Sinxron mashina va ularning turlari

Ishlash prinsipi.
Sinxron generatorda asosiy magnit maydon (oqim F0) ni hosil qilish uchun uning qo‘zg‘atish chulg‘amiga o‘zgarmas tok beriladi. Bu tok vaqt bo‘yicha o‘zgarmas va qutbiyligi (ishorasi) almashlanadigan, rotorga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘lgan magnit maydonni hosil qiladi. Rotor (induktor) birlamchi mexanizm yordamida aylantirilganda, uning magnit maydoni qo‘zg‘almas stator (yakor) chulg‘amiga nisbatan aylanadi va unda elektromagnit induksiya qonuniga asosan, o‘zgaruvchan EYUK hosil qiladi.
Agarda stator pazlarida simmetrik (yaʼni fazalarining magnit o‘qlari fazoda 120^ el. ga siljigan bo‘lib, fazalarining elektr qarshiliklari va o‘ramlar soni bir xil) uch fazali chulg‘am joylashtirilgan bo‘lsa, bu chulg‘amda moduli bo‘yicha teng va vaqt bo‘yicha 120^ el. ga siljigan EYUK larning sim-metrik sistemasi induksiyalanadi (hosil bo‘ladi). Faza chulg‘amlarida induk-siyalanadigan EYUK larning chastotasi:
f₁ = pn / 60, (18.1)
bunda: r – chulg‘amning juft qutblari soni; n – rotorning aylanish chastota- si, ayl./min.
Agar sinxron generatorning uch fazali yakor chulg‘ami tashqi simmetrik yuklamaga ulansa, undan yakorning doiraviy aylanma magnit maydonini vujud-ga keltiruvchi simmetrik o‘zgaruvchan toklar sistemasi o‘tadi. Bu maydonning statorga nisbatan aylanish chastotasi
n₁ = 60 f₁ / p. (18.2)
Bunga (18.1) dan f1 ning qiymatini qo‘yib, n1 = n ekanligini aniqlay- miz. Demak, qo‘zg‘atish va yakor chulg‘amlarining magnit maydonlari bir-biriga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘lib, mashinaning natijaviy magnit maydonini hosil qilar ekan.
Shu tariqa sinxron generatori mexanik energiyani elektr energiyaga ay- lantiradi.
Yakor reaksiyasi.
SG statorining har bir faza chulg‘amlariga qiymatlari simmetrik yuk- lama ulansa, chulg‘amlardan bir-biriga nisbatan 120 ga siljigan uch fazali toklar o‘tadi. Bu toklar statorda n₁= n aylanish chastota bilan aylanadigan magnit maydonni hosil qiladi. Yuklama toki yakor magnit oqimi F_a ni hosil qiladi. F_a va qo‘zg‘atish chulg‘amining magnit oqimi F0 bir-biriga nisbatan qo‘zg‘almas bo‘lib, bu oqimlar birgalikda mashinaning natijaviy magnit oqimini hosil qiladi.
Umuman, yuklama bilan ishlayotgan generatorda natijaviy magnit oqimi
Fnat qo‘zg‘atish chulg‘amining MYUK F0 va yakorning MYUK F_a lari taʼsiri natijasida hosil bo‘ladi. MYUK F0 yuklamaga bog‘liq bo‘lmaydi, F_a esa yukla-maning qiymatiga va xarakteriga bog‘liq bo‘ladi. Yuklamaning xarakteri de-ganda yakor MYUK ning asosiy magnit oqimga qanday burchak ostida ( = =0; 0  +90; 0  –90) taʼsir qilishini tushunish lozim. Shuning uchun ham generatorning natijaviy oqimi Fnat yuksiz ishlash rejimidagi oqim F₀ dan farq qiladi.
Yakor MYUK F_a ning asosiy magnit oqimi F0= Fqo_‟z ga taʼsiri yakor re-aksiyasi deyiladi. Sinxron mashinalarda yakor reaksiyasi yuklama qiymatiga va xarakteriga bog‘liq bo‘ladi. Quyida noayon va ayon qutbli sinxron mashina (SM) lar uchun yakor reaksiyasini ko‘rib chiqamiz.
Noayon qutbli sinxron generator magnit sistemasining to‘yinishi hisobga olinmagan hol uchun yakor reaksiyasi. Bunday SM da stator va rotor orasidagi havo oralig‘ida stator aylanasi bo‘yicha bir xil bo‘ladi. Shunday bo‘lgani uchun mashinaning magnit zanjiri to‘yinmagan bo‘lsa, natijaviy magnit oqim Fnat ni aniqlash ancha osonlashadi, yaʼni u F0 va F_a magnit oqimlarining geometrik yig‘indisiga teng bo‘ladi.
F_nat = F₀ + F_a. (19.1)
Yakor reaksiyasining SM ish xossalariga taʼsirini EYUK YE0 va yakor toki I_a orasidagi siljish burchagining har xil qiymatlarida ko‘rib chiqamiz.
Burchakning qiymati yuklama qarshiliklari xarakteriga (aktiv, induk-tiv, sig‘imiy yoki aralash bo‘lishiga) bog‘liq bo‘ladi.

Agar yuklama faqat aktiv qarshilikdan iborat bo‘lsa (  0), AX fa-zadagi tok o‘zining maksimum qiymatiga, rotorning N va S qutblarining o‘qi ko‘rilayotgan chulg‘amning o‘rta paziga to‘g‘ri kelganda erishadi (19.1,a-rasm).
Bunda F_a oqim AX fazaning o‘qi bilan mos tushadi yoki F0 oqimga nisbatan 90 el. gradusga orqada bo‘ladi. Elektr gradus ikki qutbli mashinalarda geo-metrik gradusga teng, r 2 bo‘lganda esa 1 geom. grad = r el. grad. bo‘ladi.
SM lar nazariyasida N va S qutblar o‘rtasidan o‘tadigan o‘q bo‘ylama o‘q deyiladi va d-d bilan belgilanadi, qo‘shni qutblar orasidan o‘tadigan o‘q esa ko‘ndalang o‘q deyiladi va q-q bilan belgilandi. Shunday qilib, SG ning yuklamasi faqat aktiv xarakterli (  0) bo‘lsa, yakorning magnit oqimi mashinaning ko‘ndalang o‘qi bo‘yicha taʼsir qiladi. Bunda har bir qutb o‘qining bir tomoni magnitlansa, ikkinchi tomoni esa magnitsizlanadi.

Natijaviy magnit oqim vektorining moduli ^F_nat  ^F₀² ^F_a² bilan aniqlanadi.
Agar yuklama faqat induktiv xarakterli (  90) bo‘lsa (19.1,b-rasm), AX fazadagi tok o‘zining maksimum qiymatiga EYUK YE0 ning qiymatiga nis-batan chorak davr (90) keyinroq erishadi.
Yakor magnit oqimi F_a mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha F0 oqimga teskari yo‘nalib, bunda F_nat F₀ (F_a ) bo‘ladi va uning qiymati kamayadi. Bu esa yakor EYUK
E_a ning kamayishiga olib keladi. Shunday qilib, yuklama faqat induktiv xarakterda bo‘lsa, yakor reaksiyasi mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha magnitsizlovchi taʼsir ko‘rsatar ekan.
Agar yuklama faqat sig‘im xarakteriga (  – 90⁰) ega bo‘lsa (19.1,c-rasm), yakorning magnit oqimi F_a qo‘zg‘atish chulg‘ami oqimi F0 ning yo‘nalishi bilan bir xil bo‘lib mashinaning bo‘ylama o‘qi bo‘yicha magnitlovchi taʼsir qiladi. Bu esa, natijaviy magnit oqim F_natF₀ F_a ni va EYUK E_a ni oshiradi.

Amalda SG ning yuklamasi aralash xarakterli bo‘ladi. Bunda EYUK E0 va yakor toki I_a orasidagi siljish burchagining qiymati –90 <  < 90 ora-lig‘ida bo‘ladi. Bunda aktiv-induktiv yuklama (orqada qoluvchi tok)da yakor reaksiyasi mashinaga magnitsizlovchi, aktiv-sig‘imiy yuklama (oldinda keluvchi tok)da esa yakor reaksiyasi mashinaga magnitlovchi taʼsir ko‘rsatadi. Aralash xarakterdagi yuqlamada tokning aktiv tashkil etuvchisi esa mashinaning ko‘n- dalang o‘qi bo‘yicha magnitsizlaydi.