Щзгармас ток машиналари

Синхрон генераторнинг тасодифдан рўй берадиган қиқа туташув режимдаги ўтиш жараёнлари.

Cинхрон генераторларнинг тасодифдан рўй берадиган қисққа туташув режимида якор токларининг катталиклари ва уларнинг ўзгариш қонунларини аниқлаш асосий максад бўлиб хисобланади. Қисқа туташув режимида якор чўлғамининг фазаларида мажбурий ва эркин апериодик токлар ҳосил бўлади. Ўтиш жараёнини аниқ ҳисоблаш ва ўрганиш анча мураккаб масалани ташкил қилади. Синхрон машиналарнинг чўлғамлари актив қаршиликлари уларнинг индуктив қаршиликларига нисбатан кичик бўлганлиги сабабли қисқа туташув токларнинг дастлабки қийматларига унча кучли таъсир кўрсатмайди. Шунинг учун қисқа туташув токларини аниқлашда r₁=0 деб қабул қиламиз.

Э.Ю.К. манбаи бўлмаган занжирнинг дифференциал тенгламаси:
(25.9)
ψ-электр занжирни тўла илашиш оқими.
Агар r₁=0 бўлса
(25.10)
бундан ψ=const.

Демак қаршилиги нолга тенг бўлган ўта ўтазувчан электр занжирнинг илашиш оқими доимо ўзгармасдан қолади.

Қисқа туташув бошланмасдан олдин қўзғатиш чўлғамида i_қ0 токи оқиб ўтади. Шунинг учун қўзғатиш чўлғамида ташқи э.ю.к. мавжуд бўлади (қўзғатувчи генераторнинг э.ю.к. си).
e₀=r_ki_қ (25.11)
Агар r_k=0 бўлса e₀ нолга тенг e₀=0, демак i_қ0 бўлиши учун қўзғатувчи генераторнинг э.ю.к. си талаб қилинмайди.
Якор чўлғамида эса қисқа туташув бошлангандан кейингина якорнинг апериодик токлари таъминлайди. Лекин синхрон генераторнинг ротори айланаётганлиги сабабли қўзғатиш чўлғамининг магнит оқими Ф_қ якорнинг фазаларида f₁=pn частотада ўзгарувчан илашиш оқими ҳосил қилади.
Қисқа туташув бошлангандан кейин якорнинг фазаларини илашиш оқимларининг ўзгармаслигини якорнинг опериодик токлари таъминлайди. Шунинг учун якорнинг илашиш оқимини ўзгармаслигини сақлаш учун унинг фазалари опериодик токларидан ташқари ўзгарувчан синycоидал i_ya, i_yb, ва i_cc токлари ҳосил бўлади. Бу токлар қўзғатиш чўлғамининг магнит оқими Ф_{қ га} қарама-қарши йўналган якор реакциясининг магнит оқими Ф_a ни ҳосил қилади ва бу магнит оқимлар бир-бирини компенциялайди.
Якор чўлғамининг илашиш оқимини ўзгармаслиги фақат якор реакциясининг ва қўзғатиш чўлғамининг магнит оқимлари Ф_қ= Ф_a билан таъминланмайди, бу ерда якоронинг тарқалиш магнит оқими ҳам алоҳида таъсир кўрсатади. Якорнинг апериодик магнит оқими Ф_an фазода қўзғалмас бўлади шунинг учун айланаётган роторнинг қўзғатиш чўлғамини ва тинчлантирувчи чўлғамларни кесиб ўтади ва уларни токларини индукциялайди. Бу токлар ҳосил қилган магнит оқимлар Ленц қонунига асосан апериодик магнит оқимга қарама қарши йўналган.

Шундай қилиб тасодифдан рўй берадиган қисқа туташувларда машинанинг ҳамма чўлғамларида апериодик ва синусоидал ўзгарувчан токлар ҳосил бўлади. Лекин қўзғатиш чўлғамининг актив қаршилиги r_қ, тинчлантирувчи чўлғамининг актив қаршилиги r_т ва якор чўлғамининг актив қаршилиги r_а нолга тенг бўлмайди. Шунинг учун қисқа туташув бошланганда ҳосил бўладиган апериодик токлар ва ўзгарувчан токлар ҳам сўниб боради ва қисқа туташув режими қарор топади. Тасодифдан бўлиб ўтадиган қисқа туташув режимининг токларини аниқлаш учун индукторнинг апериодик токлари ва якорнинг даврий ўзгарувчан токларининг ҳосил қилган илашиш оқимларининг тенгламалари ёзилади. Чўлғамларнинг ўтиш жараёнида ҳосил бўладиган токларни аниқлаш учун уларнинг чўлғамларининг сонига асосланиб индуктив қаршиликлари аниқланади. Бунинг учун занжирларнинг алмаштириш схемалари чизилади.

34-9 А расмда даврий ўзгарувчан якор токининг амплитудаси I_ym апериодик токни максимал қиймати I_am га тенг.
I_ym= I_am =E_m/x_d`` (25.12)
бунда
x<sub>d</sub>``= x_+ (25.13)
x_d``— якор чўлғамининг ўта ўтиш индуктив қаршилиги.
Агар машинада тинчлантирувчи чўлғам бўлмаса расмдан якор чўлғамларидан ўтиш токи ўтиш индуктив қаршилигига асосан аниқланади.
x<sub>d</sub>`= x<sub>a</sub>+ (25.14)
Худи шундай кўндаланг ўқ бўйича индуктив қаршиликлар расмдан.
x<sub>q</sub>``= x_a+ (25.15)
ва 34-9 Г расмдан x_q``= x_aq+ x_a
Юқоридагиларга асосан апериодик токнинг сўниш вақт доимийси тинчлантирувчи чўлғам ўрнатилган синхрон генераторники
(25.16)
ва тинчлантирувчи чўлғам бўлмаганда.
(25.17)
Тасодифдан рўй берадиган қисқа туташув режимида қисқа туташув токи қисқа туташув бошлангандан ярим давр ωt= ўтгандан сўнг ўзининг энг катта зарбий қийматига тенг бўлади.
(25.18)
ГОСТ 183-66 га асосан синхрон генерторларнинг кучланишларига U=1.05U_H га тенг бўлганда хам шлашига рухсат берилганлиги сабабли бу ток қуйидагича аниқланиши мумкин .
(25.19)
Қисқа туташув токларининг осциллограммаларидан қисқа туташув токларининг амплитудаларини, ўзгариш қонунларини ва вақт доимийларини в.б. аниқлаш мумкин.
Қисқа туташув токлари тез сўнганлиги учун улар машинанинг қисмларини унча қизитмайди, чунки реле химояси ўз вақтида генераторни манбадан ажратади. Қисқа туташув режимида ҳосил бўладиган қисқа туташув токининг квадратига пропорционал бўлган электро динамик кучлар жуда хафли. Бу электродинамик кучлар таъсирида чўлғамларнинг паздан ташқари қисмлари кучли деформацияланади. Бундай хол фаза чўлғамларининг гурухлари орасида айниқса кучли бўлади.