Ўзбекистон алоқа ва ахборотлаштириш агентлиги тошкент ахборот технологиялари университети алоқа қурилмаларининг электр таъминоти кафедраси

4-маъруза: Электр машиналар. Асинхрон машиналар. Синхрон машиналар. Ўзгармас ток машиналари.

Режа:

1. 
   Электр машиналарнинг ишлаш принципи.
   
2. 
   Асинхрон двигателлар.
   
3. 
   Синхрон генераторлар.
   
4. 
   Ўзгармас ток машиналари.
   

Таянч иборалар: Механик энергияни электр энергияга ўзгартирадиган машина генератор, электр энергияни механик энергияга ўзгартирадиган машина двигатель, ўзгарувчан ток машиналари асинхрон ва синхрон машиналарга бўлинади, электромагнит индукция ва электромагнит кучлар қонунларига асосланган .


Электр машиналарнинг ишлаш принципи

Электр машиналар механик энергияни электр энергиясига ёки электр энергияни механик энергиясига ўзгартиришга мўлжалланган. Механик энергияни электр энергияга ўзгартирадиган машина генератор, электр энергияни механик энергияга ўзгартирадиган машина эса двигатель дейилади. Ҳар қандай электр машинаси ҳам генератор, ҳам двигатель режимида ишлаши мумкин. Ток тури занжирида ишлашига қараб электр машиналар ўзгарувчан ва ўзгармас ток машиналарига бўлинади. Ўзгарувчан ток машиналари асинхрон ва синхрон машиналарга бўлинади ва бир фазали ёки уч фазали бўлиши мумкин. Амалда синхрон машиналар генератор, асинхрон машиналар эса двигатель режимида ишлатилади [5,12].
Барча электр машиналарнинг ишлаш принципи электродинамика қонунларига, яъни электромагнит индукция ва электромагнит кучлар қонунларига асосланган. Агар доимий магнит ёки электромагнит майдони (N-S) қутблари орасига жойлаштирилган рамка n тезлик (соат мили йўналишида) билан айлантирилса (ташқи айлантириш манбаи ёрдамида), у ҳолда электромагнит индукция қонунига биноан рамканинг актив a-b и c-d ўтказгичларида (магнит оқими линияларига перпендикуляр ҳаракатланадиган) йўналиши ўнг қўл қоидаси билан аниқланадиган ЭЮК индукцияланади (4.1-расм).

4.1−расм. Энг оддий электр машинасининг ишлаш принципи

Бу ўтказгичлар магнит оқимга нисбатан қарама-қарши йўналишларда бир вақтда ҳаракатлангани учун ундаги ЭЮК ҳам қарама-қарши йўналишда бўлади. Электромагнит индукция қонунига биноан икки ўказгичлар ЭЮКлари йиғиндисига тенг бўлган рамканинг ЭЮКи е=−dФ/dt шартдан аниқланади, чунки Ф=BS ва В=const. У ҳолда e=−Bds/dt, яъни магнит оқимининг йўналишига перпендикуляр бўлган рамка майдони ўзгарса, ЭЮК ўзгарувчан синусоидал бўлади. Агар рамканинг учларини ташқи юклама орқали туташтирсак, у ҳолда ЭЮК таъсирида берк занжирдан i ток оқиб ўтади. Шундай қилиб, рамкани айлантиришга сарф бўлган механик энергия ташқи истеъмолчига узатиладиган электр энергиясига айланади.

Агар магнит майдонига (N-S) киритилган ана шу рамкага i ток берилса, у ҳолда i ток ва Ф магнит оқимининг ўзаро таъсирлашиши натижасида электромагнит момент М_эм~iФ вужудга келади ва рамкани айлантира бошлайди. Демак, электр энергия механик энергияга айланади, яъни машина двигатель режимида ишлайди. Рамканинг магнит майдонда бир марта тўлиқ айланишида ЭЮК синусоидал равишда бир даврни босиб ўтади. Бу синусоидал ЭЮКнинг частотаси рамканинг бир марта тўлиқ айланишида қутблар сонига боғлиқ. Электр машиналарда камида иккита қутбли бўлади (улар доимо жуфт сонли бўлади), яъни уларни жуфтлар (жуфт қутблар) деб ҳисобланади ва р-жуфт қутбли деб белгилаш қабул қилинган. Бизнинг ҳолда p=1, лекин машиналарда кўп жуфт қутблар бўлиши мумкин, у ҳолда рамка бир марта тўлиқ айланганда унда синусоидал ЭЮК нинг бир неча даврлари вужудга келади. ЭЮК нинг частотаси f~р, лекин рамканинг айланиш тезлиги 1 айл/мин эмас, балки n айл/мин га тенг, у ҳолда машинада индукцияланган ЭЮКнинг частотаси f=pn/60 бўлади. Яъни ҳар қандай электр машинада жуфт қутблар сони, айланиш тезлиги ва индукцияланган ЭЮК частотаси орасида узвий боғланиш мавжуд. Машиналарда бир ўрамли эмас, балки кўп ўрамли ғалтаклар ишлатилади.
Ҳар қандай электр машина қўзғалмас қисм – статор ва айланувчан қисм – ротордан иборат. Ротор статор ичида эркин айланиши учун улар орасида ҳаво тирқиши (миллиметр улушларидан бир неча миллиметрларгача) қўйилади.
Машиналар статори қалинлиги 0,35 ёки 0,5 ммли электротехник пўлат пластиналардан (трансформаторлардаги каби) йиғилади. Пластиналар машинанинг турига қараб электромагнит чўлғам жойлаштириладиган қутблари яққол кўриниб турадиган (ўзгармас ток машиналарда) ёки ҳалқа ички сирти бўйлаб жойлаштириладиган бир текисдаги ярим ёпиқ ариқчаларли (ўзгарувчан ток машиналарда) тарзда штампланади ва чўяндан ёки пўлатдан қуйилган станинанинг ички томонига маҳкамланади. Станинаниг ён томонлари ротор вали ўтказиладиган қоплама билан қопланади.
Машиналар ротори ҳам электротехник пўлат пластиналардан йиғилиб, унинг ташқи томонига чўлғамлар жойлаштириладиган ариқчалар ўйилади. Роторлар тузилишини турли турдаги машиналарни ўрганиш жараёнида кўриб чиқамиз. Машиналар чўлғамлари мис ёки алюминий симлардан тайёрланади ва машина турига қараб роторга ёки статорга маълум тарзда жойлаштирилади.