Elektron apparatlarini changdan himoya qilish Reja

Adabiyotlar

1. 
   Imomnazarov A.T. elektromexanik tizimlarning elementlari. Oliy o’quv yurtlari uchun darslik, - Toshkent.:, “Ta’lim”, 2009., -185b.
   
2. 
   Imomnazarov A.T. sanoat korxonalri va fuqarolik binolarining elektr jihozlari, - Toshkent.:, “ILM ZIYO”, 2006., -185b.
   
3. 
   Бойко В.И. и др., Схемотехника электронных систем. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Учебник,-С-Петербург.:, БХВ 2004.
   
4. 
   Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. –М.:, Энергоатомиздат, 1998.
   

MA’RUZA - 39

INDUKTIV – SIG‘IMLI O‘ZGARTKICHLARNI QO’LLANILISHI.

O‘zgarmas tok tiristorli o'zgartkichlar kuchlanish manbayi sifatida ishlatiladigan bo’lsa, yuklanishning tok qiymati o'zgargan paytda ham kuchlanishning qiymati deyarli o'zgarmay qolib, uning o‘zgarishi esa faqat vazifalovchi boshqa-ruv kuchlanishining qiymatigagina bog‘liq bo‘ladi. Ammo bunday TO‘ ma’lum sxemalar asosida, masalan, tok bo‘yicha kritik musbat teskari bog’lanishli sxema asosida yig‘iladi, kuchlanishning qiymati o'zgargan holda yuklanishdagi tokning qiymati o'zgarmay qolib, o'zgartkich tok manbayi vazifasini bajaradi. Sanoatda tok manbayi o'zgartkichlari, misol uchun elektr yoy pechlarida yoy tokining qiymatini bir xil ushlab turishda, kabel va sim o‘rovchi qurilmalarining motorlarida bir xil mexanik kuchlanish hosil qilishda, tajriba-sinov stendlarida o'zgarmas qiymatli moment hosil qiluvchi yuklanish qurilmalarda keng qo’llaniladi.

Sodda va ishonchli tok manbayi (TB) kuchlanish rezonansi bo‘yicha sozlangan induktiv-sig’imli TM ning (39.1- a rasmga qarang) ish rejimi quyidagi Kirxgof tenglamalari tizimi bilan ifodalanadi:


39.1- rasm. Bir fazali induktiv-sig'imli TMning sxemasi (a) va kuchlanishlarning vektor diagrammasi (b).

(39.1) tenglamalar tizimi I_yuk ga nisbatan yechilganda quyidagi ifoda hosil bo‘ladi:

Bunda Z_L=jX_L, Z_c = -jX_c va X_L = X_c = X_R ekanligi hisobga olinganda (39.2) tenglama soddalashtirilgan ko‘rinishga keladi:

Bunda X_K kondensator va reaktorning reaktiv qarshiliklarining rezonans qiymatlari, U_T- manba tarmog‘ining kuchlanishi.

Shunday qilib, yuklanishdagi tokning qiymati o‘zgarmas bo‘lib, Z_yuk va U_yuk = I_yukZ_yuk larga bog'liq bo'lmaydi. U_yuk ning ixtiyoriy qiymati uchun induktiv-sig'imli tok manbayining vektor diagrammasi 39.1- b rasmda tasvirlangandek ko'rinishga ega bo‘ladi. Bunday TMlarning afzalligi soddaligida. Kamchiligi esa yuklagich sifatida TMga to‘g‘rilagich orqali o'zgarmas tok motori ulanganida o‘zgarmas tok qiymatining doimiyligi sharti buziladi. Bir fazali TMning kamchiliklaridan biri uzlukli tok rejimining mavjudligi va uning yuklanishga ta’siri sezilarli bo'lishidadir. Bu kamchilikni yo‘qotish uchun TMlaming ko‘p fazali sxemalari qo‘llaniladi (39.2- a rasm).


39.2- rasm. Uch fazali induktiv-sig'imli TMning sxemasi (a) va uning kuchlanishlar diagrammasi (b).
Uch fazali TMning ish rejimlarini aniqlash uchun biron-bir fazasi uchun Kirxgof tenglamasini tuzish kifoyadir va bu tenglamalar tizimi (39.1) ko‘rinishda bo‘ladi. I_yukga nisbatan yechimi ifodasini soddalashtirib va mos o‘zgartirishlardan so‘ng R_L= 0 bo‘lgan hol uchun quyidagi ifodani hosil qilamiz:

Bunda: U_t — tarmoqning liniya kuchlanishi; X_L = X_c = X_R — sig‘im va reaktorlarning reaktiv qarshiliklarining rezonans qiymatiari. 39.2- b rasmdagi vektor diagrammadagi ON yuklanish kuchlanishi vektori godografi (U_yuk=I_yukR_yuk) va U_AB kuchlanishga perpendikular bo‘ladi. Yuklanishning qisqa tutashishi, ya’ni R_yuk = 0 rejimi tarmoq uchun eng yengil rejim bo'ladi va liniya toki

qiymatga teng bo'ladi.

Yuklanishning salt yurish rejimi, ya’ni R_yuk = favqulodda (avariya) rejimi bo‘lib, ta’minlovchi tarmoqning qisqa tutashuv rejimiga mos keladi:

TMning tashqi tavsifini ifodafovchi tenglamada yuklanishning toki chi- qish ko’rsatkichi bo‘lib, g‘alayonlovchi ta’sir esa yuklanishning kuchlanishi bo'ladi:

bunda: – reaktorning aslligi.

Bu tenglamada U_yuk = 0 bo'lishi TM tashqi tavsifining salt yurish rejimi dagi I_yuk = I_o qiymatini beradi (39.3- rasm).

39.3- rasm. TMning tashqi tavsifi.

Tavsifning nishabligi U_yuk- U_t bo'lgartdagi holat uchun statizm orqali aniqlanadi:

Reaktorning aslligi qancha katta bo‘lsa, TMning tashqi tafsifi shuncha bikr bo'ladi. TMlar uchun qo'llaniladigan reaktorlaming aslligi, odatda, D_l>100 bo‘lib, δ_I <1% qiymatga ega bo‘ladi.

Kuchlanish rezonansi hodisasi TMlarda qo‘llanilib, yuklanish qarshiligi- ning o‘sishi bilan reaktor va sig'imda ham kuchlanishning o'sishi kuzatiladi. Shuning uchun TMning reaktoridagi kuchlanishning maksimal qiymatini aniqlash asosiy amallardan biridir. 39.2- b rasmdagi vektor diagrammadagi U_I teng yonli ANB uchburchakning AN tomoni deb qaraladi va bu vektorning qiymati quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi:

va shuningdek, liniya kuchlanishi qiymatining analitik ifodasi esa quyidagi ko'rinishga ega bo‘ladi:

Ushbu ifoda asosida yuklanish kuchlanishi 0 dan to U_I gacha o'zgarganda ham U_L ning qiymati U_I dan kichik bo'lishini va qiymatining ushbu diapazon oralig‘ida reaktor tokining maksimal qiymati yuklanish toki bilan quyidagicha bog‘langanligi aniqlaniladi:

va uning qiymati yuklanish tokidan kam bo'ladi. Shunday qilib, reaktorning o‘lchamlarini belgilovchi quvvati U_LmaxI_L < U_yukI_yuk tengsizlikdan iborat bo‘ladi.

Induktiv-sig'imli tok manbalari uchun tipik yuklanish sifatida yakor zanjiri TMdan to‘g‘rilagich ko‘prik sxemasi orqali ta'minlanuvchi mustaqil qo‘zg‘aluvchan o‘zgarmas tok motorlari keng qo‘llaniladi (39.4- a rasm).

39.4-rasm. TM li o'zgarmas tok elektr yuritmasining sxemasi (a) va uning elektromexanik (b) va mexanik (d) tavsiflari.
Agar reaktorning aktiv qarshiligini R_L=0 deb qarasak, to'g'rilagich nochiziqligi-ning TMga ta’ sirin i hisobga olmaganimizda yuklanish toki liniya kuchlanishi va reaktoming induktivligiga bog‘liq bo'lib qoladi:

va bu esa yakor zanjiridagi tokning kuchlanishga hamda motorning tezligi ωga bog'liq bo‘lmaydi (39.4- b rasm). Motorning momenti ifodasi M=kΦI_ya dan ko'rinib turibdiki, yakor tokining I_ya= const bo'lishi, momentning magnit oqimiga to‘g‘ri proporsional bo‘lishining ta’minlanishi va induktiv-sig‘imli tok o'zgartki-chi va o'zgarmas tok motori tizimining mexanik tavsiflari Φning turli qiymatlari uchun vertikal to‘g‘ri chiziqlardan iborat tavsiflari majmuasidan iborat bo‘ladi (39.4- d rasm). Shunday qilib, bu elektr yuritma tizimi magnit oqimini rostlovchi o‘zgarmas moment manbayi xususiyatiga ega bo‘ladi.

Asinxron motorlarning o‘zgarmas tok motorlariga nisbatan ishlatilishining osonligi, massa-og‘irlik ko'rsatkichlari kichikligi va ishonchlilik darajasining yuqoriligi bilan ajralib turadi. Shuning uchun ham asinxron motorlar asosida «tok manbayi — motor» elektr yuritma tizimlarini yaratish maqsadga muvofiqdir. Bunday tizimning negizini induktiv-sig‘imli parametrik o'zgartkich hosil qilib, u faza rotorli asinxron motor fazasidagi tokni stabillashga xizmat qiladi. Asinxron motor hosil qiladigan aylantirish momenti stator chulg‘ami magnit oqimi maydo-nining o‘zgarmas qiymatida rotor tokining haqiqiy qiymatiga to‘g‘ri proporsional bo‘lib, stabillashgan rotor tokini o‘zgartirib, unga mos keluvchi M = const tavsif-lari to‘plamini hosil qilish mumkin. Agar elektr yuritma tizimida tezlik bo‘yicha manfiy teskari bog‘lanish qo‘llanilsa, u holda ω - const bo'lgan tavsiflar to'plamini hosil qilishi mumkin bo'ladi.

39.5- rasm. «Tok manbayi — asinxron motor» elektr yuritma tizimining funksional sxemasi.
39.5-rasmda «tok manbayi — asinxron motor» elektr yuritma tizimining funksional sxemasi keltirilgan bo'lib, bunda: ISO‘ — induktiv- sig‘imli o'zgartkich, TKR — tiristorli kuchlanish rostlagich o‘zgartkichi, T₁ va T₂ - to‘g‘rilagichlar, A - asinxron motor, TG - taxogenerator, IFBT - impuls-faza boshqarish tizimi, R_N- rotor zanjiridagi aktiv qarshilik, K - oraliq kuchaytirgich. Rotor zanjiridagi R_N qarshilik ketma-ket ulangan T₁ va T₂ to‘g‘rilagichlarning ishlashini ta'minlaydi.

Sirpanishning ortishi bilan asinxron motor rotoridan R_Nga uzatilib so'nayotgan energiyaning qiymati ham ortadi va shu vaqtda ISO‘ dan uzati- layotgan energiya kamayadi. Bunday energiya taqsimi asinxron motor rotor tomonidan qo‘shimcha qarshilik ulangandek qabul qilinadi. R_N qarshilikning qiymati quydagicha aniqlanadi:

bunda: s_max, s_min - sirpanishning maksimal va minimal qiymatlari, r₂ ^— roto fazasi chulg'amining aktiv qarshiligi, K_2U va K_2I - T₂ to‘g‘rilagichning kuchlanish va tok bo'yicha o'zgartirish koeffitsiyentlari.

Agar elektr yuritma tizimidagi ISO‘, TKR, IFBT va K— qurilmalarni inersiyasiz zvenolar deb qarasak, tezlik bo‘yicha teskari bog'lanish yo‘q bo'lgan hol uchun elektr yuritma tizimining holati quyidagj tenglamalar tizimi orqali ifodalanadi:

bunda: M— motorning hosil qilayotgan aylantirish momenti; M_c — yuklanish momenti; J_∑ — elektr yuritmaning inersiya momenti; ω — motorning

burchak tezligi; —- T va T₂ to‘g‘rilagichlarning tok bo'yicha o‘zgartirish koeffitsiyentlarining nisbati; K₂ = K_kK_IFBTK_TKRK_ISO - tizimning umumiy uzatish koeffitsiyenti, U_vaz- tizimning kirish qismiga beriladigan vazifalovchi kuchlanish.

Tenglama tizimi yechimlarini umumiy ko’rinishga keltirish uchun barcha kattaliklar o’lchovsiz nisbiy kattaliklarga keltiriladi. Negizaviy kattaliklar deb, M_N va ω_N larni qabul qilamiz va ular asosida boshqa negizaviy kattaliklar hisoblanadi:

(39.13) tenglamani (39.14)ni hisobga olgan holda qaytadan yoziladi:

bunda: - elektromexanik vaqt doimiyligi, — asinxron motor rotorining elektromagnit vaqt doimiyligi, L — rotor fazasining induktivligi.

39.6-rasm. «Tok manbayi — asinxron motor» elektr yuritmaning ochiq holatining tizim sxemasi.
(39.15) tenglamalar tizimini yechib, elektr yuritmaning ochiq holati uchun (39.6- rasm) quyidagi tenglamalar hosil bo’ladi:



39.7- rasm. «Tok manbayi — asinxron motor» elektr yuritmaning mexanik tavsiflari.

M^* va larni o'zaro bog’lanishi

turg'un holat uchun esa

ko‘rtnishida bo'ladi.

Shunday qilib, (39.18) tenglama asosida aytish mumkinki, agar asinxron elektr yuritma tizimi ochiq holatda va rotor zanjiri stabillashgan tok bilan ta’minlana-digan bo‘lsa, u holda stabillashgan toklar qiymatiga mos stabillashgan momentlar hosil qilinib, tizim boshqariluvchi moment manbayi tizimga aylanadi. Bunday tizimning mexanik tavsiflari vertikal tavsiflar to‘plamidan iborat bo‘ladi (39.7- rasmning vertikal tavsiflari).


39.8- rasm. «Tok manbayi - asinxron motor» elektr yuritmaning yopiq holatining tiztim sxemasi.
(39.15) tenglamalar tizimini tizimning yopiq holati uchun quyidagi ko‘rinishda yozamiz (39.8- rasm):

bunda: - tezlik bo'yicha teskari bog'lanishning o'lchovsiz kattaligi; - taxogeneratorning uzatish koeffitsiyenti, .

Agar chiqish ko’rsatkichi qilib tezlikni olsak, u holda

Ko’rinishda bo‘lib, turg‘un rejim uchun esa quyidagi ko‘rinishda bo’ladi:

(39.21) dan ko‘rinib turibdiki, elektr yuritma yopiq boshqaruv tizimli bo‘lsa, u holda elektr yuritmaning mexanik tavsiflari gorizontal mexanik tavsiflar to'plamidan iborat bo‘ladi (39.7- rasmning gorizontal tavsiflari).

Tavsiflar soni U*_B ga to‘g’ri proporsional bo‘lib, statik tavsifning bikrligi

bir xil bo’ladi va uning qiymati ga tengdir. Tavsiflarning boshlan-g'ich qismidagi nochiziqlikning bo’lishi asinxron motorlarning noan'anaviy rejimda ishlashi va konstruktiv alohidaligidan kelib chiqadigan xususiyatidir.

Nazorat savollari.

1. 
   Induktiv-sig'im parametrik o'zgartkichlarining ishlashi qanday fizik hodisaga asoslangan?
   
2. 
   Induktivlik-sigim o‘zgartktchi va o'zgarmas tok motori tizimining mexanik tavsiflari nima uchun vertikal ko'rinishga ega?
   
3. 
   Nima uchun induktivlik-sig'im o'zgartkichi va asinxron motor tizimi mexanik tavsiflarining boshlang'ich qismi nochiziqli xarakterga ega?