Elektr energiyasini bir turdan bosh

BT – O’TD tizimida o’zgarmas tok dvigatelining aylanish tezligini rostlash xususiyatlari


O’zgarmas tok dvigatelining tezligini rostlash uchun boshqariladigan to’g’rilagich va o’zgarmas tok dvigatelidan iborat (BT – O’TD) tizim, ya’ni tiristorli o’zgarmas tok elektr yuritmasi ishlatiladi. Bu tizim ijro etuvchi mexanizm talablariga mos holda O’TD ni yurgizish, tormozlash (to’xtatish) va tezligini rostlash kabi vazifalarni, ba’zi hollarda esa aylanish yo’lini o’zgartirishni (reversni) bajaradi. Shuning uchun elektr yuritmalar aylanish yo’lini o’zgartirmaydigan (noreversiv) va o’zgartiradiganga (reversiv) bo’linadilar.
5-rasmda noreversiv (5,a-rasm) va reversiv (5,b-rasm) elektr yuritmada O’TD aylanish tezligini vaqt bo’yicha rostlash jarayoni diagrammasi keltirilgan.
O’zgarmas tok elektr dvigatellari ikki asosiy qism: aylanuvchi yakor va qo’zg’almas staninadan tashkil topgan. Yakor o’zagi pazlariga joylashgan yakor cho’lg’amiga o’zgarmas U_y kuchlanishi, staninadagi qo’zg’atuvchi cho’lg’amga o’zgarmas U_{qo’z.cho’l.} kuchlanish beriladi.
O’zgarmas tok elektr dvigateli ikkita magnit maydonlarining o’zaro ta’siriga asoslangan. Bu magnit maydonlar qo’zg’atish va yakor cho’lg’amlaridan o’zgarmas tok o’tganda xosil bo’ladi. Natijada aylantiruvchi moment vujudga kelib, u dvigatel yakorini harakatga keltiradi.
O’TD aylanish tezligini (n) rostlash quyidagi usullarda bajarilishi mumkin:


U_y=var, I_{ko’z.cho’l.}=const.


U_y=const., I_{ko’z.cho’l.}=var.


Birinchi usul ko’p qo’llaniladi. Chunki bunda O’TD ekspluatatsion tavsiflari yaxshi ko’rinishda bo’ladi. O’TD ni birinchi usul bilan boshqarishni ko’ramiz (5, v - rasm).
O’TD yakori magnit maydonida aylanganda, uning cho’lg’amida EYK induksiyalanadi, u dvigatelga ishlayotgan to’g’rilagich uchun teskari EYK deb ataladi (faraz qilinadi). Uning qiymati quyidagicha aniqlanadi:


_{ } (6)
bu yerda, k – dvigatelning konstruktiv doimiysi; F – dvigatel magnit oqimi; n – dvigatel yakorining aylanish tezligi.

5-rasm. Noreversiv(a) va reversiv(b) elektr yuritmani boshqarish jarayoni diagrammalari va boshqarish sxemasi.
O’TD yakorida beriladigan kuchlanish qiymati quyidagicha bo’lishi kerak:


U_dα=U_y =E_d+I_d·R_y (7)
bu yerda, I_d=I_y – yakor cho’lg’amining toki; R_y – yakor zanjiri cho’lg’amining qarshiligi.
(6) ifodani hisobga olib, (7) tenglamadan dvigatelning elektromexanik tavsifi deb nomlanuvchi n=f(U_dα) bog’liqlikni olamiz:





Bu ifoda yakordagi o’zgarmas kuchlanish _{ } = _{ } qiymatini o’zgartirib, O’TD aylanish tezligi n ni rostlash mumkinligini ko’rsatadi. O’TD aylanishi uchun doimo _{ } > _{ }bo’lishi kerak.
Endi O’TD ni BT dan taminlanayotgandagi ba’zi bir xususiyatlarini, ya’ni yurgizish va tormozlash xususiyatlarini ko’rib chiqamiz.
O’TD ning ishlashida quyidagi vaqt doimiylarini hisobga olish zarur:

1. 
   τ_el.mex.=ψ(J_m) – yakor massasining inertsionalligiga bog’liq doimiyligi (sek);
   
2. 
   τ_el.yak.=_{ } - yakor cho’lg’amining elektr doimiyligi (10^-2/10^-3 sek.)
   

O’TD larda doimo
τ_el.mex < τ_el.yak (10)
O’TD ni yurgizishda (10) ifodani doimo hisobga olish zarur, chunki yakor cho’lg’amining qarshiligi katta emas. Shuning uchun dvigatel ishga tushirilganda (puskda) yakor birdaniga katta tezlik bilan aylanmaydi (massasi hisobiga), va shu vaqtda undagi teskari EYK nolga teng va yakor zanjiridagi tokning qiymatlarida katta sakrashlar sodir bo’ladi.



6-rasm. BT-O’TD tizimida dvigatelni yurgizish (a) diagrammalari va tizimning struktura sxemasi (b).



7-rasm. Tiristorli o’zgartgichni O’TDga ishlash sxemasi.
Bu holat τ_el.yak.<∆t<τ_el.mex. oraliqda sodir bo’lib, tok qiymati quyidagicha bo’ladi:
I_d=I_ya=U_d/r_ya>> I_ya.nom (12)
bu yerda, I_ya.nom – yakor tokining nominal qiymati.
O’TDni yurgizishda ∆t vaqt oralig’ida tok I_d qiymatini quyidagi shartga binoan asta oshirib borishi kerak
I_d≤(2 - 2,5) I_ya.nom (13),
ya’ni dvigatelning yurgizish tokini cheklash kerak. Aks holda ishga tushirish vaqtidagi tokning katta sakrashlari yakor cho’lg’amining kuyishiga olib keladi.
BT - O’TD tizimida yurgazish tokini cheklash dvigatelga beriladigan kuchlanishni ravon oshirish bilan amalga oshiriladi (6,a-rasm). Bu usulda dvigatel tokini ma’lum (I_ya.nom … 2I_ya.nom) oraliqda cheklash uchun, ya’ni yakor zanjiridagi tokning qiymatlarida katta sakrashlar bo’lmasligi uchun yakorga beriladigan U_dα=U_ya kuchlanish bosqichma-bosqich oshirib boriladi. Bu esa to’g’rilagichning boshqarish burchagi α ni ham mos holda bosqichma-bosqich kamaytirishni talab etadi. Bosqichlar soni qancha ko’p bo’lsa, dvigatelni ishga tushirish shuncha yumshoq kechadi. Dvigatelni yurgizish va tezligini rostlash uchun xizmat qiladigan BT - O’TD tizimining struktura ko’rinishi 6, b - rasmda ko’rsatilgan.
O’TD ni tormozlashda (11) ifodani hisobga olmasa ham bo’ladi, chunki yakor tokidagi pastga tomon katta sakrashlar salbiy oqibatlarga olib kelmaydi. Ammo tormozlashda dvigatel maxovnigi massasida yig’ilgan W energiyani yo’qotish masalasini hal etish kerak. Faraz qilamiz, dvigatel t=t₁ onda n=n₁ aylanish tezligi bilan aylanayotganda uning maxovnigi massasida W=W₁ energiya yig’ilgan. Tormozlash (n→0) vaqtida ushbu energiyani (W→0) yo’qotish uchun tormozlashning uchta usulini qo’llash mumkin:

1. 
   o’z holicha (dvigatelga kuchlanish berilmaydi, ya’ni U_dα=0 va ishqalanishlar hisobiga erkin tormozlash);
   
2. 
   dinamik (W₁ energiyani issiqlik energiyasiga aylantirish hisobiga majburiy tormozlash);
   
3. 
   rekupirativ (W₁ energiyani elektr tarmoqqa qaytarish hisobiga majburiy tormozlash).
   

Erkin tormozlashga ko’p vaqt sarf bo’lgani uchun bu usul ishni tamomlab, dvigatelni o’chirishda ishlatiladi.
Dinamik tormozlashda yakor cho’lg’ami to’g’rilagichdan uziladi va rezistorga ulanadi. Natijada aylanuvchi yakorda yig’ilgan energiya rezistorda issiqlikka aylanadi. Bu usul tejamli hisoblanmaydi, lekin soddaligi tufayli ko’pchilik mexanizmlarning elektr yuritmasida qo’llaniladi.
Rekupirativ tormozlash yakorda hosil bo’lgan teskari EYuK qiymati to’g’rilangan kuchlanishdan katta (E_d>U_dα) bo’lganda va ular o’zaro qarama-qarshi ta’sir qilganda sodir bo’ladi. Chunki bunda dvigatelga to’g’rilagichdan kuchlanish berilmaydi (U_dα≈0), yakor esa inersiya tufayli aylangani uchun unda EYuK hosil bo’ladi, ya’ni elektr mashina generator rejimida ishlaydi.
Rekupirativ tormozlash asosan BT - O’TD tizimli elektr yuritmalarda ishlatiladi (7-rasm). Bunda o’zgartgich qurilmasi boshqarish tizimi BT yordamida bog’liq invertor (BI) rejimiga o’tkaziladi.
Dvigatelni rekupirativ tormozlashda kontaktor P yordamida to’g’rilagich va O’TD o’zaro hosil bo’lgan EYuKga teskari ulanadi. Mazkur usul tejamli bo’lib, tez-tez yurgizib to’xtatib turiladigan elektr yuritmalarida keng qo’llaniladi.