Jizzax politexnika instituti «elektr texnologiyasi» kafedrasi «elektr mashinalari» fanidan

Kirish. Elektr mashinalari haqida umumiy tushunchalar

Elektr mashinalari elektr energetika tizimining asosiy elementlari hisoblanadi. Ishlab chiqarilayotgan elektr energiyasining deyarli hammasi generatorlarda ishlab chiqariladi. Elektr energiyasining asosiy istemolchisi elektr yuritmalar (motorlar) bo’lib ishlab chiqarilayotgan elektr energiyasining qariyib to’rtdan uch qismini istemol qiladi. Uzatiladigan elektr energiyasining hammasi transformatorlardan o’tkazilib kuchlanishi o’zgartiriladi. Shunday qilib ushbu fanda elektr energiyasini ishlab chiqarishda, uzatishda va istemol qilishda qo’llaniladigan elektr mashinalari o’rganiladi. Shuning uchun elektr energetika sohasida ta’lim oluvchi talabalar uchun kelgusi maxsus fanlarni o’zlashtirishda muhim ahamiyatga ega bo’ladi.

Elektr mashinalari vazifasiga ko’ra ikkiga: generatorlarga va motorlarga bo’linadi. Elektr energeiyasini mexanik energiyaga aylantiruvchi qurilmaga motor, mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiruvchi qurilmaga esa generator deyiladi. Elektromexanika fanida bundan tashqari transformatorlar ham o’rganiladi. Chunki, elektr mashinalari bilan transformatorlar o’rtasida juda ko’p umumiylik bor. Har qanday elektr mashina transformator rejimida ishlay oladi.

Elektromexanika fani texnologiya talablariga to’laroq javob beradigan elektr mashinalarini yaratish, ularni konstruktsiyalarini soddalashtirish, ishonchligini, samaradorligini oshirish va ekspluatatsiya jarayonida xavfsiz ishlashini ta’minlab, ishlash muddatini uzaytirish o’rganadigan muammolari hisoblanadi.

Elektromexanika fani barcha ixtisoslik fanlar uchun tayanch fan bo’lib hisoblanadi. «Elektr yuritma asoslari» va «Avtomatlashtirilgan elektr yuritmalar» faniga bevosita tayanch fan bo’lib hisoblanadi.

Elektr tarmoqlarida keng ishlatiladigan uch fazali transfor-matorni Mixail Osipovich Dolivo-Dobrovolьskiy 1889 yilda ixtiro qilgan.

Amalda transformatorsiz o’zgaruvchan tok energiyasini o’zoq masofaga o’zatish mumkin emas, chunki kuchlanish qiymatini o’zgar-tirmay, energiyani o’zoq masofaga o’zatilsa, simlarda bo’ladigan isroflar ko’p bo’ladi va shuning uchun foydali ish koeffitsienti kamayib ketadi. Elektr energiyasini o’zoq masofaga o’zatuvchi sim-larda kuchlanish pasayishini va quvvat isrofini kamaytirish uchun simlarning elektrrshiligini o’zgartirish lozim. Simning elektr qarshiligini faqat uning ko’ndalang kesimini oshirish yo’li bilan kamaytirish mumkin. Bu bilan simlarga sarflana-digan rangli metall miqdori va simlarning oqirligi oshib bor-moqda. Elektr quvvatini o’zoq masofaga o’zatish uchun kuchlanish qiymati oshirilsa, simlardan o’tuvchi tok kuchining qiymati kamayadi. Natijada simlarda kuchlanishni pasayishi ham, quvvat isrofi ham kamayadi. Tok kuchini kamayishi natijasida quvvatni iste’molchilarga o’zatish uchun kichik ko’ndalang kesimli simlardan foydalanish mumkin bo’lib qoladi. Elektr energiyani o’zoq maso-faga o’zatish tannarxi arzonlashadi. Demak, elektr energiyani o’zoq masofaga kuchlanishni oshirib o’zatish foydalidir. Transfor-matorlar yordamida elektr toki kuchlanishi qiymatini kerak-ligicha oshirish, yoki kamaytirish mumkin. Odatda elektr stantsiya-larda ishlab turgan generatorlardan to’qridan-to’qri yuqori kuch-lanishli elektr tok olish mumkin emas. Amalda generatorlardan olinadigan kuchlanish qiymati 20 KV-dan oshmaydi, shuning uchun elektr energiyasini ishlab chiqaradigan elektr stantsiyalarda kuch-lanishni oshiruvchi transformatorlar o’rnatiladi. O’zatiladigan quvvat qancha katta bo’lsa va masofa qancha o’zoq bo’lsa, elektr tok-ning kuchlanishi shunchalik yuqori bo’lishi kerak. Masalan, Farxod gidroelektr stantsiyasi bilan Toshkent va Chirchiq shaharlaridagi yuqori kuchlanishli tarmoqlarni birlashtiruvchi liniyalar orqali elektr energiyasi 110 KV kuchlanishda o’zatiladi.

O’zgaruvchan tok mashinalaridan asinxron mashinalar eng ko’p ishlatiladi. Halk xujaligining turli sohalarida mashina va mexanizmlarni harakatga keltirayotgan elektr motorlar asosan asinxron mashinalardir. Asinxron mashinalar generator sifatida ham, motor sifatida ham ishlatiladi. Lekin, asinxron mashinalar asosan o’zgaruvchan tok motori sifatida ishlatiladi. Asinxron motorlar bir fazali yoki uch fazali bo’ladi. Uch fazali asinxron motorni 1889-91 yillarda rus muxandisi M.O.Dolivo-Dobrovolьskiy ixtiro qilgan. Asinxron motorlarning ishlash printsipi magnit maydoniga kiritilgan tokli simning shu maydon bilan o’zaro ta’siriga asoslangan. Asinxron mashinalarda magnit maydonini stator chulqamidan o’tuvchi uch fazali tok hosil qiladi. Odatda, bu maydon aylanma magnit maydonidir.

Sinxron mashinalar qo’zqalmas qism stator va aylanuvchan qism rotordan iborat. Rotorning aylanish tezligi statorda hosil bo’lgan aylanma magnit maydonning aylanish tezligiga teng o’zgaruvchan tok elektr mashinasi sinxron mashina deyiladi. Sinxron mashinalar generator va dvigatel hamda reaktiv quvvat kompensatorlari sifatida ishlatiladi. Sinxron mashina generator sifatida ish-laganda uning chulqamlarida hosil bo’ladigan EYuK ning chastotasi f rotorning aylanish tezligi ₁ ga proportsional bo’ladi.

fq

R-juft qutblar soni. Mashina motor sifatida ishlaganda rotorning aylanish tezligi tarmoq kuchlanishining chastotasiga proportsional bo’ladi. Sinxron mashinalar asosan quvvati katta hamda aylanish tezligi doimiy bo’lgan mexanizmlarni harakatga keltiradi. Sinxron motorlarning quvvat koeffitsienti istal-gancha oson o’zgartirish mumkin. Sinxron mashinaning tuzilishi asinxron mashina statorning tuzilishiga o’xshash. Stator mashina-ning korpusi, asosi va korpus ichidagi tekis o’zak, uning pazlarida joylashgan chulqamlardan iborat bo’ladi.

O’zgarmas tok generatorining ishlashi elektromagnit induk-tsiyasi qonuniga asoslangan. Tuzilishi jixatidan eng sodda bo’lgan o’zgarmas tok generatori shimoliy (N) va janubiy (S) magnit qutblari orasida joylashgan po’lat tsilindrga o’ralgan bir o’ram mis simdan iborat bo’ladi. Bu tsilindr qutblar orasida erkin aylanadi va yakorь deyiladi. Yakorь o’ramining uchlari (o’zaro va mashina validan) izolyatsiyalangan ikkita yarim xalqaga ulanadi. Yarim xalqalarda ikkita qo’zqalmas (A va V) mis yoki ko’mir cho’tka sirpanadi. Ikkita yarim xalqa o’zgarmas tok mashinasining kol-lektori deyiladi. Kollektor ramka bilan birga aylanadi, cho’tkalar esa qo’zqalmaydi. Agar generatorning yakori (masalan, soat mili yo’nalishiga teskari) aylantrilsa, yakorь simlarida o’zgaruvchan EYuK hosil bo’ladi. Bu EYuK ning oniy qiymati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

ℓ
qV L v

L-yakorь chulqamini uzinligi o’zgarmaydi, yakorь o’zgarmas tezlik bilan aylantrilsa (L.U) ko’paytmasi ham o’zgarmas bo’ladi, ya’ni

ℓ q const  B

Yakorda hosil bo’lgan EYuK ning qiymati va yo’nalishi havo oraliqidagi magnit induktsiyasi bilan aniqlanadi. O’zgarmas tok mashinasida magnit kuch chiziqlari po’lat tsilindr sirtining har bir nuqtasida unga tik yo’naladi. Lekin yakorь o’ramida o’zgaruvchan EYuK hosil bo’lishi uchun havo oraliqida magnit induktsiyasi sinusoidal qonun bo’yicha tarqalishi kerak. Buning uchun magnit qutblari ma’lum shaklda tayyorlanadi, ya’ni qutb markazida havo oraliqi kichikroq va qutb chetlarida esa kattaroq qilib olinadi. Natijada magnit induktsiyasi qiymati qutblar markazida maksimal va qutb chetlarida esa nolga teng bo’ladi. O’zgarmas tok motorining ishlashi magnit maydoniga kiritilgan tokli simning shu maydon bilan o’zaro elektromexanik ta’siriga asoslanadi. O’zgarmas tok motorining yakorь va qo’zqatish chulqami o’zgarmas tok manbaiga ulanadi. Yakorь chulqamida hosil bo’lgan magnit maydoni mashina-ning asosiy magnit qutblari hosil qilgan magnit maydoni bilan o’zaro ta’siri etadi va natijada elektromagnit kuchlarning aylantiruvchi momenti hosil bo’ladi. Bunda yakorga ta’sir etuvchi aylantiruvchi momentning yo’nalishi chap qul qoidasi bilan aniqlanadi

2-MA’RUZA

Transformatorlarning tuzilishi, ishlash prinsipi, chulg‘amlari ulanish guruhlari va parallel ulash shartlari

Mavzu rejasi.

1. 
   Transformatorni vazifasi va qo’llanish sohasi.
   
2. 
   Transformatorlar chulg’amlarini ulash usullari.
   
3. 
   Transformatorlarni parallel ishlashi.
   

O’zgaruvchan tok kuchlanishini bir qiymatidan chastotasini o’zgartirmasdan boshqa qiymatiga o’zgartiruvchi elektromagnit apparat transformator deyiladi. Transformatorlar kuchlanishni o’zgartirgich sifatida ko’p sohalarda, har xil maqsadlarda foydalaniladi. Xususan, elektr energiyasining uzoq masofalarga uzatishda va iste’molchilarga taqsimlashda transformatorlarning ahamiyati katta. Elektr tarmoqlarida istemolchilarni elektr energiyasi bilan ta’minlash uchun ishlatiladigan transformatorlar kuch transformatorlari deb ataladi.

Transformatorlar, shuningdek elektr o’lchash qurilmalarida, elektrotexnika uskunalarida, elektronika va hokazo sohalarda qo’llaniladi. 1-rasmda bir fazali transformatorning ishlash printsipi va tuzilishiga doir sxema berilgan.

Ferromagnit o’zakka o’ralgan birlamchi W₁ va ikkilamchi W₂ cho’lg’amlar mavjud. Elektromagnit maydon o’zakning o’lchamlari bilan cheklangan, chunki po’latdan yasalgan o’zakning magnit o’tkazuvchanligi _em magnit o’tkazuvchanligi  havoning magnit o’tkazuvchanligidan ancha katta, ya’ni _em > , _p » _x.

Birlamchi chulg’am manbaga ulangan bo’lib, ikkilamchi chulg’am iste’molchining qutblariga ulanadi. Elektr energiyasi birlamchi cho’lg’amdan ikkilamchi chulg’amga o’zgaruvchan elektromagnit maydon orqali o’tadi. Birlamchi cho’lg’amdagi tok o’zinduktsiya EYuK hosil qiladi va bu EYuK elektromagnit induktsiya qonuniga asosan:

Bunda:  = _m  sin t - transformator o’zagidagi magnit oqim.

Rasm-1. bir fazali transformatorni tuzilishi.

Bu ifodalardan EYUKning haqiqiy qiymatini topamiz:

Birlamchi va ikkilamchi chulg’amlarning EYUKlar nisbatini transformatorlash koeffitsienti deyiladi va har ikkala chulg’am yagona magnit oqim ta’sirida bo’lgani uchun:

Agar K>1 transformator pasaytiruvchi deyiladi, chunki bu holda E₂1, agar K>1 bo’lsa, transformator kuchaytiruvchi deyiladi, chunki bu holda Ye₂>E₁.

Salt yurish rejimida, ya’ni ikkilamchi chulg’am uzilgan holda: