Energo-mexanika fakulteti

9.3-rasm Sinxron generatorning
elektr magnit sxemasi:
C1, С2 va С3 – stator cho‘lg‘amining chiqishlari; Q1, Q2 – qo‘zg‘atish cho‘lg‘amining chiqishlari

Rotorning magnit maydoni, rotor bilan birgalikda aylanib, stator cho‘lg‘a-mi o‘tkazgichlarini kesib o‘tadi va stator cho‘lg‘ami fazalarida qiymati va chastotasi bo’yicha teng, ammo bir-biriga nisbatan faza bo’yicha 120° ga sil-jigan EYuK EA, EB va EC larni xosil qiladi.

Hosil qilingan EYuK larning chastotalari rotorning aylanish tezligiga to‘g‘ri proporsionaldir (9.1 qa qarang).
Stator cho‘lg‘amiga yuklama (energiya imte’molchisi) Zn ulanganda, generator zanjirida tok IA, IB va IC lar paydo bo‘ladi. Shunday qilib, sinxron generator, birlamchi dvigatelning mexanik energiyasini iste’mol qilib, o‘zga-ruvchan tok elektr enegriyasini beradi.
Ayon qutbli sinxron mashinalarda reforming markazdan qochirma kuchlari katta bo'lganligidan qutblar soni (2p > 4) qilib tayyorlanadi, c h u n k i n= n₁ = 60 f / p ifodaga binoan umumiy qo'llanishdagi o'z garuvchan tok chastotasi f = 50 Hz = const bo’lidji uchun rotorning aylanish chastotasi kam bo'lgan hollarda qutblar sonini oshirish zarur bo'ladi.
Mashina havo orlig'ida magnit induksiyaning taxminan sinusoidal tarqalishini ta'm inlash maqsadida, qo’zg’atish chulg’ami o'tkazgichlari rotor doirasining 2/3 qismidagi pazlarda taqsimlangan
holda joylash tiril an bo’ladi. Shu maqsadda ayon qutbli sinxron mashinalarda qutb uchligiga maxsus shakl beriladi, ya’ni uning chekkalaridagi havo oraliq 5 va 4 qutb o'rtasidagi 6 ga nisbatan 1,5*2 baravar
katta qilib tayyorlanadi. Sinxron motorlarning quwati bir nechta o‘nlab MW ga yetadi.
Ularning aylanish chastotasi n = 100 3000 ayl/min oraliqda bo'lib: aylanish chastotasi n < 1500 ayl/ min. gacha boMganda ayon qutbli qilib, n > 1500 ayl/ min bo‘lganda esa noayon qutbli qilib tayyorlanadi.
Ayon qutbli sinxron mashina qutblarining po‘lat o‘zagi yupqa katta quvvatlida qalinligi 1-2 mm bo‘lgan konstruksion po‘lat tunukasimon plastinalaridan, kam quvvatlida esa qalinligi 0,5-1 mm bo‘lgan elektrotexnik po‘lat plastinalaridan) yig‘iladi. Ayon qutbli rotoming har qaysi qutb o‘zagi tashqarisiga qo‘zg‘atish chulg‘ami joylashtiriladi va ular ketma-ket ulanadi. Bu chulg'amlarning ikki uchi, valga mahkamlangan va undan izolatsiyalangan mis yoki latundan yasalgan kontakt halqalarga ulanadi. Mashinaning qo‘zg‘almas qismiga cho‘tka tutqich orqali mahkamlangan cho'tkalar halqalarning sirtiga tegib kontakt hosil qiladi. Cho‘tkalar simlar yordamida mashinaning tashqi klemmasiga ulanadi. Qo‘zg‘atish chulg‘ami ya’ni induktoming uchlari (yangi standart bo‘yicha — F_l va F₂ lotin) harflari bilan belgilanadi.
Sinxron mashinaning qutb uchligidagi pazlarga maxsus qisqa tutashgan chulg‘am, ya’ni dempfer chulg‘ami
joylashtiriladi. Bu chulg‘am motor rejimida ishga tushirish, generator rejimida esa — tebranishlarni tinchlantirish (so‘ndirish) vazifasini bajaradi.
Mashinada sinusoidal EYK olish uchun mashinaning havo oralig‘ida magnit oqimi sinusoidaga yaqin shaklda tarqalgan bo'lishi kerak. Bunga erishish uchun noayon qutbli mashinalarda qo‘zg‘atish chulg’amini joylashtirishda yuqori garmonika MYK laming amplitudasi eng kam bo‘lishiga intilinadi, ya’ni qo‘zg‘atish chulg’ami rotor po‘lat o ‘zagi yuzasining taxminan 2/3 qismida tayyorlangan pazlarga taqsimlangan holda joylashtiriladi, qolgan 1/3 qismini esa “katta tish” hosil qiladi. Ayon qutbli sinxron mashinalarda esa qutb uchliklarining chetlaridagi havo oralig‘i uning markazidagi havo oralig'iga nisbatan kattaroq qilib olinadi.
Yakor (stator) chulg‘amida esa tarqalgan va qadami qisqartirilgan chulg‘am ishlatiladi. Tokning 3-garmonikasini yo‘qotish va mashinada quvvat isrofi kamaytirish maqsadida uch fazali generatorlarning yakor chulg‘ami “yulduz” usulida ulanadi. Bunda liniya kuchlanishlarida ham 3-garmonikalar bo‘lmaydi. Yuqoridagi tadbirlarni amalga oshirish yo‘li bilan magnit oqimi va yakor chulg‘amidan olinadigan EYK ning shakli deyarli sinusoidal bo’ladi.
Ayon qutbli sinxron generator magnit sistemasining to‘yinishi hisobga olinmagan hoi uchun yakor reaksiyasining o‘ziga xos xususiyatlari. Ikki reaksiya usuli. Ayon qutbli mashinada stator va rotor orasidagi havo oralig’i har xil bo’ladi, bu oraliq qutb uchliklari chetida uning o’rtasiga nisbatan katta bo’ladi.

Ayon qutbli sinxron mashinaning ko ‘ndalang (a) va bo ‘ylama (b) o'qlari bo‘yicha yakor MYK larining hamda ular hosil qilgan magnit induksiyalarining taqsimlanish egri chiziqlari va qo‘shni qutblar oralig‘ida kattalashib ketadi. Shuning uchun yakor magnit oqimi Ф faqat yakor MYK F_a ning qiymatiga emas, balki
rotor qutblariga nisbatan MYK F_a ning tarqalish egri chizig‘i Fa = f(x) ning holatiga ham bog‘liq bo’ladi.

Masalan, agar = 0 bo‘lsa, MYK F_a sinusoidal tarqalgan bo‘lsa har, yakor magnit induksiyasining tarqalish egri chizig‘i egarsimon shaklda bo'ladi .
Agar = 90° bo‘lsa. yakoming magnit oqimi Ф mashinaninп bo'ylam a o‘qi bo'yicha yo‘naladi va magnit
induksiyasining egri chizig‘i d-d o‘qqa nisbatan simmetrik bo‘ladi. Bu o‘q bo‘yicha havo oralig‘ining magnit qarshiligi nisbatan kichik bo‘lgani uchun, magnit induksiyasining qiymati 0 dagi induksiyaga nisbatan
katta bo‘ladi. Shu sababli induksiyalaming birinchi garmonikalari B_adl va B_aql ham turlicha maksimal qiymatlarga ega bo‘ladi ayon qutbli sinxron generatoming qo‘zg‘atish chulg‘ami va yuklamaning xarakteri: a —aktiv ( = 0°), b — induktiv ( = +90°) va s — sig’imiy —90°) bo‘lgandagi yakor chulg’ami magnit oqimlarining o‘zaro yo‘nalishlari va ularga tegishli vektor diagrammalari ko‘rsatilgan.
Yuklamaning xarakteri aktiv bo‘lganda A fazada tok va EYK lar bir vaqtning o‘zida maksimumga erishadi. Bu holda yakor tokining magnit maydoni ko‘ndalang o‘q bo‘yicha yo‘nalib yakoming qutb tagiga kirib kelayotgan qismini kuchsizlantiradi, qutb tagidan to‘yingan bo‘lganligidan natijaviy magnit oqim nisbatan kamayadi.
Burchak Yuklamaning xarakteri aktiv bo‘lganda A fazada tok va EYK lar bir vaqtning o‘zida maksimumga erishadi. Bu holda yakor tokining magnit maydoni ko‘ndalang o‘q bo‘yicha yo‘nalib yakoming
qutb tagiga kirib kelayotgan qismini kuchsizlantiradi, qutb tagidan chiqib ketayotgan qismini esa kuchaytiradi. Mashinaning magnit zanjiri to‘yingan bo‘lganligidan natijaviy magnit oqim nisbatan kamayadi. Burchak = 0° bo'lganda stator chulg‘amidan o'tadigan toklar hosil qilgan elektromagnit kuchlar rotorning aylanish yo‘nalishi bilan mos tushadi. Bunda rotorga miqdor jihatdan teng va qarama-qarshi yo‘nalgan
(tormozlovchi elektromagnit momentini hosil qiluvchi) kuchlar ta’sir qiladi. Bu m om entni muvozanatlash uchun generator valini aylantiruvchi birlamchi mexanizm (turbina)ning mexanik momenti oshirilishi zarur.
Induktiv xarakterli yuklamada yakor tokining vektori I, EYK vektori E, dan = p/2 burchakka orqada qoladi. Rotorning ko‘rsatilgan holatidagi paytga mos keluvchi EYK laming yo‘nalishi o’tkazgichlar yonida “x” va nuqta belgilari orqali belgilangan. Qutblar o‘qida joylashgan A faza o‘tkazgichlarida induksiyalangan EYK
ning qiymati maksimal qiymatga erishadi (qo‘zg‘atish induksiyasi maksimal bo‘lganda).
Yakorning magnit maydoni (oqimi) O a yakor toki \a yo‘nalishi bilan mos tushib qo‘zg‘atish maydon Q ga qarshi yo‘naladi va uni kuchsizlantiradi. Demak, vp = +90° da yakor reaksiyasi magnitsizlovchi ta’sir ko‘rsatib, natijaviy magnit oqim va uning yaqor chulg‘amida hosil qilgan EYK salt ishlash rejimidagiga nisbatan kam bo'ladi, bo’yicha chap qo‘l qoidasidan foydalanib yakor chulg‘ami o‘tkazgichlariga ta’sir etadigan kuch f aniqlansa, yakor chulg’amiga ta’sir etuvchi kuchlar yig’indisi nolga teng boiishi kelib chiqadi. Demak, sinxron generator yuklamasi induktiv xarakterli bo'lganda uning elektromagnit momenti nolga teng boiar ekan. = 0° bo'lganda stator chulg‘amidan o'tadigan toklar hosil qilgan elektromagnit kuchlar rotorning aylanish yo‘nalishi bilan mos tushadi. Bunda rotorga miqdor jihatdan teng va qarama-qarshi yo‘nalgan (tormozlovchi elektromagnit momentini hosil qiluvchi) kuchlar ta’sir qiladi. Bu m om entni muvozanatlash uchun generator valini aylantiruvchi birlamchi mexanizm (turbina)ning mexanik momenti oshirilishi zarur.