Ҳәзирги күнде энергетика ресурсларынан өнимли пайдаланыўға дүняның барлық мәмлекетлеринде үлкен әҳмиет берилмекте

3.3. ЧАСТОТАНЫ ӨЗГЕРТИРИП ТЕЗЛИГИ РЕТЛЕНЕТУҒЫН АСИНХРОН МОТОРДЫҢ ИСШИ ҲӘМ РЕТЛЕЎ ХАРАКТЕРИСТИКАЛАРЫНЫҢ АНАЛИЗИ

Частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электр жүритпе системаларында ислейтуғын, нормал ҳәм оптимал (энергия үнемлениўин тәмийнлейтуғын) ағымларда турақлы статикалық момент М_С = М_Н = соnst менен характерленетуғын жүклеме ушын асинхрон мотордың характеристикалары анализин көрип шығамыз. Жоқарыда усынылған усыл тийкарында частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электр жүритпелерде ислейтуғын, қуўатлар диапазоны 0,6 – 15 кВт лы 4А сериялы асинхрон мотор ушын, к = 1 гармоникасы ушын исши ҳәм ретлеў характеристикалары есапланып шығылады. Түрли қуўатлар ушын нәтийжелердиң дерлик бирдейлигин итибарға алып, төменде салыстырма бирликлерде қурылған асинхрон мотордың бир маркасы (4А80Б4У3) ушын характеристикаларды келтиремиз. Бунда базалық көрсеткишлер есабында статор ҳәм ротордың номинал токлары, магнитлеўши ток, жылжыў, электр магнит ҳәм жыйналған ысыраплар, қуўат коэффициенти ҳәм ПЖК лери ҳәм олардың =1 ҳәм м = 1 ге туўры келетуғын көбеймеси қабыл етиледи.

3.1 – сүўретте частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электржүритпе системасында частота номинал Ф = 1 болғанда асинхрон мотордың ағым функциясында исши характеристикалары келтирилген. Статор токи I_С, магнитлеўши ток I₀ ҳәм ротордың келтирилген токи I_Р ның геометриялық қосындысына тең; ротордың келтирилген токи ағымға кери пропорционал ҳәм демек диң өсиўи менен азайып барады.
Соның ушын I_С ның ағымға ббайланысы сызықлы емес ҳәм иймек тәризли көриниске ийе болады. Қуўат ысыраплары: электромагнит ҳәм сумма ; сондай-ақ, тармақтан талап етилетуғын қуўат да функциясында соған уқсас формаға ийе болады. Қозғатыў қуўат ысырабына ҳәм өзгермели [10] қуўат ысыраплардың магнит ағымы бойынша квадраты өз ара тең болғанда қуўат ысыраплар экстремал мәниске ийе болады. Басқарыў частотасы өзгергенде статор токы турақлы болыўын атап өтиў керек, бир ўақытта қуўат ысыраплардың экстремал мәниси номинал частотаға туўры келетуғын мәнисине салыстырмалы өзгереди (частота азайғанда ямаса көбейгенде оң ямаса шеп тәрепке сүриледи).
Магнит ағымы көбейгенде асинхрон мотордың тезлиги бир аз артады, нәтийжеде жылжыў с азаяды, пайдалы қуўат болса артады. Соның ушын тармақтан талап етилетуғын қуўаттың ең киши мәниси электр магнит қуўат ысырабының ең киши мәнисине салыстырғанда магнит ағымының кишкене мәнисине туўры келеди. Электр магнит көрсеткишлердиң характеристикалары: ПЖК , қуўат коэффициенти ҳәм олардың көбеймеси ағымның белгили мәнисинде максимумға ериседи. Өзгермели қуўат ысыраплары ҳәм қозғатыў қуўат ысырабы мәнислери өз ара тең болғанда ПЖК өзиниң ең үлкен мәнисине ериседи. Қуўат коэффициенти артып барады ҳәм ағымның киши мәнислеринде өзиниң ең үлкен мәнисине ериседи ҳәм ағым көбейгенде статор токының актив қураўшысының азайыўы ҳәм магнитлеўши токтың артыўы нәтийжесинде анағурлым азаяды.

3.1 – сүўрет. Тезлиги частотаны өзгертип ретленетуғын электр жүритпедеги 4А маркадағы асинхрон мотордың частота мәниси Ф = 1 болғандағы электрлик ҳәм энергетикалық көрсеткишлериниң магнит ағымы өзгериўине байланыслы характеристикалары


Энергетикалық көрсеткиши ( ) ниң ең үлкен мәниси, ПЖК ниң максимум мәнисине ( ) қарағанда магнит ағымның салыстырма кемирек мәнисине туўры келеди: частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электр жүритпе системасында асинхрон мотордың магнит ағымы номинал болғанда (үзликсиз сызықлар 1) ҳәм оптимал болғанда (пунктир сызықлар 2) ретлеў характеристикалары 3.2 – сүўретте келтирилген. Бунда магнит ағымның оптимал мәнисине усы моторда қуўат ысыраплардың минимал болыўы сәйкес келеди.
3.2 – сүўретте статор токи I_С ның артыўы менен, тийкарынан асинхрон мотордың полатында қуўат ысырабының артыўы есабына, Ф тиң көбейиўи менен асинхрон мотордың тезлиги артады, онда усы бағытта Р_д ҳәм Р_н қуўатлары өзгереди, жылжыў болса гипербола нызам бойынша азаяды. ҳәм болғанда Р_д ҳәм Р_н қуўатлары онша өзгермейди. Частота өзгериўиниң көрилип атырған барлық диапазонында (Ф = 0,2 – 1,4) 4А маркадағы асинхрон мотор ушын бул параметрлер режимге қарағанда оптимал режимде кишкене. (3.2 – сүўрет). Бул бириншиден, көьейиўи менен қуўатлар өсип барады, еккиншиден бул моторлар ушын өзгерис диапазоны тийкарынан . Частота мәниси артыўы менен қуўат коэффициенти азаяды (3.2 – сүўрет), себеби әмелде кернеў частотаға пропорционал өзгереди, талап етилетуғын қуўат онша өзгермейди. Оптимал режимде частота мәниси пәсейгенде қуўат коэффициенти алдын оптимал ағым мәнисиниң көбейиўи ҳәмде Р_п ның азайыўы есабына, кемееди; соңынан кернеўдиң көбирек пәсейиўи нәтийжесинде, артады. Частота артыўы менен ПЖК артады (3.2 – сүўрет), себеби асинхрон мотордың пайдалы қуўаты Р_н дан айырмашылығы М_С = М_Н = соnst болғанда, әмелде Ф тиң өзгериўине пропорционал болады.

3.2 – сүўрет. Частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электр жүритпелердеги 4А маркадағы асинхрон мотор көрсеткишлериниң магнит ағымының номинал ҳәм оптимал мәнислериндеги частотаға байланыслы өзгериў характеристикалары


Частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электр жүритпе системаларында ислейтуғын асинхрон мотордың қуўат ысырабы ең аз болған оптимал режиминде мотордың ПЖК болған жағдайдағы ПЖК тен жоқары. 4А маркадағы асинхрон моторларда частотаны ретлеў диапазоны Ф = 1,0 – 1,4 болғанда оптимал режимде ПЖК болғандағы ПЖК тен 0,25 – 0,56 % ға үлкен (3.2 – сүўрет). Частотаныңг азайыўы менен 4А маркадағы асинхрон моторлар ушын дың мәниси бирге жақынласады. Соның ушын частота кишкене (төмен) болған шегарада болғанда, ПЖК болғандағыға қарағанда бир аз кишкене. Мәселен, частота мәниси Ф = 0,6 – 0,2 болған аралықта кишкене.
4А маркадағы моторлар ушын болғанда частотаны ретлеў диапазоны Ф = 0,2 – 1,4 болғанда мотордың төмендеги көрсеткишлери дегиге қарағанда үлкен (3.2 – сүўрет): қуўат коэффициенти 0,7 – 7,9%; энергетикалық көрсеткиши ; демек, частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электржүритпе системаларындағы 4А маркалы асинхрон моторлар ушын энергетикалық көрсеткиши Ф көбейиўи менен артады екен. Басқарыў частотасына қарап магнит ағымының ҳәм мәнислериде 3.2 – сүўретте келтирилген. Бунда частотаны өзгертип тезлиги ретленетуғын электржүритпе системаларында асинхрон мотордың оптимал ағымы Ф тиң мәнисине қарап кемейиў тәрепке өзгереди.
3.3 – сүўретте 4А маркалы асинхрон мотордың магнит ағымына қарап қурылған исши характеристикалары (сәйкес жағдайда үзликсиз ҳәм пунктир сызықлар) қурылған.
Жүклемениң артыўы менен ротордың келтирилген токи әмелде туўры сызықлы өсип барады. Бунда өзиниң қураўшысының өсиў нәтийжесинде статор токи артады. Ротор ҳәм статор токларының көбейгени себепли талап етилетуғын қуўат Р_н дың ҳәм суммалық қуўат ысырабы ның артыўы бақланады, жүклеме артыўы менен мотор токының актив қураўшысы ҳәм актив қуўатының артыўы себепли қуўат коэффициенти де артады. Жүклеме кишкене болғанда пайдалы қуўат Р_д әмелде туўры сызықлы өзгереди, талап етилетуғын қуўат болса әсте өсип барады. Соның ушын белгили жүклемеде ПЖК өзиниң ең үлкен мәнисине ериседи, жүклемениң оннан кейинги артыўында оның көбейиўи пәсееди.



3.3 – сүўрет. Частота бойынша тезлиги ретленетуғын электр жүритпе системасындағы 4А маркалы асинхрон мотор магнит ағымының номинал ҳәм оптимал мәнислери ушын жүклениўге байланыслы исши характеристикалары


3.3 – сүўретте оптимал режимде режимге қарағанда изертленип атырған параметрлердиң өзгериўи келтирилген. Мәселен, 4А маркасы ушын жүклеме =0,3 тен 1,2 ге шекем өзгергенде статор токи 2,1 – 2,9% азаяды; суммалық қуўат ысырабы – 26,5 – 2,9%; талап етилетуғын қуўат 7,7 – 2.0% ге шекем азаяды; Жүклеме өзгериўиниң усы диапазонында төмендегилер артады: I_Р` – 24,6 – 6,1% га; – 17,3 – 0,4%; – 57,3 – 6,6%; – 66,7 – 7,7%.
Ағымның оптимал мәнисин ҳәм оның дәрежесине сәйкес келетуғын басқарыўшы тәсирлерди (токтың частотасы, кернеўин, абсолют жылжыў көрсеткишлери ҳәм б.) автоматикалық рәўиште услап турыў моторда қуўат ысырапларын минимум болған режимди тәмийнлеўге имкан береди, бунда частота менен ретленетуғын электржүритпениң энергетикалық ҳәм ислетиўдеги көрсеткишлери жақсыланады.
Анализ частота өзгериўиниң кең диапазонында асинхрон моторда қуўат ысыраплары ең аз болған шәраятта басқарылғанда оның температурасының артыўы да ең кишкене болады, оның абсолют мәниси жол қойылатуғын температурадан төмен болады.
Демек, моторда суммалық қуўат ысырабы қуўат минимум болатуғын магнит ағымның оптимал мәнисин автомат услап турыў өз нәўбетинде мотордың қызыўының минимум болыўын тәмийнлейди, бул болса тек ғана пайдалы қуўат коэффициентин емес ал, мотордың қызыўы бойынша пайдалы қуўат бойынша запасының да асыўына шәраят жаратады (3.3 – сүўрет).
Есаплаў характеристикаларының тәжирийбе изертлеўлерден алынған мағлыўматлардың бир-бирине жақынлығы (3.1 ҳәм 3.2 – сүўретлер, үзликсиз ҳәм пунктир сызықлар) теориялық анализ тийкарында алынған нәтийжелерди ҳәмде есаплаў усылы туўрылығын толық тастыйықлады. Автоном ток инверторлы ТЧЎ – асинхрон мотор системасында алынған тәжирийбели мағлыўматлар есаплаў мағлыўматларынан бир аз айырмашылық береди, бул тәмийинлеўши кернеў токындағы жоқары гармоникалардың мотор характеристикаларына тәсири менен түсиндириледи.
Жоқарыда келтирилген теориялық жағдайлар ҳәм тийкарғы параметрлердиң өзгериўиниң нызамлықлары ҳәм соның ишинде, оптимал ағымды частота ҳәм жүклемеге қарап өзгериўи автоматикалық басқарыў ҳәм электр жүритпени ретлеў системаларына энергия үнемлейтуғын режимди тәмийнлейтуғын конкрет талапларды қәлиплестиреди.