O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi toshkent to’qimachilik va yengil sanoat istituti huzuridagi bog’ot yengil sanoat texnikumi

O’zgarmas tok generatorlari va ularning xarakteristikalari
Generatorni ishlatish xossalari xarakteristikalar deb ataluvchi egri chiziqlar bilan belgilanadi. Generatorning xarakteristikasi yakorp chulamidagi E.Yu.K. Ye_Ya ning qisqichlaridagi kuchlanish U, yakorp toki I_Ya uyotish toki I_U va yakorning aylanish chastotasi orasidagi bolanishni ifodalaydi.
Amalda generatorning xarakteristikalari yakorning aylanish chastotasi o’zgarmagan xolda olinadi. Agar tezlik o’zgarsa, generator xarakteristikalari xam o’zgarib qoladi.
Generator xarakteristikalari uch xil bo’ladi:
a) salt ishlash xarakteristikasi;
b) tashqi xarakteristikasi;
v) rostlash xarakteristikasi;
Salt ishlash xarakteristikasi - generator nagruzkasiz ishlaganida, uning aylanishlari soni n=const bo’lganda yakorp E.Yu.K. kuchi Ye_Ya bilan uyotish toki I_U orasidagi Ye_Ya=f(I_U) bolanishdan iborat. Generatorda nagruzka bo’lmasa, yakorp toki I_Ya=0 bo’ladi.
Yakorp chulamida induksiyalangan E.Yu.K. Ye=SnF bo’lganidan, aylanish chastotasi o’zgarmaganda E.Yu.K magnitaviy oqimga to’ri proporsional bo’lib qoladi. Shu sababli salt ishlash xarakteristikasini generatorning magnit xarakteristikasi deb xam yuritiladi.
Generatorning tashqi xarakteristikasi - generator qisqichla-ridagi kuchlanishning nagruzka tokiga boliqligi, yaoni U=f(I_H) dan iborat. Bu xarakteristika generatorning tabiiy ish sharoitlariga mos keladi. Tashqi xarakteristika xam o’zgarmagan sharoitda olinadi.
Mustaqil uyotishli generatorlarda yakorp toki o’zgarmas bo’lganda uyotish toki xam o’zgarmaydi. Bunday generatorning tashqi xarakteristikasi 10.2-rasmda ko’rsatilgan. 1 egri chiziq kuchlanish pasayishida olingan tashqi xarakteristikadir. Bu xarakteristikani olish uchun uyotish chulamida shunday tok xosil qilinadiki, generatorning salt ishlashida uning qisqichlaridagi kuchlanish o’zining nominal qiymatiga teng bo’ladi. Keyin uyotish chulami tokini o’zgartirmay, generatorning nagruzkasi oshiriladi. Nagruzkaning ortishi bilan uning chulamidagi kuchlanishning pasayishi xamda yakorp reaksiyasining magnitsizlovchi taosiri ortadi. Natijada kuchlanish pasayishi sodir bo’ladi. Nagruzka nominal qiymatgacha o’zgartirilsa, generator qisqichlaridagi kuchlanish ga kamayadi.
Kuchlanishni oshirib xarakteristika olish uchun (2 egri chiziq) uyotish zanjirida shunday tok xosil qilish kerakki, generatordagi nominal nagruzkada uning qisqichlaridagi kuchlanish xam nominal bo’lsin. Shundan keyin generator nagruzkasi kamaytiriladi.
Nagruzka kamayishi bilan xam yakorp chulami va cho’tka kontaktlari qarshiliklardagi kuchlanish pasayishi xamda yakorp reaksiyasining magnitsizlovchi taosiri kamayadi. Natijada kuchlanish ortadi. Nagruzkaning nominal qiymatidan nolgacha o’zgarishida generator qisqichlaridagi kuchlanish qiymatga oshadi. Po’latning to’yinishi natijasida kuchlanishnig ortishi uning pasayishiga qaraganda kam bo’ladi, chunki yakorp reaksiyasining magnitsizlovchi taosiri po’latning to’yinish darajasi qancha kam bo’lsa, shuncha kuchli seziladi.
Parallel qo’zotishli generatorlarda uyotish zanjiri qarshiligi o’zgarmasa xam uyotish toki o’zgaradi.
Mustaqil uyotishli generatorlarda nagruzkaning ortishi mashina qarshiliklari va yakorp reaksiyasidagi kuchlanish pasayuvi taosiri kuchlanishni kamaytiradi. (10.3-rasm, 1 egri chiziq).
Parallel uyotishli generatorlarda xam kuchlanish pasayishi bilan uyotish toki kamayib, magnitaviy oqim va kuchlanish pasayishini kamaytiradi. Demak, nagruzka ortganda bunday tipli generatorlar qisqichlaridagi kuchlanishning kamayishi mustaqil uyotishli generatorlardagiga nisbatan ko’proq bo’ladi (2 egri chiziq).
Parallel uyotishli generator uchun kuchlanish ortishi bilan olinadigan xarakteristika (3 egri chiziq) mustaqil uyotishli generator xarakteristikasi kabi bo’ladi.
Generatorning rostlash xarakteristikasi nagruzka toki o’zgarmaganda, generator qisqichlaridagi kuchlanishni o’zgartirmay saqlash uchun uyotish chulamidagi tokni qanday o’zgartirish kerakligini ko’rsatadi.
Xamma tip generatorlar uchun U=const va n=const bo’lganda rostlash xarakteristikasi I_U=f(I_Ya) bolanish o’rinli bo’ladi.(10.4-rasm).
O’zgarmas tok dvigatellari xam generator, xam dvigatelp sifatida ishlay oladi va ular uch tipga bo’linadi: parallel uyotishli, ketma - ket uyotishli va aralash uyotishli.rrr
O’zgarmas tok dvigatellari va ularning xarakteristikalari.
O’zgarmas tok dvigatelining ishlash prinsipi uyotish chulami o’ralgan asosiy magnit qutblari xosil qilgan magnitaviy maydonning yakorp chulamidagi tok bilan o’zaro taosiriga asoslangan. Bunda mexaniqaviy kuch yakorp simlariga va ular orqali yakorp po’lat o’zagining ariqchalaridan tishlariga taosir etishi tajribada aniqlangan. Bu mexaniqaviy kuchlar elektromagnitaviy moment M ni xosil qiladi. Bu moment taosirida yakorp aylanadi. Dvigatelp elektr tarmoidan energiya olib, uni mexaniqaviy energiyaga aylantiradi.
Dvigatelp ishlaganda uning yakori magnitaviy maydonda aylanadi, chulamida yo’nalishi "o’ng qo’l" qoidasi bilan aniqlanadigan E.Yu.K xosil bo’ladi. Bu E.Yu.K o’zgarmas tok generatorining yakorp chulamida xosil bo’lgan E.Yu.K dan xech farq qilmaydi. Dvigatelda bu E.Yu.K yakorp toki I_Ya ga teskari yo’nalganligi uchun uni dvigatelpning teskari E.Yu.K deyiladi. O’zgarmas tezlik bilan ishlab turgan dvigatelp E.Yu.K ning tenglamasi quyidagicha bo’ladi:
U=E_Ya+I_YaR. (10.2)
Dvigatelning tarmoqdan olgan kuchlanishi yakorp chulamida xosil bo’lgan teskari E.Yu.K va yakorp zanjiridagi kuchlanish pasayishi bilan muvozanatlashadi. (10.2) dan yakorp toki quyidagicha aniqlanadi:

. (10.3)

Ish xarakteristikasi. Dvigatellarning ish xususiyatlari ularning ish xarakteristikalari orqali aniqlanadi. Bu xarakte-ristikalar U=const va I_U=const bo’lganida aylanishlar soni n, aylantiruvchi moment M_E, isteomol qilinadigan tok I, quvvat R₁, va F.I.K. ning valdagi foydali quvvat R₂ ga boliqligini ifodalaydi. Bu bolanishlar dvigatelp ishining tabiiy ish sharoitiga va tarmoqdagi kuchlanish o’zgarmaydigan sharoitga boliqdir. Foydali quvvat R₂ o’zgarganda dvigatelp yakoridagi tok xam o’zgarganidan ish xarakteristikalari, ko’pincha yakordagi tokka boliq xolda quriladi.
O’zgarmas tok dvigatelining ish xarakteristikasi U=U_n=const va I_y=const bo’lganda quyidagi funksiya ko’rinishda bo’ladi:

n=f₁(I_Ya); M=f₂(I_Ya); f₃(I_Ya).

Parallel uyotishli dvigatellar uchun aylantiruvchi moment va aylanish chastotasining yakordagi tokka boliqligi 10.5 - rasmda berilgan. Ketma - ket uyotishli dvigatelning xarakteristikasi 10.6 - rasmda ko’rsatilgan.
Ketma - ket uyotishli dvigatelning aylanishlar soni quyidagi formula bilan aniqlanadi:
. (10.4)
Mexaniqaviy xaraktiristika. Dvigatelning mexaniqaviy xarakteristikasi dvigatelning aylanishlar sonini aylantiruvchi momentga boliqligini ifodalaydi. (10.7 - rasm), yaoni n=f(M). Aralash uyotishli dvigatellarning tezlik xarakteristikasi parallel va ketma - ket uyotishli dvigatellar tezlik xarakteristikasiga nisbatan oraliq xolatini egallaydi.

Elektr mashinalar elektr stansiyalarda, sanoatda, qurilishda, transportda, aviasiyada, avtomatik boshqarish sistemalarida, uy-ro’zorda ko’p ishlatiladi.

Elektr mashinalar mexaniq energiyani elektr energiyasiga va aksincha, elektr energiyasini mexaniq energiyaga aylantirib beradi. Mexaniq energiyani elektr energiyasiga aylantirib beradigan mashina generator deb ataladi. Dvigatellar elektr energiyasini mexaniq energiyaga aylantirib beradi.
Xar qanday elektrmashina generator sifatida xam, dvigatelp sifatida xam ishlatilishi mumkin. Elektr mashinaning o’zi o’zgartiradigan energiya yo’nalishini o’zgartirish xususiyati mashinaning qaytuvchanligi deb ataladi. Elektr mashinadan bir tur tok elektr energiyasini boshqa tur tok energiyasiga aylantirishda xam foydalanish mumkin. Bunday elektr mashinalar o’zgartkichlar deb ataladi.
Elektr mashina ishlashi lozim bo’lgan elektr ustanovkalar tokining turiga qarab ular o’zgarmas tok mashinalari va o’zgaruvchan tok mashinalariga bo’linadi. O’zgaruvchan tok mashinalari bir fazali va ko’p fazali bo’lishi mumkin. Uch fazali sinxron va asinxron mashinalar, shuningdek kollektorli o’zgaruvchan tok mashinalari eng keng tarqalgan. Kollektorli mashinalar aylanish chastotasini keng ko’lamda tejamli rostlashga imkon beradi.
Elektr mashinalarning ishlash prinsipi elektromagnit induksiya va elektromagnit kuchlar qonunlariga asoslanadi. Agar doimiy magnitlar yoki elektromagnitlar qutblarining magnit maydoniga (11.1-rasm) o’tkazgich joylashtirilib, uni F₁ kuch bilan magnit chiziqlariga perpendikulyar xarakatlantirilsa, unda ga teng bo’lgan E.Yu.K. vujudga keladi, bu yerda, - o’tkazgich turgan joydagi magnit induksiya: - o’tkazgichning aktiv uzunligi: - o’tkazgichning magnit maydonda xarakatlanish tezligi.
E.Yu.K. ning yo’nalishi o’ng qo’l qoidasiga muvofiq aniqlanadi. Agar bu o’tkazgich biror energiya isteomolchisiga ulansa, berk zanjirda E.Yu.K. yo’nalishiga mos tok o’tadi. O’tkazgichdagi tok bilan qutblarning magnit maydoni o’zaro taosirlashishi natijasida elektromagnit kuch Fe vujudga keladi. Bu kuchning yo’nalishi chap qo’l qoidasiga muvofiq aniqlanadi, bu kuch o’tkazgichni magnit maydonda xarakatlantiradigan kuchga ro’para yo’nalgan bo’ladi. Agar bu kuchlar teng, yaoni F₁=F_e bo’lsa, o’tkazgich doimiy tezlikda xarakatlanadi.
Demak, bunday oddiy elektrmashinada o’tkazgichning xarakatlantirishga sarflanadigan mexaniq energiya tashqi energiya iteomolchisining qarshiligiga beriladigan elektr energiyasiga aylanadi, yaoni mashina generator sifatida ishlaydi. Shu oddiy elektr mashinaning o’zi dvigatelp bo’lib ishlashi xam mumkin. Agar tashqi elektr energiyasi manbaidan o’tkazgich orqali tok o’tkazilsa, o’tkazgichdagi tok bilan qutblardagi magnit maydonning o’zaro taosirlashishi natijasida elektromagnit kuch F_e vujudga keladi. Bu kuch taosirida o’tkazgich biror mexaniq energiya isteomolchisining tormozlash kuchini yengib, magnit maydonda xarakatlana boshlaydi. Shunday qilib, bu elektr mashina xam generator, xam dvigatelp bo’lib ishlashi mumkin.
E.Yu.K. va elektromexaniq kuchlarni oshirish uchun elektr mashinalarda juda ko’p simlardan iborat bo’lgan chulamlar qo’llaniladi. Simlar bir-biriga ulardagi E.Yu.K. bir tomonga yo’naladigan va qiymatlari qo’shiladigan qilib ulanadi. Agar o’tkazgich qo’zalmay turib qutblarning magnit maydoni xarakatlansa xam o’tkazgichdagi E.Yu.K. induksiyalanadi.
Asinxron dvigatelp tuzilishining oddiyligi va oson ishlatilishi bilan boshqa dvigatellardan farq qiladi. Xar qanday o’zgaruvchan tok mashinasi kabi asinxron dvigatelp xam ikki asosiy qismdan stator va rotordan iborat. Stator mashinaning qo’zalmas qismi, rotor - aylanib turadigan qismi. Asinxron mashina qaytuvchanlik xususiyatiga ega, yaoni undan generator rejimida xam, dvigatelp rejimida xam foydalanish mumkin. Baozi kamchiliklari tufayli asinxron generatorlar amalda deyarli qo’llanilmaydi, asinxron dvigatellar esa, aksincha, juda keng qo’llaniladi.
Ko’p fazali o’zgaruvchan tok chulami minutiga chastota bilan aylanadigan magnit maydon vujudga keltiradi. Agar rotor magnit maydonning aylanish chastotasiga teng chastota bilan aylansa (n₂=n₁), bunday chastota sinxron chastota deb ataladi.
Agar rotor magnit maydonining aylanish chastotasiga tengmas chastota bilan aylansa (n₂n₁), bunday chastota asinxron chastota deb ataladi.
Asinxron dvigatelp faqat asinxron chastotada, yaoni rotorning aylanish chastotasi magnit maydonning aylanish chastotasiga teng bo’lmaganda ishlaydi. Rotorning aylanish chastotasi magnit maydonning aylanish chastotasidan uncha farq qilmaydi, lekin dvigatelp ishlayotganda u xar doim kichik bo’ladi (n₂n₁).
Asinxron dvigatellarda aylanuvchi magnit maydondan foydalaniladi. Aylanuvchi magnit maydon o’zgaruvchan tok tarmoiga ulangan statorning uch fazali chulami vujudga keltiradi. Statorning aylanuvchi magnit maydoni rotor chulami simlarini kesib o’tadi va ularda E.Yu.K. induksiyalaydi. Agar rotor chulami biror qarshilikka ulansa yoki qisqa tutashtirilsa induksiyalanadigan E.Yu.K. taosirida undan tok o’tadi. Rotor chulamidagi tokning stator chulamining aylanuvchi magnit maydoni bilan o’zaro taosiri natijasida aylantiruvchi moment vujudga kelib, uning taosirida rotor magnit maydonning aylanish yo’nalishida aylana boshlaydi.
Agar biror paytda rotorning aylanish chastotasi statorning magnit maydonining aylanish chastotasiga tenglashdi, deb faraz qilinsa, rotor chulamlarining simlari statorning magnit maydonini kesib o’tmaydi va rotorda tok bo’lmaydi. Bu xolda aylantiruvchi moment nolga tenglashadi va rotorning aylanish chastotasi stator maydonining aylanish chastotasiga nisbatan kichraya borib, tormozlovchi momentni muvozanatlaydigan aylantiruvchi moment vujudga keladi. Tormozlovchi moment valdagi nagruzka momenti va mashinadagi ishqalanish kuchlari momentidan tashkil topadi.
Rotorning aylanish yo’nalishini o’zgartirish, yaoni dvigatelni reverclash uchun stator chulami vujudga keltirgan magnit maydonning aylanish yo’nalishini o’zgartirish kerak. Buning uchun stator chulamlari fazalari o’rnini o’zgartirish, yaoni stator chulamini tarmoqqa tutashtiradigan uchta simdan istalgan ikkitasini tarmoq qisqichlariga nisbatan o’rin almashtirish kerak. Reversiv dvigatellarda pereklyuchatellar bo’lib, ular yordamida stator chulamlari fazalari o’rnini va demak, rotorning aylanish yo’nalishini o’zgartirish mumkin.
Stator chulamlarini uch fazali tarmoqqa ulash uchun ular yulduz yoki uchburchak usulida ulanishi mumkin. Bu esa dvigatelni ikkita liniya kuchlanishi xar xil bo’lgan tarmoqqa ulashga imkon beradi. Masalan, mashina shoitida dvigatelp ishlay oladigan tarmoqning ikkala kuchlanishi (220/127 yoki 380/220 V) ko’rsatiladi.
Mashina shchitida ko’rsatilgan kichik kuchlanishlar uchun stator chulamlari uchburchak usulida, yuqori kuchlanishlar uchun yulduz usulida ulanadi.
Stator chulamlarini uchburchak usulida ulashda mashina shchitidagi yuqorigi qisqichlar peremichkalar yordamida pastki qisqichlarga ulanadi. (11.2-rasm), bir-biriga ulangan xar qaysi qisqichlar jufti esa uch fazali tarmoqning liniya simlariga ulanadi. Yulduz usulida ulash uchun shchitidagi pastki uchta qisqich peremichka yordamida umumiy nuqtaga ulanadi, yuqorigi qisqichlar esa uch fazali tarmoqning liniya simlariga ulanadi.
Dvigatelp rotori ish rejimida n₂ chastota bilan aylanadi. Bu chastota rotor aylanayotgan yo’nalishda aylanayotgan stator magnit maydonining chastotasi n₁ dan kichik bo’ladi. Shuning uchun kattaroq chastotali magnit maydon rotorga nisbatan maydon va rotor chastotalarining ayirmasiga teng chastota (ayl/min), yaoni n_s=n₁-n₂ chastota bilan sirpanadi.
Statorning aylanadigan magnit maydonidan rotorning nisbiy orqada qolishi sirpanish S bilan xarakterlanadi.
Sirpanish stator magnit maydonining aylanish chastotasi bilan rotorning aylanish chastotasi ayirmasini stator maydoni chastotasiga bo’lib topiladi.
shu qatorda .
Agarda to’liq nagruzkada S=3-5% ni tashkil qilsa, salt ishlashda S=0 deb qabul qilish mumkin.
Rotorning aylanish chastotasini quyidagi munosabatlardan aniqlash mumkin:
.
Asinxron dvigatelning aylantiruvchi momenti statorning aylanuvchi magnit maydoni rotor chulami o’tkazgichlaridagi tok bilan o’zaro taosirlashganda vujudga keladi. Shuning uchun aylantiruvchi moment statorning magnit oqimi F_m ga xam, rotor chulamidagi tok I₂ xam boliq bo’ladi. Biroq energiyani o’zgartirish prosessida faqat mashina tarmoqdan isteomol qiladigan aktiv quvvat qatnashadi. Natijada aylantiruvchi moment rotor chulamidagi tok I₂ gagina emas, balki uning aktiv tashkil etuvchisiga boliq bo’ladi, yaoni bu yerda - rotor chulamidagi E.Yu.K. va tok orasidagi faza burchagi.
Shunday qilib, asinxron dvigatelning aylantiruvchi momenti quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: ,
Bu yerda - mashinaning konstruktiv doimiysi.
Dvigatelp validagi nagruzka yoki tormozlash momenti o’zgarganda rotorning aylanish chastotasi va sirpanish xam o’zgaradi, shunda rotordagi tok I₂ xam, uning aktiv tashkil etuvchisi xam o’zgaradi.
Rotordagi tokni E.Yu.K. ni to’liq qarshilikka bo’lib aniqlash mumkin, yaoni
va ,
bu yerda Z₂, R₂ va X₂ - rotor chulami fazalarining to’liq, aktiv va reaktiv qarshiliklari.
Rotor chulamining aktiv qarshiligi chastotaga deyarli boliq bo’lmaydi, E.Yu.K. va reaktiv qarshilik esa chastotaga proporsionaldir, yaoni sirpanish o’zgarish bilan ular xam o’zgaradi. Ular quyidagi ifodalardan aniqlanishi mumkin.
E_2­=SE va X₂=SX,
bu yerda Ye va X- qo’zalmas rotor chulamlari fazasining mos ravishda E.Yu.K. va induktiv qarshiligi.
Shunday qilib, quyidagilarga ega bo’lamiz:
va va aylantiruvchi moment
.
Demak sirpanishlar kichik bo’lganda, yaoni SX R₂ ga nisbatan kichik bo’lganda sirpanishning kattalashishi aylantiruvchi momentning kattalashishiga olib keladi, chunki bunda rotordagi tokning aktiv tashkil etuvchisi kattalashadi. Sirpanishlar katta bo’lganda (SX>R₂) sirpanishning kattalashishi aylantiruvchi momentni kamaytiradi. Shunday qilib, rotordagi tok I₂ kattalashsa xam uning aktiv tashkil etuvchisi va demak, aylantiruvchi moment rotor chulamining reaktiv qarshiligi ancha oshishi xisobiga kamayadi.
11.3-rasmda aylantiruvchi momentning sirpanishiga boliqligi ko’rsatilgan. Maolum sirpanish S_m da dvigatelning dvigatelp maksimal moment vujudga keltiradi. Bu moment dvigatelpning o’ta nagruzkaga chidamliligini belgilaydi va odatda, nominal momentdan 2-3 marta katta bo’ladi.
Momentning sirpanishga boliqlik egri chiziining ko’tariluvchi qismidagina, yaoni sirpanish noldan S_m gacha o’zgargandagina dvigatelp barqaror ishlashi mumkin. Mazkur chiziqning pasayuvchi qismida, yaoni sirpanish SS_m bo’lganda dvigatelp ishlamaydi, chunki bunda momentlarning barqaror muvozanati taominlanmaydi.

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR.

5. 
   S.Majidov. «Elektrotexnika». Toshkent. Ukituvchi. 2000.
   
6. 
   S.Majidov. «Elektr mashinalari va elektr yuritma». Toshkent. Ukituvchi. 2002.
   
7. 
   I.F.Evdokimov. «Umumiy elektrotexnika». Toshkent. Ukituvchi.1985.
   
8. 
   Kolesov V.L., Karpov V.N. va boshkalar «Kishlok xujalik agregatlari xamda ustanovkalarini elektrik jixozlari va avtomatlashtirish». Toshkent. Ukituvchi. 1986.