Синхрон машиналар режа

Синхрон генераторнинг ишлаш принципи ва
қўзғатиш системасининг турлари


Ишлаш принципи. Синхрон генераторда асосий магнит майдон (оқим Ф₀) ни ҳосил қилиш учун унинг қўзғатиш чулғамига ўзгармас ток берилади. Бу ток вақт бўйича ўзгармас ва қутбийлиги (ишораси) алмашланадиган, роторга нисбатан қўзғалмас бўлган магнит майдонни ҳосил қилади. Ротор (индуктор) бирламчи механизм ёрдамида айлантирилганда, унинг магнит майдони қўзғалмас статор (якорь) чулғамига нисбатан айланади ва унда электромагнит индукция қонунига асосан, ўзгарувчан ЭЮК ҳосил қилади.
Агарда статор пазларида симметрик (яъни фазаларининг магнит ўқлари фазода 120^ га силжиган бўлиб, фазаларининг электр қаршиликлари ва ўрамлар сони бир хил) уч фазали чулғам жойлаштирилган бўлса, бу чулғамда модули бўйича тенг ва вақт бўйича 120^ га силжиган ЭЮК ларнинг симметрик системаси индукцияланади (ҳосил бўлади). Фаза чулғамларида индукцияланадиган ЭЮК ларнинг частотаси:
f₁ = pn / 60, (1)
бунда: р – чулғамнинг жуфт қутблари сони; n – роторнинг айланиш частотаси, айл./мин.
Агар синхрон генераторнинг уч фазали якорь чулғами ташқи симметрик юкламага уланса, ундан якорнинг доиравий айланма магнит майдонини вужудга келтирувчи симметрик ўзгарувчан токлар системаси ўтади. Бу майдоннинг статорга нисбатан айланиш частотаси
n₁ = 60 f₁ / p. (2)
Бунга (1) дан f₁ нинг қийматини қўйиб, n₁ = n эканлигини аниқлаймиз. Демак, қўзғатиш ва якорь чулғамларининг магнит майдонлари бир-бирига нисбатан қўзғалмас бўлиб, машинанинг натижавий магнит майдонини ҳосил
қилар экан. Шу тариқа синхрон генератори механик энергияни электр энергияга айлантиради.
Қўзғатиш системаси ва унинг турлари. Кўпчилик электр машиналари электромагнит қўзғатишли бўлиб, бунда қўзғатиш магнит оқими ўзгармас ток манбаига уланган ротор чулғами томонидан ҳосил қилинади. Қўзғатиш чулғами учун ўзгармас ток манбаи сифатида махсус қўзғатиш системаси ишлатилиб, унга бир неча муҳим талаблар қўйилади. Улардан асосийлари қуйидагилардан иборат:
1) синхрон генераторнинг ҳар хил иш режимларида қўзғатиш токининг ишончли ва турғун ростланиши;
2) етарли даражадаги тезкорлик, бунинг учун қўзғатишни жадаллаштириш қўлланилади, яъни қўзғатиш кучланишини U_qo’z.N номинал қийматидан мумкин бўлган максимал 1,82,0 U_qo’z.N қийматигача қисқа муддатда (унинг ўсиш жадаллиги секундига 1,5-2 U_qo’z.N бўлиши) тезлик билан оширишни (бу тадбир авария вақтида ва унга барҳам беришда синхрон генераторнинг турғун ишини таъминлаш учун қўлланилади) таъминлаши;
3) магнит майдонининг тезда сўниши, яъни машина чулғамларидаги кучланиши кескин ошмаган ҳолда қўзғатиш чулғами токининг нолгача камайиши (магнит майдонини сўндириш зарурлиги генераторни тармоқдан ажратиш ва унда бўладиган авария ҳолатларда пайдо бўлади).
Синхрон машиналарда бир неча қўзғатиш системаси қўлланилади.
Синхрон машиналарнинг айримларида сўнгги вақтларгача электр-машинали қўзғатиш системаси (7,а-расм) ишлатилмоқда. Бунда қўзғатиш манбаси сифатида «қўзғатгич» деб аталувчи махсус мустақил қўзғатишли ўзгармас ток генераторидан фойдаланилди. Қўзғатгичнинг якори синхрон генератори валидан айланма ҳаракатга келтирилиб, унинг якорь чулғами контакт ҳалқалари орқали синхрон генераторнинг қўзғатиш чулғами билан уланган. Бундай системада синхрон машинанинг қўзғатиш токи «қўзғатгич»нинг қўзғатиш занжиридаги реостат ёрдамида ростланади (ўзгартирилади). Қўзғатгич-нинг қўзғатилиши ўз-ўзини қўзғатиш схемаси (7,c-расм) ёки мустақил қўз-ғатиш системали алоҳида ўзгармас ток генератори («қўзғатгични қўзғатгич – QQ»)дан амалга оширилади.
Ўрта ва катта қувватли синхрон генераторларда қўзғатиш токини ростлаш жараёни автоматлаштирилган бўлади (7,d-расм) .
Катта қувватли турбогенераторларда – айрим ҳолда қўзғатгич сифатида юқори частотали индуктор типидаги ўзгарувчан ток генераторлари қўлланилади (7,b-расм). Бундай генераторнинг чиқишида яримўтказгичли тўғрилагич уланган бўлади.
Ҳозирги вақтда амалда вентилли қўзғатиш системалари кенг қўлланилмоқда, чунки бу ҳолда электромагнит инерцияси катта бўлган электрмашинали қўзғатиш системасига нисбатан қўзғатиш токини ростлаш тезкорлиги ва, демак, ишончлилик анча ошади.
Вентилли қўзғатиш системасини учта турга бўладилар: ўз-ўзини қўзғатишли, мустақил қўзғатишли ва чўткасиз қўзғатиш системалар.