Faza ratorli asinxron mashinaning tuzilishi va ishlash prinsipi Reja: Umumiy tushunchalar

Asinxron motor elektromagnit momenti, f.i.k va quvvat isrofi
Asinxron motorning energetik diagrammasi ko‘rsatilgan. Bunda elektr tarmog‘idan motorga beriladigan aktiv quvvat quyidagicha ifodalanadi:
, Vt. (12-3)
Bu quvvatning bir qismi motor po‘lat o‘zagining va stator chulg‘amining qizishiga sarflanadi. Stator chulg‘amining qizishiga sarflanadigan quvvat isrofi bo‘ladi.
P₁ quvvatning qolgan qismi elektromagnit usulda rotorga beriladi. Buni elektromagnit R_em quvvat deyiladi. R_em quvvatning bir qismi rotor chulg‘amining qizishiga sarflanadigan quvvat isrofi Vt bo‘ladi. elektromagnit quvvatning qolgan qismi mexanik quvvat R_mex deyilib, u rotorni harakatga keltirish uchun sarflanadi. Rotordagi mexanik quvvatdan mexanik ishqalanishlarga sarflanuvchi va qo‘shimcha quvvat isrofi R_q ayirilsa, u holda motor validagi foydali quvvat R₂ olinadi. R₂ ning qiymati motor shchitida ko‘rsatiladi. SHunday qilib, P₁ ning qiymati quyidagicha aniqlanadi:
(12-4)

bunda –motorning foydali ish koeffitsienti bo‘lib, u quyidagicha ifodalanadi:
, (12-5)
bunda
, (12-6)
Asinxron motorlar uchun = 0,7÷0,9 bo‘lib, ning yuqori qiymati katta quvvatli motorlarga taaluqli.
Elektromagnit quvvatdan rotorda hosil bo‘lgan mexanik quvvatni ayirib rotor chulg‘amining qizishi uchun sarflangan quvvat aniqlanadi, ya’ni . Rotorda hosil bo‘lgan mexanik quvvatni quyidagicha ifodalash mumkin:
Vt, (12-7)
bunda M – rotorning aylantiruvchi momenti, Hm;
n₂ – rotorning minutiga aylanishlar soni, ayl/min.
Rotorga berilgan elektromagnit quvvat quyidagicha ifodalanadi:
, (12-8)
n₁ = n₂ (1 – S) bo‘lgani uchun quyidagicha ifodalanadi:
(12-9)
Demak, (12-9) ifodaga binoan rotor chulg‘amining qizishi uchun sarflanadigan quvvat isrofi sirpanishga to‘g‘ri proporsional bo‘lar ekan.
Asinxron motorning mexanik xarakteristikasini S=f(M) bog‘lanish bilan ifodalash qulayroq bo‘ladi. Mexanik xarakteristika tenglamasini keltirib chiqarishda rotor chulg‘ami statornikiga keltirilgan asinxron motorning ekvivalent sxemasidan va () ifodadan foydalaniladi. (12-8) ifodaga binoan asinxron motorning aylantiruvchi momenti . Bu ifodadagi o‘rniga uning (12-9) dan aniqlangan qiymati qo‘yilib, quyidagi hosil qilinadi:


. (12-10)
(12-10) ga binoan aylantiruvchi momentning qiymati rotor chulg‘amining qizishi uchun sarflanadigan quvvat isrofiga to‘g‘ri proporsional. Rotor parametrlarini stator chulg‘amiga keltirish uning misidagi quvvat isrofining qiymati o‘zgarmas, ya’ni bo‘lganligidan (12-10) ni quyidagicha ifodalash mumkin:
(12-11)
bunda m – fazalar soni bo‘lib, uch fazali asinxron motor uchun m = 3. (12-11) dagi o‘rniga uning G-simon ekvivalent sxemadan aniqlangan qiymatini qo‘yib mexanik xarakteristikaning quyidagi tenglamasi hosil qilinadi:


(12-12)
(12-12) ifodaga binoan asinxron motor aylantiruvchi momentining qiymati elektr tarmog‘idan statorga beriladigan kuchlanishning kvadratiga proporsional, ya’ni bo‘ladi. Demak, kuchlanishning bir oz o‘zgarishida aylantiruvchi momentning keskin o‘zgarishi sodir bo‘ladi. Bu asinxron motorning asosiy kamchiliklaridan biri hisoblanadi. mexanik xarakteristikani qurish uchun S o‘rniga uning yuklamalardagi S = 0 ÷ 1 gacha bo‘lgan qiymatlari qo‘yilib (12-12) dan S ning bu qiymatlariga tegishli aylantiruvchi momentlar aniqlanadi. Bu qiymatlarga binoan mexanik xarakteristikani qurishda U_1f va f₁ o‘zgarmas deb qabul qilinadi. aylantiruvchi momentning ishga tushirishdagi M_isht qiymatini aniqlash uchun (12-10) ifodadagi S o‘rniga uning ishga tushirish paytidagi S = 1 qiymatini qo‘yish kifoya. Bunda M_isht uchun quyidagi ifoda olinadi:
. (12-13)
Aylantiruvchi momentning maksimal qiymatin aniqlash uchun (12-12) ifodadan hosila olinib, uni nolga tenglash lozim. Buning natijasida maksimal aylantiruvchi momentga tegishli sirpanishning quyidagi kritik qiymati aniqlanadi:


, (12-14)
bunda R₁ qiymati (X₁+X_2k) ga nisbatan ancha kichik bo‘lgani uchun uni hisobga olinmaydi. (12-10) dagi S o‘rniga uning (12-12) dagi kritik qiymatini qo‘yib, aylantiruvchi momentning quyidagi maksimal qiymati aniqlanadi:
. (12-15)
(12-14) va (12-15) ifodalardagi musbat ishora asinxron mashinaning motor va tormoz rejimlariga tegishli bo‘lib, bunda S > 0, manfiy ishora esa, asinxron mashinaning generator rejimiga tegishli bo‘lib, bunda S < 0 bo‘ladi.
(12-12) ifodaga binoan mexanik xarakteristikani qurish uchun lar ma’lum bo‘lishi kerak, ammo motorning bu parametrlari kataloglarda, ko‘pincha, berilmaydi. SHu sababli (12-12) ifodani (12-15) ifodaga bo‘lib, mexanik xarakteristikani hisoblash uchun qulay bo‘lgan quyidagi tenglama olinadi:


, (12-16)
bunda . Odatda, asinxron motorlar uchun bo‘lgani uchun bo‘ladi. Katta quvvatli asinxron motorlarda ning qiymati juda ham kichik bo‘lgani uchun deb qabul qilinsa, u holda bo‘ladi. Bunda mexanik xarakteristika tenglamasi yana ham soddalashib quyidagicha ifodalanadi:


. (12-17)
(12-17) ifodaga binoan mexanik xarakteristikani qurish uchun ni aniqlab olish kifoya. Buning uchun (12-17) ifodadagi M va S o‘rniga ularning nominal qiymatlarini qo‘yib , undan qiymati quyidagicha topiladi:
, (12-18)
bunda – asinxron motorning o‘ta yuklanish qobiliyatini xarakterlovchi koeffitsient, normal tuzilishdagi motorlar uchun 1,8÷2,5 bo‘ladi. Bu koeffitsientning qiymati motor katologlarida beriladi;
– aylantiruvchi momentning nominal qiymati;
- rotor validagi foydali nominal quvvat, kVt. Nominal quvvatning qiymati ham motor shchitida beriladi;
- nominal yuklama bilan ishlayotgan motorning nominal chastotasi bo‘lib uning birligidagi qiymati ham motor shchitida berilgan bo‘ladi. Aylantiruvchi momentning maksimal qiymati bo‘ladi.
(12-18) ifodadagi (±) ishoraning musbati motor, manfiysi esa generator rejimlariga tegishlidir. SHunday qilib, sirpanishga turli, ya’ni S = 0÷1 gacha qiymatlar berib, ularga tegishli aylantiruvchi moment qiymatlari aniqlanadi. 12.5-rasmda qisqa tutashtirilgan rotorli asinxron motorning (12-17) ifoda asosida qurilgan mexanik xarakteristikasi ko‘rsatilgan.
Mexanik xarakteristikaning bo‘lagi uning ish yoki turg‘un qismi, bo‘lagi esa uning beqaror yoki turg‘un bo‘lmagan qismi deyiladi. Xarakteristikaning turg‘un qismida ishlayotgan motor yuklamasi berilgandagiga nisbatan yoki ga o‘zgarib qolguday bo‘lsa, u holda aylantiruvchi momentning qiymati o‘zgarib momentlar muvozanati, ya’ni yoki avtomatik ravishda tiklanadi.
Xaqiqatan, mexanik xarakteristika ifodasiga binoan yuklama o‘zgarishi bilin sirpanish ham o‘zgaradi. Sirpanishning o‘zgarishi bilan esa () ifodaga binoan tok qiymati va, demak, aylantiruvchi moment qiymati avtomatik ravishda o‘zgaradi. Agar yuklama, ya’ni qarshilik momenti ning qiymati aylantiruvchi momentning qiymatidan biroz ortib ketguday bo‘lsa, u holda mexanik xarakteristikaga binoan chastota tabiiy ravishda pasayadi. Bunda motorning aylantiruvchi momenti ko‘payish o‘rniga kamayib qoladi va natijada momentlar muvozanati tiklana olmay, motor o‘z-o‘zidan to‘xtab qoladi.
Demak, yuklamaning qarshilik momenti tasodifan haddan tashqari katta qiymatga ega, bo‘lib qolsa, u holda asinxron motor avtomatik ravishda to‘xtab, shu bilan birga o‘z-o‘zini himoyalab qoladi. Asinxron motorning bu xususiyati uning afzalliklaridan biri hisoblanadi. Aylantiruvchi momentning qiymati bo‘lgani, elektr tarmog‘idagi kuchlanish ning qiymati esa 5÷10% ga o‘zgarib turishi sababli asinxron motorning katalogda berilgan qiymatini amaliy hisoblashlarda 0,8 koeffitsientiga ko‘paytirib, uning qisqa vaqt davomida nominalga nisbatan ortiqroq yuklama bilan ishlash qobiliyati, ya’ni aniqlanadi. Asinxron motor aylantiruvchi momentining qiymati rotor zanjiridagi aktiv qarshilikka bog‘liq emas, ammo kritik sirpanishning qiymati ga to‘g‘ri proporsional. O‘rtacha quvvatli qisqa tutashtirilgan rotorli asinxron motorlari uchun bo‘lib, katta quvvatlilarda bo‘ladi. Rotor chulg‘amiga tashqi qarshilik kiritilmagan faza rotorli motorlar uchun bo‘ladi.

Nazorat savollari

1. 
   Asinxron elektr dvigatellarining tuzilishi va ishlash prinsipi.
   
2. 
   Asinxron elektr dvigatellarini ishga tushirish va aylanish chastotasini rostlash.
   
3. 
   Asinxron dvigatellarning quvvat koeffitsientini oshirish.