининг қиймати қуйидагича аниқланади;

(19.9)
Двигателнинг юргизиш моменти статик момент М_ст дан катта бўлса ротор айлана бошлайди ва айлантирувчи момент статик моментга тенглашгунча роторнинг айланиш тезлиги ортиб боради.
Шу билан двигателни юргизиш жараени тамом бўлади ва у турғун шароитда ишлай бошлайди. Двигател юргизилганда роторнинг айлниш тезлиги ошган сари ротор токининг частотаси f₂=₁s f ва роторнинг индуктив қаршилиги камайиб боради. Бу холда ток ва эюк орасидаги ₂ бурчаги кичиклшади cos₂ эса катталашади. Двигателнинг сирпаниш камайган сари унинг айлантирувчи моменти катталашади, двигателни айлантирувчи моменти максимал қийматига эришгандаги қиймати критик сирпаниш дейилади ва s_кр билан белгиланади.
Сирпаниш янада камaйганда двигателнинг айлантирувчи моменти М ҳам камая бошлайди. Двигател салт ишлаганда унинг айлантирувчи моменти М₀ гача, юк билан ишлаганда М_ст= М₀+M₂ камаяди. Бундан кейин сирпаниш камайса ҳам айлантирувси моментнинг қиймати ўзгармайди, двигател бир хил тезликда ишлай бошлайди. Агар двигател номинал юк билан ишласа унинг сирпаниши ҳам номинал қийматга эришади.
Асинхрон двигиталнинг механик характеристикасининг (-расм) бундай кўринишда ўзгариши қуйидагича тушунтирилади; Одатда асинхрон двигиталнинг тўла индуктив қаршилиги унинг тўла актив қаршилиги дан катта бўлади. Айлантирувчи момент индуктив қкаршилиикка ҳам боғлиқ бўлади бундан ташқари моторнинг тезлиги ортган сари сирпаниш камайиб боради. Бунда айлантирувчи момент формуласининг сурати ҳам, махражи ҳам катталашади, лекин сирпаниш катта бўлганида унинг сурати махражига нисбатан каттароқ бўлади. У холда айлантирувчи момент энг катта қийматига эришади. Сирпаниш тахминан 0,12÷0,2 бўлганида формуланинг махражи тезроқ ортади (чунки формула махражида нинг квадрати бор). У холда айлантирувчи момент камая бошлайди сирпаниш 0 га тенг бўлса айлантирувчи момент ҳам 0 га тенг бўлади.
Айлантирувчи моментнинг максимал қийматини аниклаш учун дастлаб критик сирпаниш аниқланади бунинг учун сирпаниш буйича айлантирувчи моментнинг биринчи тартибли ҳосиласи олинади ва у 0 га тенглаштирилади;
Айлантирувчи момент ўрнига ифодасини қўйиб бу масала охирги тенгламани бироз соддалатириб ечилади ва s_kр куйидагича аниқланади ;
(19.10)
Бу формуладаги ± ишора машинанинг двигатели ёки генератор сифатида ишлашига тегишли, машина генератор сифатида ишласа унинг сирпаниши манфий (-), машина мотори ёки электромагнит тормоз сифатида ишлганда унинг сирпаниши мусбат(+)бўлади.
Критик сирпаниш қийматинига куйиб, айлантирувчи моментнинг максимал қиймати аникланди;
(19.11)

ва формулаларда статор чўлғамининг актив қаршилигини нормал машиналарда нинг жуда оз қисмини, тахминиан 10 - 12 % ни ташкил килади.

Демак асинхрон двигател учун криктик сирпаниш ротор чўлғамининг актив қаршилигига пропорционал бўлади. Қисқа туташган роторли асинхрон двигателларда критик сирпаниш 12÷20% ни катта қувватли двигателларда 4÷5% ни ташкил килади.
Юқоридаги () формула айлантирувчи моментнинг максимал қиймати ротор чўлғамининг актив қаршилиги га боғлиқ эмаслигини кўрсатади. Айлантирувчи моментнинг максимал қиймати маълум частотада ва қаршиликлар йиғиндисига деярли тескари пропорционал бўлади. Двигателнинг юргизиш моменти ҳам катта амалий аҳамиятга эга лекин, қисқа туташган роторли асинхрон двигателнинг юргизиш моменти унча катта бўлмайди. Баъзан (фаза роторли двигателларда) юргизиш вактида двигателнинг юргизиш моменти катта бўлиши талаб килинади .
Маълум шароитларда яратилганда двигателнинг юргизиш моменти айлантирувчи моментнинг максимал қийматига тенг булиши ҳам мумкин. Юргизишнинг бошлангич пайтида t=0 да s=1 бўлади. Юргизиш моменти двигателиннг айлантирувчи моментининг максимал қийматига тенг булиши учун бўлиши лозим бунинг учун ; бўлишини аниклаймиз.
Демак, асинхрон двигателнинг юргизиш моменти фақат ротор чўлғамининг актив қаршилиги машинанинг тўла индуктив қаршилигига тенг бўлганида максимал қийматга эришади. Двигателнинг тўла индуктив қаршилиги канча катта бўлса, унинг юргизиш моменти шунча кичик бўлади.
Фаза роторли асинхрон двигателда ротор чўлғамининг қаршилиги икки қисмдан;ротор чўлғамининг қаршилиги ва юргизиш реостатининг қаршилиги дан иборат бўлади. Одатда юргизиш реостатининг қаршилиги ротор чўлғами қаршилигидан (8÷10) марта катта қилиб олинади.
Энди фаза роторли асинхрон двигателнинг турғун (баркарор) ишлашини кўриб чикамиз. Агар тармоқ кучланиши ўзгармас бўлса роторнинг айланиш тезлиги асосан юкга боғлиқ бўлади. Двигателнинг юки ўзгарса роторнинг айланиш тезлиги ўзгаради, у холда роторга таъсир этувчи моментлар тенгламаси куйидача ёзилади.
(19.12)
Бунда:
M—моторининг айлантирувчи момент;
-динамик момент;
—инерция моменти;
—бурчак тезланиш.
Ортиқча моментни динамик момент ёки инерция кучларининг моменти дейилади динамик момент мусбат ёки манфий бўлади. Динамик момент двигателнинг айлантирувчи моменти билан у харакатга келтираётган юкли механизмнинг моментларини ўзгаришидан ҳосил бўлади. Бирор сабаб билан М ёки М_ст ўзгарганда, двигателнинг айланиш тезлиги ўзгаради, баъзи вақтда двигателнинг айланиш тезлиги ўзгарса ҳам моментларнинг мувозанати ўз- ўзидан кайта тикланаверади, у холда двигател турғун ишлайди баъзан айланиш тезлигининг ўзгариши моментлар мувозанатини бутунлай бузади, у холда моментлар мувозанати тикланмаслиги натижасида двигател тўхтайди. Асинхрон двигателнинг механик характеристкаси икки қисмга бўлинади. Механик характеристканинг s=0 дан s=s_kр гача бўлган қисми асинхрон двигателнинг турғун ишлайдиган қисми дейилади . Характеристканинг бу қисмида сирпанишнинг ўсиши натижасида моторнинг айлантирувчи моменти максимал қийматга эришади. Механик характеристиканинг S_кp дан S=1,0 гача оралиқдаги иккинчи қисмида машина турғун ишламайди, чунки мувозанат холатидан чиққан машина қайтиб ўзининг аввалги тезлигига эриша олмайди.