Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан

Ma’ruza 5. Ayon va noayon qutbli generatorlarning vektor

diagrammalari va quvvat xarakteristikalari
Bo’lim materiallarining boshlanishida noayon qutbli generatorlarning vektor diagrammalarini tahlil qilamiz.

Sodda sxemani qabul qilamiz (5.1- rasm).

Generator X_s qarshilik orqali cheksiz quvvatli sistema (U=const, f=const) - shinasiga ishlaydi, yani unga energiya uzatadi.

5.1 rasm. Sodda elektr sistemaning berilgan sxemasi

Ulangan generatorlarning holatlarini turli o’zgarishlarida kuchlanish va chastotasini doimiy deb hisoblash mumkin bo’lgan tarmoq shinasi cheksiz quvvat shinasi deb hisoblanadi. Amaliy jixatdan ushbu holat quyidagini anglatadi: tarmoqning umumiy quvvati ulangan generatorning quvvatidan shunchalar kattaki, mashinaning ish holatini o’zgarishi tarmoq kuchlanishi va chastotasiga tasir qilmaydi.

Jarayonlarni o’rganishda, ayniqsa turli turg’un holatlarning elektromagnit va mexanik parametrlarini o’zaro bog’lashda vektor diagrammalar kuchli qurol hisoblanadi. Vektor diagrammalarini qurish sistemaning berilgan uzatiluvchi aktiv va reaktiv quvvatlari, kuchlanish kattaligi va chastotasi asosida amalga oshiriladi.

Generator kuchlanishi U_g qo’zg’atish toki induksiyalagan e.yu.k.dan X_ad, X_aq o’zaro induksiya qarshiliklaridagi, mashina induktiv sochilish qarshiligidagi kuchlanish tushuvlarini ayirmasiga teng. Agar bu erga X_s=X_l+X_T va r_e =r_T +r_l ni hisobga olib, sistemaning aktiv va induktiv qarshiliklaridagi kuchlanish tushuvlarini qo’shsak, u holda EUL oxiridagi U kuchlanishni topamiz. Quyida vektor diagramma qurishni soddalashtirish uchun aktiv qarshilikni hisobga olmaymiz.

Ushbu munosabat to’g’ri hisoblanadi:

. (5.1)

Berilgan P, Q, U lar asosida faza burchagi  ni aniqlab, so’ngra sistema kuchlanishi qiymatini mos masshtabda qo’yamiz va uni aktiv va reaktiv tashkil etuvchilarga ajratib, E_q, E^’, U_G va boshqa vektorlarni topamiz.

Shuni nazarda tutish kerakki, U va E_q vektorlari orasidagi burchak δ ( sakrab o’zgara olmaydi, chunki u rotor bilan bog’langan va shuning uchun sistemaning elektromexanik holatini xarakterlovchi asosiy parametr hisob bo‘lanadi, yani sistemaning va generatorning turg’unligini belgilaydi, , _, - burchaklar esa sakrab o’zgarishlari mumkin va ular faqat mashinaning elektromagnit holatini belgilaydi.


5.2 rasm. Noayon qutbli generatorning vektor diagrammasi
Bu yerda

E_q – salt ishlash e.yu.k.

Ushbu diagramma asosida ma’lum munosabatlarni keltirib chiqarish mumkin va xokazo.

Aktiv quvvat tenglamasi quyidagi ko’rinishda bo’ladi:

P=UI_a=E_qI_{q .} (5.2)

Vektor diagrammadan yozish mumkin:

(5.3)

Bu erda I_a=Icos - generator stator tokining aktiv tashkil etuvchisi.

Quvvatni turli e.yu.k.lar bilan ifodalaymiz:

d^', d_s burchaklarni formulalar yordamida d burchak bilan ifodalaymiz. Unda ushbu munosabat to’g’ri bo’ladi:

_(5.5)

Bu erda I_q=Icos I_d=Isin .

Vektor diagrammadan quyidagilarni yozishimiz mumkin:

Ushbu toklarning tenglamasini (5.5) tenglamaga qo’yib, quyidagini xosil qilamiz:

(5.8)

ya’ni quvvat formulasi E^’q orqali ifodalanadi.

Vektor diagrammadan:

Ushbu tenglamalarni (5.5) tenglamaga qo’yamiz

Quvvat formulasi generator kuchlanishining bo’ylama tashkil etuvchisi U_q=U cos bilan ifodalanadi.

Endi sinxron generatorning reaktiv quvvati uchun tenglamani xosil qilamiz. Ichki reaktiv quvvat quyidagi tenglamadan olinadi:

Vektor diagrammadan:

Generatorning ichki reaktiv quvvati.

Generator ishlab chiqarayotgan reaktiv quvvat:

(5.3 rasm);

Vektor diagrammadan E_q generator salt ishlash e.yu.k.ning analitik tenglamasini ham topish mumkin:

chunki Q_G = U_G × I_p , P_G = I_a× U_g

Shakl almashtirishlardan so’ng quyidagini xosil qilamiz:

Eq Ig

5.3-rasm Sinxron generatorning vektor diagrammasi

5.4 rasm Sinxron generatorning vektor diagrammasi

_{Generatorning ichki burchagini aniqlaymiz:}

va

- tenglama generator va holat parametr (E_q, U, X_d) larining o’zgarmas qiymatlarida sinxron mashinaning asosiy xarakteristikasi bo’lib, u burchak xarakteristikasi deyiladi va u faqat  burchakka bog’liq bo’lib, sinusoidal xarakteristikani namoyon qiladi.

5.5- rasm. Noayon qutbli generatorning burchak xarakteristikasi

Ushbu xarakteristikaning maksimumi =90⁰ burchakda ta’minlanadi va quyidagiga teng:

(5.13)

Ushbu ifodadan maksimum sistema va holatning qaysi parametrlariga bog’liq ekanligi ko’rinib turibdi. E_q yoki qo’zg’atish toki qanchalik katta, shuningdek, induktiv qarshilik kichik bo’lsa uning qiymati shunchalik katta bo’ladi.

Endi ayon qutbli sinxron generatorning vektor diagrammasini ko’rib chiqamiz: