Elektr yuritma asoslari
Download 11.29 Mb. Pdf ko'rish
|
| 0 ‘Z B E K IS T O N R E S P U B L IK A S I OLI Y VA 0 ‘ RTA M A X S U S TA’LIM V A ZIR LIG I O ‘RTA M A X S U S , K A S B -H U N A R TA ’LIMI M A R K A Z1 O.O. Hoshimov, S.S. Saidahmedov ELEKTR YURITMA ASOSLARI Kasb-lninar kollejlari uchun darslik Ikkinchi nashri TOSHKENT «TALQIN» 2008 31.261.2 H 71 Darslikda elektr yuritma tizim idagi o'zgarm as va o'zgaruv- chan tok elektr dvigatellarining elektrom exanik xususiyatlari, tavsiflari, ularning tezligini rostlash usullari, elektr yuritma dvi gatellarining quvvatini hisoblash va tanlash usullari bayon qilin- gan, shuningdek, zam onaviy m ikroprotsessorli elektr yuritm a- larning tuzilishi va ishlashi, energiya tejovchi elektr yuritm a- larning q o ‘llanishi to ‘g ‘risida m a’lum otlar berilgan. T a q r i z c h i l a r : Texnika fanlari doktori, professor X. G ‘.Karimov, Qibray energetika kasb-hunar kolleji direktori M. M. H asanxo‘jayev. Ahborot-resurs markail IS B N 9 7 8 -9943-325-54-X © «Talqin» nashriyoti, 2004-y. © «Talqin» nashriyoti, 2008-y. K IR ISH Ma'lumki, mamlakatimizda ishlab chiqarilayotgan elektr cnergiyaning 60% dan ortiqrog‘i ish mexaniz- mini harakatga keltiruvchi avtomatlashtirilgan elektr yuritmalar tomonidan iste’mol qilinmoqda. Sanoat, qishloq xo'jaligi, kommunal va boshqa tarmoqlar- ning barcha sohalarida, turli mashina va mexanizmlar hamda qurilmalardan keng foydalaniladi. Har qan- day mexanik jarayonni amalga oshirish uchun me- xanizm va mashinaning ish organini harakatga kelti- rish darkor. Bu esa yuritma vositasida amalga oshiri- ladi, xususan, elektr energiya mexanik energiyaga aylantiriladi. Yuritma energiyani m a’lum yo‘naltirilgan maq- sadda o ‘zgartirishi kerak. Shuning uchun uning tarkibiga bu funksiyalarni amalga oshiruvchi qurilmalar va boshqaruv vositalari kiritilishi darkor. Bu maqsadga elektr yuritma yordamida avtomatik boshqaruv aso- sida crishiladi. Elektr yuritma deb mashinalarning ish organlarini harakatga keltirad ig an h a m d a bu ja ra y o n la rn i maqsadga muvofiq boshqaradigan, hamda elektr dvi- gatel, kuchli o ‘zgartgich, boshqarish, axborot hamda 3 uzatish qurilm alaridan tashkil topgan m urakkab elektrom exanik tizimga aytiladi. Yuritmaning «chiqish» koordinatlariga ish mashi- nasi organlarining m e’yorda ishlashi uchun zarur b o ‘lgan elektrom agnit m om ent M yoki kuch F va harakat koordinatlari: burchak tezlik co yoki chiziqli te z lik v h a m d a u larg a m os h a ra k a t y o ‘nalishi b o ‘laklari Aa, A S kiradi. Yuritm a elem entlari quyidagilardan iborat. Uzatish qurilmasi harakat shakllarini o ‘zgartirish va mexanik energiyani dvigatel qurilmasidan mashi- naning ish organlariga uzatish uchun m o‘ljallangan. Dvigatel qurilmasi elektrom exanik o ‘zgartgich b o ‘lib, elektr energiyasini m exanik energiyaga ay- lantiradi va uzatish qurilm asi bilan birgalikda ish organining berilgan harakat tu rlarin i shakllanti- radi. Kuchli o ‘zgartgich qurilmasi elektr yuritm a tizi- mini elektr manbayi bilan bog‘lash uchun (m asa- lan, sanoat elektr tarm og‘i bilan) elektr energiyani EM WT UT ÏÏ wd U/ff Wu KEO'Q ^ - 5 DQ UQ W |co W . * . . BQ TQ X O 'Q *- *- Topshiriq IM (BM) 1 W . ¥Vio M,o Fio 1- rasm. Avtomatlashtirilgan elektr yuritmaning funksional sxemasi. 4 bir turdan ikkinchi turga 0 ‘zgartirish uchun (masa- lun, o'zgaruvchan tokni o‘zgarmas tokka aylantirish) xizmat qiladi. Kuchli 0 ‘zgartgich qurilmasining asosiy vazifasi jarayon davomida boshqariladigan energiya oqimini shakllantirishdan iborat. Elektr yuritma ti- zimlarida ish mashinalari, mexanizmlar va ish jaray- onlarida «energiyani tejaydigan» texnologiyalarni qo'llash, tiklanuvchi energiya manbalarini yaratish kuchli o ‘zgartgich, dvigatel va uzatish qurilmalarin- ing xususiyatlariga bogiiq. Boshqarish va axborot qurilmalari energiya oqimi W va mashinalaming ishchi organlari harakatlarini boshqarishning berilgan qonuniyatlar bo ‘yicha shak- Uantirish uchun m o‘ljallangan. Avtomatlashtirilgan elektr yuritmam avtom atik boshqariluvchi elektromexanik tizimning (ABT) keng qo‘llaniladigan turi deb qarash mumkin. Avtomatlashtirilgan elektr yuritmaning fimksional sxemasi 1-rasmda ko‘rsatilgan. Bu sxema elektr yurit maning ayrim elem entlari va ular orasidagi bog‘- lanishlami kengroq o ‘rganish imkoniyatini beradi. Bu yerda ingichka chiziqlar bilan elektr energiyani uza tish kanallari, qo‘sh punktir chiziqlar bilan mexanik energiyani uzatish kanallari, punktir chiziqlar bilan esa, elektr yuritm a yoki bajaruvchi mexanizmning o ‘lchanayotgan koordinatlari to ‘g‘risida axborot uza tish kanallari ko‘rsatilgan. Energiya manbalari (EM ) odatda, sanoat elektr tarmog‘i yoki maxsus akkumulyator batareyasi, indi vidual generator ko‘rinishidagi mustaqil manba bo‘lishi 5 mumkin. Bu hol asosan uchish ap p aratlari va ke- m alardagi «bort» tizim larid a q o ‘llaniladi. Kuchli elektr о ‘zgartgich qurilmasi (K E O ‘Q) — rostlanm aydigan kuchlanish Ut, tok /t va chastota f t ni Ut dan (m asalan, tarm oqdan) olib dvigatelni ta ’minlaydigan U, / v a / ga ega b o ‘lgan elektr ener- giya Wd ga aylantirib beradi. A v v a lla ri K E O ‘Q s if a tid a e le k tr m a s h in a o ‘zgartgich qurilmalari ishlatilar edi. H ozirda asosan o ‘zgaruvchan tokni o ‘zgarmas tokka aylantirib be- radigan kuchli yarim o ‘tkazgich o ‘zgartgichlar ti- ristorli boshqariluvchi to ‘g ‘rilagich (ВТ), tranzis- torli-im puls o ‘zgartgichlar ham da o ‘zgaruvchan tok kuchlanishi shaklini o ‘zgartirib beradigan turli tran- zistorli va tiristo rli in v erto rlar h am d a c h asto ta o ‘zgartgichlari q o ‘llaniladi. Dvigatel qurilmasi (DQ) elektr energiyani W ro- torni (yakorni) chiziqli yoki aylanma harakatga kel- tiradigan mexanik energiyaga Wm aylantirib beradi. Mexanik energiya Wm oqimi mexanik uzatish quril- masidan o4ib, xuddi shu ko'rinishdagi energiya W.m ga aylanadi, bu esa ish mashinasi orqali qabul qili- nadi. IM larda W. energiya aylanm a harakatda koor- dinatlari Mio — qarshilik m om enti, a>jm — burchak tezlik ham da ilgarilanm a harakatda esa koordinat- lari Fio — qarshilik kuchi va K o - chiziqli tezlikka ega b o ‘lgan ish organi (IO )ning m exanik ishiga aylantiriladi. Tabiiyki, energiya oqim i Mt ni M. ga aylantirish elektr yuritm a elem entlarining sifati ham da energiya 6 oqim ini boshqarish qonuniga ko ‘ra isroflar bilan amalga oshiriladi. Boshqarish qurilmasi (BQ) K EO ‘Q yoki DQ , yoki 0 ‘Qlarning ayrim, b a’zi hollarda esa bir vaqtning o ‘zida ikki, uch qurilma koordinatlarini boshqaradi. Boshqarish qurilm asi boshqarish qonunini berish qurilm asi BQ berilayotgan axborot va xabarchi o'zgartgichlardan kelayotgan axborotlarni taqqos- lab, kerak b o ‘lgan k o ‘rinishda shakllantiradi. Xa barchi — o ‘zgartgichlar elektr y u ritm aning turli koordinatlarini (m om entlar, kuchlar, burchak va chiziqli tezlik, tok, kuchlanish va h.k.) o ‘lchashga m o‘ljallangan axborot — o ‘lchov qurilm alari ko ‘- rinishida b o ‘lib, ular bu koordinatalarni bir turdagi (m asalan, kuchlanish) elektr signallariga aylanti- radi. Elektr yuritmalarning asosiy turlari va ularning vazifalari. B archa elektr yuritm alarni funksional vazifalari, energiyaning b o ‘linishi, ish mashinasi chi- qish o ‘qining harakat shakli, iste’m ol qilayotgan tok turi, o ‘zgartgich, dvigatel, uzatish va boshqar ish q u rilm ala rin in g o ‘ziga xos x u su siy atlari va boshqa holatlari b o ‘yicha bir nechta turlarga b o ‘lish m umkin. Funksional vazifalari bo'yicha elektr yuritmalar bosh va. yordam chi elektr yuritmalarga b o iin a d i. Bosh elektr yuritma jarayonning asosiy operatsiya- sini yoki ish mashinasining ijrochi organini hara- katga keltiradi. Yordamchi elektr yuritma esa, mashi- naning yordamchi organlarining harakatini ta ’min- 7 2- rasm. Guruhli elektr yuritmaning funksional sxemasi. laydi. Masalan, tokarlik dastgohi bosh elektr yurit- masi ishlov berilayotgan detalni aylanma harakatga keltiradi, yordamchi elektr yuritma esa kesish asbo- bini detaining bo‘ylamasi bo‘yicha ilgarilama hara katga keltiradi. Energiyaning bo‘linishi bo‘yicha elektr yuritmalar guruhli, individual, o ‘zaro bog‘langan va ko‘p dviga- tellilarga bo ‘linadi. Guruhli elektr yuritma sanoatda XIX asr oxirida qo‘llanila boshlandi. Bu yuritmada (2-rasm) bug‘ dvi- gateli elektr dvigatel M bilan almashtirilgan, bir nechta ish mashinalariga (IMm) harakat uzatadigan uzatish qurilmalari UQm holida saqlanib qolgan. Muayyan afzalliklaiga ega bo‘lgan yuritmaning bu turi mashinani maqsadga muvofiq tarzda boshqarib b o ‘lmasligi, uzatish qurilmalarida energiyani ko‘p is- ro f bo ‘lishi kabi kamchiliklaiga ega. 8 3- rasm. Individual elektr yuritmaning funksional sxemasi. Blindan tashqari bu qurilmalar ko‘p sonli uzatish tasm alari va transm issiyalardan tashkil topganligi uchun, ular ishlatish chog‘ida ishchdlar hayotiga xavf tug‘diradi. Individual elektr yuritma ish mashinasining bitta ijro- chi oiganining harakatini ta’minlaydi (3- rasm). Shu- ning uchun, bitta mashina uchun bir necha individual yuritmalar ishlatiladi. Masalan, tokarlik dastgohida in dividual bosh va ikkita yordamchi yuritmalar ishlatila di. Individual elektr yuritma tizimida eneigiya elektr zanjirlarida bo‘linadi. Bu yuritma uzatish qurilmalari va ish mashinasi kinematikasini soddalashtirish im- koniyatini beradi. Aksariyat hollarda ish mexanizmin- ing ijrochi organining o ‘qi dvigatel rotori (yakor) bi lan umumiy o ‘q hosil qiladi. Individual elektr yurit maning asosiy afzalliklari bu eneigiyani bo‘linishidagi isrofning kamayishi, UQ va IM kinematikasini sod- 9 dalashtirish hisobiga metall sarfini kamaytirish, elektr- lashtirilgan agrégat ishonchliligini oshirish, ijrochi or- ganlami boshqarish jarayonlarini avtomatlashtirishni soddalashtirish imkonining mavjudligidadir. 0 ‘zaro bog ‘langan elektr yuritma ikkita yoki bir nechta (o‘zaro mexanik yoki elektr) bog‘langan elektr yuritmalaming ish jarayonida berilgan nisbatga ko‘ra yoki ijrochi organ harakatini muayyan koordinatalar bo‘yicha takrorlash amalga oshiriladi. Hozirda amali- yotda o ‘zaro bog‘langan elektr yuritmalar qog‘oz ishlab chiqarish va sanoatning turli tarm oqlarida keng ko‘lamda qo‘llanilmoqda. Bunday elektr yuritmalaming afzalliklari ular yor- damida texnologik jarayonni yanada yuqori darajaga ko‘tarish va shu yo‘l bilan avtomatlashtirishni amal ga oshirilishidadir. Ko ‘p dvigatelli elektr yuritma deb, elektr dvigatel qurilmasi birgalikda bitta o ‘qda yoki bitta mashina- da o ‘qlari o ‘zaro bog‘lanm agan yuritmaga aytiladi (4- rasm). Bunday elektr yuritm alarda texnologik 4- rasm. Ko‘p dvigatelli elektr yuritmaning funksional sxemasi. 10 yoki texnik imkoniyatlardan kelib chiqqan holda bir emas, balki bir nechta elektr dvigatel qurilmalaridan foydalaniladi. Elektr yuritmaning tarixi XIX asming birinchi yar- m idan, ya’ni m agnit m aydonining tok oqayotgan o ‘tkazgich bilan o ‘zaro mexanik ta ’siri to ‘g‘risidagi qonun, elektromagnit induksiya qonuni hamda bu qonunlar asosida aylanuvchi harakatni amalga oshira- digan o ‘zgarmas tok elektr dvigatelini kashf etilishidan boshlangan. Keyinchalik o ‘zgaruvchan tokni uzatish- ning uch fazali tizimini, transformator va asinxron dvigatelning yaratilishi elektr yuritmani sanoatda keng qo‘llash imkoniyatini yaratdi. So‘nggi yillarda turli konstruksion va ko‘rinishdagi elektromexanik o ‘zgartgichlardan foydalanish, hisob- lash texnikasi vositalarini boshqarish tizimlariga keng ko‘lamda qo‘llash va elektr yuritmaning boshqa funk- siyalarini avtom atlashtirish tufayli elektr yuritm a nazariyasida yangi yo‘nalishlarga asos solindi. Birinchi yo‘nalish — elektromexanik o ‘zgartgich- lardan elektromagnit, pyezokeramik va boshqa dviga- tellaming yangi konstruksiyalari xususiyatlarini keng- roq o ‘rganish. Ikkinchi yo‘nalish — elektr yuritma tizimi dinami- kasini tadqiq etishning yangi usullarini ishlab chiqish zarurligi. Uchinchi yo‘nalish — yuritma va uning element- lari tavsifini hisoblashning an ’anaviy usullaridan voz kechib, yangi samarali usullami yaratish va ulaming dastur ta ’minotini amalga oshirish. 11 T o ‘rtinchi yo‘nalish — energiya tejamkorligini ta ’minlaydigan avtomatlashtirilgan elektr yuritmalarini ishlab chiqish va ulami amalda tatbiq etish. H ozirda kom plekt yuritm alar, ularning kuchli qism larini boshqarishning kom pyuter tizim i yara- tilgan b o ‘lib, b u lar yuqorida k eltirilgan y o ‘n a- lishlarni m a’lum darajada hal etish im konini bera- di. Elektr yuritma asoslari fanini rivojlantirishda o ‘zbek olimlarining tutgan o ‘rni. 0 ‘zbekistonda ir- rigatsiya sug‘orish ishlarida, qishloq xo‘jaligida, pax- ta n i va bosh q a m ah su lo tlarn i qayta ishlash va to ‘qim achilik sanoatida, qurilish m ateriallarini ish lab chiqarishda asosan asinxron elektr yuritm alar q o ‘lla n ila d i. Bu a sin x ro n d v ig ateld a k o lle k to r yo‘qligi tufayli uning energetik k o ‘rsatkichlari yu- qori b o ‘lishi, tarm oqqa to ‘g‘rid an -to ‘g‘ri ulangan- ligi uchun ularni boshqarish osonligi shuningdek, ularga xizmat ko ‘rsatish va foydalanishning qulay- ligi bilan b o ‘liqdir. Respublikamiz qishloq xo‘jaligi va sanoati ravna- qi yo‘lida o ‘zbek olimlari o ‘zgaruvchan va o ‘zgarmas tok elektr yuritm alam i yaratish, tadqiq etish, sanoat ham da qishloq xo‘jaligida keng qo ‘llash b o ‘yicha il- miy izlanishlar olib bordilar. Ilmiy izlanishlar boshida yetakchi olim akademik M uzaffar Zohidxonovich H om udxonov turdi. 50- yillardayoq akademik M. Z. H om udxonov asinxron elektr yuritm alam i chastotali boshqarish m uam m o- lari dolzarbligini aniqlab, shu yo‘nalish b o ‘yicha il- 12 miy ishlar olib bordi. Bunda olim asinxron dvigatel- ni chastotali boshqarish iqtisodiy jihatdan qulayligini, uning tezligini keng ko‘lam da rostlash ravonligini oshirishning yagona usuli ekanligini hisobga olib, akademik M. P. Kostenkoning chastotali boshqarish q o n u n in i rivojlantirdi va bu y o ‘nalish b o ‘yicha maktab yaratib unga boshchilik qildi. U 1959- yilda «Частотное управление асинхронны м электро приводом», 1966- yilda esa shogird olim lar bilan birgalikda «Частотное регулирование скорости электроприводов перем енного тока с автом а тическим управлением от вентильны х преоб разователей» nomli yirik ilmiy asarlarini chop et- tirdi. Bu monografiyalarda olimlar chastotali bosh- qarishda, tezlikni rostlashda o'zgaruvchan tok dvi- gatelining tavsifini hisoblash nazariyasi va usullarini bayon qilib, bu dvigatel ventilli chastota o ‘zgart- gichidan boshqarilayotgandagi statik hamda dinamik rejimlarini nazariy va amaliy tadqiq etish natijalarini keltirganlar. Shu bilan birga avtonom invertorlar- ning yangi sxemalari yaratilib, ularning xususiyatlari va qoMlanish ko‘lami aniqlangan. Avtomatlashtirilgan chastota bilan boshqariluvchi tiristorli elektr yuritmalarning ishonchliligini, texnik- iqtisodiy hamda energetik ko'rsatkichlarini oshirish uchun chastotali elektr yuritmalari xususiyatlarini kompleks tadqiq va tahlil etish nafaqat normal (sim- metrik), balki maxsus anomal (nosimmetrik) rejim- lar uchun sanoat mexanizmlarining turli yuklamalar- ida amalga oshirish talab etiladi. Anomal rejimlarda ishlayotgan elektr yuritmalaming nazariy asoslarini, hisoblash usullari, statikasi, dinamikasi, issiqlik di- namikasi va issiqlik rejimlarini ham da asinxron dvi- gatelning norm al rejim ga m os keladigan asosiy ko ‘rsatkichlarini optim allash m asalalari professor O. O. Hoshimov rahbarligidagi olim lar tom onidan ishlab chiqilib, sanoatga tatbiq etildi. 0 ‘zbekistonda qishloq xo‘jaligini rivojlantirish, ekinlarni sug‘orish, yem ing sho‘rlanishini oldini ol- ishda drenaj quvurlardan foydalanish, olim lar oldiga katta nasos stansiyalari, sho‘r suvlarni chiqarib tash- lash b o ‘yicha zam onaviy elektr yuritm alarni yara- tish, ularni am aliyotga tatb iq etish m asalalarini q o ‘ydi. Bu masalalarni M. Z. Homudxonov shogird- laridan professorlar S. Z. Usmonov, T. S. Kamolov va M. A. Husanovlar boshchiligidagi bir guruh olim lar muvaffaqiyatli hal etdilar. Sanoatda va kichik quvvatli qurilmalarda ijrochi dvigatel sifatida qoMlaniladigan bir fazali kondcn- satorli asinxron dvigatel!i elektr yuritmalar, katta yuk ko'taradigan ko‘targich kranlarda elektr o lqni tashkil etadigan elektr yuritmalarni ishlab chiqish, tadqiq etish ishlarini professor N. M. U s m o n - xo‘jayev rahbarligidagi bir guruh olimlar amalga oshirdilar. Chastotasiga ko'ra boshqariluvchi avtomatlash- tirilgan elektr yuritmalarini ixtirosi uchun akademik iM. Z. Homudxonov rahbarligidagi bir guruh olim la r S. Z. U s m o n o v , N. M. U s m o n x o 'j a y e v , 14 O. O. Hoshimov, M. A. Husanov, K. M o‘minovlar O'zbckiston Hukumatining qarori bilan ilm-fan va tcxnika sohasidagi Abu Rayhon Beruniy nomidagi 0 ‘zbekiston Davlat mukofotiga sazovor boddilar. 1966-yil Toshkentda bir necha qattiq yer silkinish- laridan keyin panelli uylar qurilishi bir necha bor ortdi. Q u rilis h n in g zam o n av iy te z k o r usullari qoMlanila boshlandi. Bu esa olimlar oldiga uy-joy qurilish kombinatlaridagi temir-beton plitalarni clektr yuritma yordamida zichligi va mustahkamligini oshirish, yangi qurilayotgan imorat va inshootlar- ning zilzilaga bardoshliligini tekshirish va oshirish masalasini q o ‘ydi. Shularni hisobga olib, professor N. H. Bozorov rahbarligidagi olim lar to m o n id an elektr yuritm a nazariyasida yangi sahifa b o ‘lgan tit- ratgich elektr yuritm asining yangi, yengil, chidam - li va kam energiya sarflaydigan turlari yaratilib, quri lish sanoatida keng ko ‘lam da qodlanildi. Bundan tashqari, im orat va inshootlarni zilzilabardoshlikka tekshiradigan elektr yuritm a tadqiq etildi va yangi yaratilgan im orat va inshootlar shu avtom atlash- gan elek tr y u ritm a y ordam ida tekshirilib ishlab chiqarishga tavsiya etildi. Sanoatda katta qu w atg a ega b o ‘lgan qurilm a va agregatlar keng ko‘lam da qodlaniladi. Bu esa katta qu w atg a ega bodgan elektr yuritm alarning tezligini rostlashda sirpanish energiyasini tarm oqqa qaytara- digan tizim larni ishlab chiqishni, ya’ni, asinxron ventil kaskadlarini qodlashni taqozo etadi. Bun- dan tashqari lift k o d arg ich va shunga o ‘xshash 15 qurilmalarda bir necha xil tezlikni t a ’minlovchi asinxron dvigatellar q o ‘llaniladi. Yuqorida qayd etilgan avtomatlashgan elektr yuritmalar nazariyasi- ni professor X. Karimov rahbarligidagi olimlar amali- yotga tatbiq etdilar. Olim boshchiligida asinxron ventil kaskadli elektr yuritma ishlab chiqildi va uning ishlash rejimlari tadqiq etilib, korxonalarda qo‘llashga tavsiya etildi. Asosan,qisqa tutashgan rotorli qutb- lari kontaktsiz o ‘zgartiriladigan ko‘p tezlikli asin xron dvigatel yaratildi va bu dvigatel liftlarning av- tomatlashtirilgan elektr yuritmasida qo ‘llana bosh- ladi. Hozirda, energiya resurslarining taqchilligi sezi- layotgan bir paytda o ‘zbek o lim lari yuqorida k o ‘rsatilgan yo‘nalishlarda elektr energiyani tejash b o ‘y i c h a ilm iy i z l a n i s h l a r o 1 i b b o r i b , respublikamizning qishloq xo‘jaligi va san o ati- ning barcha sohalariga izchillik bilan tatbiq etmoq- dalar. Jum ladan, professor O. O. Hoshimov rah- barligida olib borilgan ilmiy tadqiqotlar asosida yangi energiyani tejamlovchi avtomatlashtirilgan elektr yuritmalar turkumi joriy qilindi. Natijada metallurgiya sanoatida o ‘rtacha 30—40% energi ya tejamkorligiga erishildi. O .O . Hoshimov tashabbusi bilan M H D M ichi- da ilk bor «Energiyani tejovchi elektrotexnika ti - zimlari va komplekslari» bakalavr ta ’limi yo‘nalishi va «Sanoat qurilmalari va komplekslarining energi yani tejovchi elektr jihozlari va tizimlari» magis tratura mutaxassisligi hamda Germaniyaning Ber- Ki lin texnika universiteti, G retsiyaning Afina ta ’lim texnologiya instituti va T oshkent D avlat texnika universiteti ham korligida «Energetika m enejm en- ti» m agistratura mutaxassisligi va zam onaviy labo- ratoriyalari tashkil qilindi ham da energiyani tejash masalalari bilan shug‘ullanuvchi malakali kadrlar tayyorlash amalga oshirildi. 17 2G 9 3 W '¿«Sil h л* 2 - 3 7 3 I bob. ELEKTR YURITMA MEXANIKASI 1.1. ELEKTR YURITMA MEXANIK QISM I- NING DINAMIK MODELI, FUNKSIONAL SXEMASI VA ASOSIY ELEMENTLARI Elektr yuritmaning mexanik qismini «qattiq» mash- inaning dinam ik modeli sifatida qarash mumkin. Bunda modelning hamm a zvenolari harakat jarayo- nida sezilmaydigan darajada ezilganligi bois, bu ezil- ishni hisobga olmasa ham b o ‘ladi; kinematik juftlik- lar lyuft va oraliqlarga ega emas, ya’ni ulaming har- akatini aniqlaydigan golanom bog‘lanish tenglamalari ideal holatga mos keladi. Mexanikada golanom bog‘lanishlar deb element- lar tezliklari nisbatlari berilganda ulam ing tenglama lari elementlar harakati orasidagi nisbatlami ko‘rsa- tadigan bog‘lanishlarga aytiladi. Bu holda bog‘lanish tenglamalari integrallanadi. Bu yerda individual yuritma ko‘rib chiqilayotgan bo ‘lganligi uchun bunday bikr mashinaning dinamik modeli bitta erkinlik darajasiga ega b o ‘ladi. Yurit maning mexanik qismida real kinematik bog‘lanishlar va juftliklaming deformatsiyasi ham da turli titrash- larga va umumiy tebranishlarga sabab bo ‘ladigan po- tensial energiyaning taqsimlanishi yuz beradi. Bu te- branishlar ayrim zvenolarda qo‘shimcha dinamik yuk- 18 1.1- rasm. Elektr yuritma mexanik qismining funksional sxemasi: M — dvigatel, UMt va UM} — ulanish muftalari; UQ — uzatish qurilmasi (reduktor); 10 — ijrochi mexanizmning ish organi. lamalarga olib keladi va ijrochi mexanizmning aniq ishlashiga ta ’sir ko‘rsatadi. E lektr yuritm a m exanik qism ining funksional sxem asini o ‘rganish, b ikr m ash in an in g dinam ik m odeli kinem atikasini aniqlashga va ayrim ele- m entlari ham da bog‘lanishlari param etrlarini an iq lashga yordam beradi. M asalan, 1.1-sxem ada dvigatel M energiyani elektrom exanik o ‘zgartgichi b o ‘la turib, o ‘zining bikr q o ‘zg‘aluvchi m exanik qism lari, y a’ni, aylanu- vchi yakorga (o ‘zgarm as tok m ashinalari uchun) yoki rotorga (o ‘zgaruvchan tok m ashinalari uchun) ega. Bu elem ent inersiya m om enti Ja, bu rch ak te- zlik (od va elektrm agnit m om ent Ma bilan tavsifla- nadi. Aylanm as harakatdagi ijrochi m exanizm ning q o ‘zg‘aluvchan bikrlikka ega b o ‘lgan ish organi 10 inersiya m om enti / m, burchak tezlik wm va m o m ent M bilan tavsiflanadi. m Ilg arilam a h a ra k a td a ish organ M m assa, V chiziqli tezlik va F kuch bilan tavsiflanadi. 19 1.2- rasm. Uzatish qurilma turlari: a — reduktor; b — tishli-reykali uzatma; d — krivoship-shatunli mexanizm; e — yuk ko‘tarish barabani; / — vint-tebranma gayka uzatmasi. Uzatish qurilmalari (UQ ) o ‘zining konstruktiv va funksional tuzilishi bo ‘yicha turlicha b o ‘ladi (1.2- rasm ). R eduktor (1.2- rasm, ä) harakatni wkir dan a)chiq ga uzatayotganda bu rch ak tezligini o ‘zgartiradi. R eduktom ing h ar bir elem enti o ‘zining burchak tezligi c o | (om, ularga mos b o ‘lgan inersiya m o- m enti Jm ham da ayrim uzatish pog‘onalardagi uzatish nisbati bilan tavsiflanadi, m asalan, /l = (dkir/cdi, (1.1) 20 bu yerda: cokir va a>, — mos ravishda, yetakchi va yetaklanadigan o ‘qlarning burchak tezliklari. Tishli-reyka uzatkich (1 .2 -rasm , b ) œ burchak tezlik bilan aylanayotgan tishli g‘ildirakning aylan- ma harakatini reykaning chiziqli tezlik v ga teng bo ‘lgan chiziqli harakatiga aylantirib beradi. Bu holda uzatish nisbati J = ü ) R / v . X uddi shu form ula y o rd am id a yuk k o ‘tarish qurilm asining (1.2- rasm, e) uzatish nisbati aniqla- nadi. K riv o sh ip -sh a tu n m ex an izm i ( 1 .2 - r a s m , d) o ‘zgarm as b u rch ak tezlik w b ilan aylanayotgan krivoshipning aylanm a harakatini polzunning V(t) o'zgam vchan chiziqli ilgarilam a-qaytm a harakati ga aylantirib beradi. Z am o n av iy dastgoh y u ritm ala rid a k o ‘p in c h a «vint-tebranish gaykasi» uzatish qurilmalaridan (1.2- rasm ,/) foydalaniladi. Odatda, zoldirli gayka 1 silji- yotgan uzel 2 ga qattiq m ahkam langan va 3 vint aylanishi natijasida uzel 2 uning b o ‘ylamasi b o ‘yicha siljiydi. Bunday U Q yuqori aniqlikka ega b o ‘lib, ijrochi m exanizm ni 2,0—2,5 m ga siljitadi. K atta c h iz iq li siljitis h u c h u n tis h li-re y k a u z a tk ic h i qo'llaniladi. Y uqorida k o ‘rsatilgan uzatk ich lard an tashqari UQ ning to ‘lqinli uzatkichlar, planetar reduktor- lar, tasm ali u z atk ic h lar va boshqa tu rla ri q o ‘l- laniladi. 21 1.2. ELEKTROMEXANIK TIZIMDA QARSHI- LIK KUCHLARI VA MOMENTLAR Elektr yuritm a ish holatida dvigatelning elektro- magnit m om enti Md ish mashinasi yoki uning ish bajaruvchi organida foydali yoki parazit qarshilik kuchlari natijasida hosil b o ‘lgan qarshilik m om enti Mq bilan m uvozanatda b o ‘ladi. Bu dvigatel o ‘qiga keltirilgan m om entni keltirilgan statik qarshilik m o m enti Mq deyiladi. Ish mashinasining statik m om entini burchak tez- likka bog‘liqligi 1 .3 -rasm d a keltirilgan. Yog‘och metall va boshqa m ateriallam i kesishda yuzaga kel- adigan qarshilik kuchlari tufayli hosil bo ‘ladigan statik m om entlar 1.3- rasmdagi 1 to ‘g‘ri chiziq ko‘rinishida b o ‘ladi. 1 — tezlikka bog‘liq bo‘lmagan (o'zgarmas) moment; 2 — tezlikka chiziqli bog‘liq bo‘lgan moment; 3 — burchak tezlik kvadratiga pro- porsional bo‘lgan moment; 4 — burchak tezlikka proporsional va o ‘zgarmas tashkil etuvchisi bo'lgan moment. 22 Qayishqoq elementlardagi ishqalanish kuchlari tez- likka to‘g‘ri proporsional bo‘lgan Statik momentni hosil qiladi (2 chiziq). Ventilyatorlar esa tezlikning kvadratiga proporsional bo‘lgan Statik momentni yu- zaga keltiradi (3 chiziq). Markazdan qochma rotor mashinalari, sentrifuga va nasoslar o ‘zgarmas tashkil etuvchi va tezlikning kvadratiga proporsional bo‘lgan Statik momentni hosil qiladi (4 chiziq). Bunday ish mexanizmlari uchun Statik moment quyidagi formu- la orqali aniqlanadi. M s M Q ~\~(M nom M 0 ) "nom ( 1 . 2 ) bu yerda: Mnom va conom — ish mexanizmining o ‘qidagi nominal ish holatidagi Statik moment va burchak tez- lik; Af — boshlang‘ich moment ( cd = 0 bo'lgandagi); K = 0, 1 ,2 qiymatga ega bo‘lgan daraja ko‘rsatkichi. Odatda, Statik momentlar harakatga qarshilik ko‘rsatadi va ayrim hollarda aksincha bo‘ladi. Shu- ning uchun hamma Statik momentlar ikki turga, ya’ni reaktiv va aktiv (potensial) momentlarga bo‘linadi. Reaktiv momentlar (kuchlar) harakatga to‘sqinlik qiladi va harakat yo‘nalishi o ‘zgarganda ishorasini o ‘zgartiradi. Bunday momentlarga ishqalanish kuch- lariga bog‘hq bo‘lgan hamma momentlar kiradi. Reak tiv moment Mq = f(co) cd = 0 bo‘lganda uzilib qol- ganligi uchun yuritmaning ustuvor holati a, ¿> va s, d oraliqdagi (1.4- rasm, a) har qanday nuqtada yuzaga kelishi mumkin. 23 b) tö Yukni ko'tarish Mq M a M Yukni tushirish -0) 1.4- rasm. Reaktiv (a) va aktiv (b) statik momentlaming tezlikka bog‘liqligi. Aktiv potensial m om entlar (kuchlar) yuritmaning ayrim elem entlarida potensial energiyaning qayta taqsim lanishi bilan bog‘liq. U lar og‘irlik kuchlari ham da qovushqoq jismlardagi siqilish, cho‘zilish va buralish kuchlari hisobiga hosil b o ‘ladi. Bu m om ent va kuchlar harakat yo‘nalishi o ‘zgarganda ham isho- ralarini o ‘zgartirm aydilar (1.4- rasm , b ). O datda harakat tezligi o ‘zgarsa ham aktiv m om entning qiy- m ati o ‘zgarmaydi. Bu kuchlam ing mexanik tizimga qayta ta ’sirida ham tebranish energiyasi yutilmaydi. Shuning uchun ulam i konservativ deyiladi va bun- day q u rilm alarning dinam ik m odeli konservativ zvenolar bilan amalga oshiriladi. 24 1.3. QARSHILIK MOMENTLARI, INERSIYA MASSALARI, QAYISHQOQ MOMENTLAR VA DISSIPATIV KUCHLAR MOMENTINI BITTA 0 ‘QQA KELTIRISH Momentlar va qarshilik kuchlarini keltirish. Za- monaviy elektr yuritmaning rivojlanish tendensiyasi m a’lum darajada reduktorsiz tizimlardan foydalanish- ga bog'liq. Bu elektromexanik tizim kinematikasini soddalashtiradi va elektrlashtirilgan agrégat ishonch- liligini oshiradi. Barcha tadqiqot va hisoblarda odatda elektr yurit maning umumlashtirilgan matematik modelidan foy- dalaniladi. B unday m asalalarni yechishda kerak bo‘ladigan elektr yuritma mexanik qismining dinamik m odelini tuzishning asosiy prinsiplari 1.1 da kel- tirilgan. Bunday modellar keltirilgan tizim dan foy- dalanish asosida tuziladi. Agar elektr yuritmaning mexanik qismi bikrlikka ega b o ‘lgan m exanik zvenolardan tashkil topgan bo‘lsa, u holda elektr dvigatel, uzatish qurilmasi va ish mexanizmining soddalashtirilgan modeli dvigatel o ‘qining aylanish tezligi bilan aylanayotgan yakka kel tirilgan mexanik tizim yoki ish mashinasining ijrochi elem enti bilan almashtirilishi mumkin. Keltirilgan tizimni olish uchun harakatlantiruvchi momentlar, qarshilik momentlari va inersiya massalari shunday ravishda qayta hisoblanishi kerakki, birlamchi tizimn- ing kinematik va dinamik xususiyatlari saqlanib qolsin. Bunda ikkita holatni ko'rish mumkin: bir turdagi har- akatni tezligining qiymati boshqacha b o ‘lgan shunga 25 o ‘xshash harakatga keltirish; bir turdagi harakatni boshqa turdagi harakatga keltirish (masalan, aylan- ma harakatni chiziqli harakatga keltirish). Tizimni keltirish jarayoni eng aw al m omentlami (kuchlami) keltirishni ko‘zda tutadi. Bunda masa- lani soddalashtirish maqsadida uzatish mexanizmidagi quw at isroflarini hisobga olmaymiz. U holda kinetik energiyani saqlanish qonuniga asosan dvigatel va ish mashinasining ijrochi organi o ‘qlaridagi quw atlar- ning tengligini quyidagicha yozamiz: bu yerda: A/ — dvigatel o ‘qiga keltirilgan statik m o ment; Mm — mexanizm o ‘qidagi statik qarshilik m o- menti; œa va a»m — dvigatel va mexanizm o ‘qlarining burchak tezligi. Bundan quyidagini olamiz: K = = (1.3) bu yerda: j — uzatish qurilmasining uzatish soni. Uzatish qurilmasida bir nechta j, ...,jn uzatish so- niga ega bo‘lgan uzatishlar bo‘lganda n M = M j i j 7 \ (1-4) q m /=1 Ilgarilama harakatda F = F (v / v ) . q m v m 7 g7 26 Agar ish organi ilgarilama harakatda, dvigatel esa aylanma harakatda bo ‘lsa, u holda elektr yuritma ele- mentlarining ilgarilama va aylanma harakatlar quv- vatlarining tengligidan kelib chiqqan holda Mq= F J v J c o j, (1.5) bu yerda: vm — ish organi siljishining tezligi, m • s_l; (oa — dvigatel o ‘qining burchak tezligi, rad • s_l. Yuqoridagilarga o ‘xshash holda elektrom exanik tizimning har qanday o ‘qiga m om ent va kuchlami keltirish formulasini olish mumkin. Inersiya massalarini keltirish. Og‘irlik markazi- dan o ‘tadigan o ‘qqa nisbatan bir necha m. yig‘ilgan massalarga ega bo'lgan mexanik tizimning inersiya momenti deb quyidagiga aytiladi: i=k ( 1 . 6 ) (=1 bu yerda: r. — massa mj ning og‘irlik markazidan aylanish o ‘qigacha bo'lgan eng yaqin masofa. Amalda bitta jismning inersiya m om enti quyidagi formula orqali hisoblanadi i~k J = p 2^ m l= m p \ (1.7) /= i bu yerda: m — jism massasi; p — inersiya radiusi. (1.6) va (1.7) formulalami bir-biriga tenglashtirib p ni aniqlash mumkin. 27 м • мд { Щ - UM 1 í — L j ‘ J6 X X Y ®i JÁ X ■Ti UQ UM2 { ] P BM 1.5- rasm. Elektr yuritrnaning kinematik sxemasi. Inersiya momentini aniqlash uchun keltirilgan va dastlabki (keltirishgacha bo ‘lgan) mexanik tizimlar- ning kinetik energiyalarining tengügidan foydalana- miz. Masalan, 1.5- rasmda keltirilgan elektr yuritma sxemasi uchun quyidagini olamiz: Jkela)l _ Jd ü)d , i j2a>2 _¡_ _j_ ( ] 8 i 2 2 ' 2 ' 2 2 ’ V • / bu yerda: / kel — tizimning o ‘qiga keltirilgan inersiya momenti; Jd, — dastlabki mexanik tizim qism- larining mos o ‘qlardagi inersiya momenti; cod, œv w2 ...cüm — dvigatel o ‘qi, uzatish qurilmasi va mexanizm- ning burchak tezliklari. Bundan T — T _ l «/ кел--/ Э+-3-+ГТ+-+-^-> (1.9) J\ J2 Jm y ' bu yerda: j v j n, j m — dvigatel, uzatish qurilmasi- ning ayrim aylanuvchi zvenolari va ijrochi mexanizm o ‘qlari orasidagi uzatish nisbati. 28 Hisoblash ishlarini soddalashtirish uchun quyida- gi tenglikdan foydalanamiz: ( 1 . 10 ) bu yerda: koeffitsiyent ó nafaqat dvigatel o ‘qidagi qo‘shimcha inersiyalami, balki uzatish qurilmasidagi iner- siya momentlarini ham hisobga oladi. Odatda <5 = 1,1 dan 1,3 gacha deb qabul qilinadi. Ba’zan inersiya mo- menti / o ‘miga siltash momenti GD 2 dan foydalaniladi: GD2= m(2p)2 = 4J, bu yerda: G — m ta aylanuvchi qismlar massasi. Ilgarilama harakatdagi massalami harakatga kelti- rishni kinetik energiyalaming tengligi asosida bajara- miz. (1.6-rasm ) JM(ol/2=Ja)l/2 + mv2/2, bu yerda: J — dvigatel rotorining va yuk ko‘taruvchi qurilma barabanining inersiya m omenti; a>d — dviga tel o ‘qining burchak tezligi; m — siljiyotgan yuk G ning massasi; v — yukning chiziqli tezligi. U holda J kel=J+mv2/(ol=J+Jl, (1-11) bu yerda: J — massa m ning inersiyasini aylanma harakatga keltirishni tavsiflovchi ekvivalent inersiya m om enti. 29 1.6-rasm. Yuk ko‘taruvchi qurilmaning soddalashtirilgan kinematik sxemasi. Yakori ilgarilama harakatlanadigan elektr yuritma mavjud bo‘lib, bu yurtmada keltirilgan tizimda ilgari lama harakatni saqlab qolish maqsadga muvofiqdir. U holda keltirilgan statik kuch F = M a) J v , (1.12) bu yerda: Mm va œm — ijrochi mexanizm o‘qining qarshi- lik momenti va burchak tezligi; vd — dvigatel yakorin- ing (rotori) ilgarilama harakatdagi chiziqli tezligi. Shunga o ‘xshash keltirilgan massa uchun quyidagi tenglikni olamiz: rnkc{=m+Jma)2 m/vi= m + m t, (1.13) bu yerda: m — dvigatel rotorining ilgarilama hara- katlanayotgan massasi; m] — m exanizmning ayla- nayotgan massalarining keltirilgan inersiya m om en- tini tavsiflovchi ekvivalent massa. 30 M azkur usullar bilan qarshilik momentlari va iner- siya massalarini dvigatel o ‘qiga keltirish mumkin. Agar murakkab m exanik tizim da ayrim qismlar aylanm a harakatda, boshqalari esa ilgarilama har- akatda b o ‘lsa, u h olda ay lan m a harakatdagilari u chun bir o ‘qqa keltirilgan Statik m om ent va kel- tirilg an inersiya m o m e n tin i to p ish , ikkinchilari uchun esa, keltirilgan kuch ham da keltirilgan mas- sani aniqlash kerak. So‘ngra (1.5) va (1.11) form u- lalardan foydalanib, keltirilgan tizim ning param etr- lari aniqlanadi. 1.4. ELEKTR YURITMANING STATIK USTUVORLIGI Tezlikka bog‘liq bo‘lgan (1.7- rasm, a) dvigatel M. va qarshilik Mq m omentlari mavjud bo ‘lgandagi elektr yuritmaning asosiy tenglamasini ko‘rib chiqamiz. Mo va (oo koordinatlariga ega b o ‘lgan ish nuqtasining atrof- ida: M (1.14) Bu y e r d a ßd = da)/dMö v a ßq— dco/dMq — h a ra k a t v a S tatik ta v sifla r q iy a lig in in g k o e ff it s iy e n t i. M om entlam ing chiziqlashtirilgan tavsifi quyidagi ko‘rinishga ega bo'ladi: AMa(Aiü) = Mod +ß j l(D - ( Ma + ß z 1 ü>0)=/3a 1 Aw; AM q(A(o) = ß~l A a) = a)-oo0. 31 Ish nuqtasi atrofidagi chiziqlashtirilgan harakat tenglamasi ü j ) - A M q(a, tu) (1.15) yoki JdA(o/dt = (jßg1 - ß ~ ') A cd + A M (t), (1.16) bu yerda: AM(t) — tashqi ta ’sir. Ushbu (1.16) tenglamaga asosan yuritma mexanik qismining tuzilish sxemasi matematik modelini 1.7- rasm, b dagi ko‘rinishda keltirish mumkin. Bunday yopiq chiziqlashtirilgan tuzilmaning uzatish funksi- yasi 1 .7 -ra s m . Elektr yuritm aning Statik ustuvorligini aniqlasli: a — Statik yuklam a va dvigatcl tavsiflarini chiziqlashtirish; b — yurit- m aning chiziqlashtirilgan m odcli tuzilish sxem asi; d — yuklam ani kichik tezliklarda noustivor va e — ustuvor ishlash variantlari. 32 Katalog: Elektron%20adabiyotlar -> 30%20Техника%20фанлар 30%20Техника%20фанлар -> Oziq-ovqat texnologiyasi asoslari. Vasiyev M.G'.pdf [Aberdin-angus qoramol zoti] 30%20Техника%20фанлар -> B. X. Yunusov, M. M. Azimova 30%20Техника%20фанлар -> Gidravlika va 30%20Техника%20фанлар -> U. T. Berdiyev, N. B. Pirm atov elektromexanika 30%20Техника%20фанлар -> O. O. Xoshimov, S. S. Saidaxmedov 30%20Техника%20фанлар -> Qishloq qurilish texnologiyasi 30%20Техника%20фанлар -> S. turobjonov, M. Shoyusupova, B. Abidov moylar ya maxsus suyuqliklar texnologiyasi 30%20Техника%20фанлар -> I. K. Umarova, G. Q. Solijonova 30%20Техника%20фанлар -> M am ajanov Т., Atamov A 30%20Техника%20фанлар -> Texn ologiyasi Download 11.29 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|