Тұрақты тоқ генераторларының негізгі сипаттамалары. 4 страница

қысқарған соң мынандай түрге келеді:

,

Асинхронды қозғалтұыштың магниттендіргіш тогының теңдеуін екі токтыі векторлық қосыныдысы ретінде аламыз:

İ_μ = İ₁ + İ₂¹

мұндағы İ₁ – статор орамасының тогы, İ₂¹ - ротор орамасының келтірілген тогы. Асинхронды қозғалтқыштың білігінде жұмыс кезінде жүктеменің ауытқу ауқымына қарай оның магниттену тогы İ_μ мен магниттендіргіш күші F_μ іс жүзінде өзгеріссіз қалады, ал бұл кезде ротор мен статор орамасындағы токтар жүктеменің өзгеруіне қарай өзгеріп отырады. I₂¹ тогының физикалық мәні мынада оның шамасы, I₂ тогының нақты шамасына тең болу үшін ротор орамасы сол фаза санымен және орама коэффициентімен бірдей болуы тиіс. Ротор мен статор орамасларынң фаза саны бірдей болған

-

- түрге келтірілуі дұрыс. Қысқа тұйықталған роторлы үшфазалы асинхронды қозғалтқыштар үшін бұл мәндер былай аталады: -ротор орамасының орам саны w₂ = 0,5; -ротор орамасының фазаларының саны оның ойығының санына тең m₂ =Z_ïð; -ротор орамасының орамдылық еселеуіші ê₀₂=1,0; -статор орамасы фазаларының саны m₂ =3,0 ендеше қысқа тұйықталған роторлы үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың келтірілген тогының өрнегі мына түрге келеді:

-

Асинхронды қозғалтқыштың орамаларында индукцияланатын электр қозғаушы күштері. Асинхронды қозғалтқыштың магнит өрісі ротор мен статор орамаларының бірігіп өзара қарым қатынасынан жасалады. Жоғарыда көрсетілгендей олар бірдей жылдамдықпен айналады және бір біріне салыстырғанда өзара қозғалмайды.Асинхронды қозғалтқыштың магнит өрісі трансформатордағы сияқты, негізгі және шашырау өрісінен құрылады, жасалған кейбір кемшіліктерді есепке аламасақ бұлар өзара ажыратылған және бір біріне тәуелсіз деп саналады, мұнда негізгі магнит ағыны, электромагниттік индукция заңы бойынша статор мен ротор орамаларында индукциялнық ЭҚК ал шашырау ағыны индукцияның ЭҚК -ні индукциялайды, ал шашырау кедергісіндегі кернеудің IŁÕ_δ азаюына ұласады.

Асинхронды қозғалтқышы роторының орамасында индукцияланатын электр қозғаушы күші. Асинхронды қозғалтқыш роторының орамасында статор орамасындағы сияқты негізгі Ф магнит ағынынан және ротор тогы мен түзетін шашыраңқы ағыннан индукцияланатын ЭҚК болады. Негізгі магнит ағыны Ф-ке қарағанда отор орамы кейбір сырғанаумен айналатындықтан, онда негізгі магнит ағынынын индукцияланған ЭҚК-тың жиілігі желінің жиілігінен ерекшеленіп қана қоймай сырғанаудың (жүктеменің) өзгеруіне қарай өзгеріп те отырады.Негізгі магнит ағынынан ЭҚК-тің әрекеттегі мәнін мына теңдеумен көрсетуге болады:

E_2S=4,44 k₀₂ ƒ₂ Ô

мұндағы мен орама саны мен ротор орамасының орамалық коэффициенті ротор орамасындағы статор орамасының жиілігіне байланысты ЭҚК-тің жиілігі, мына өрнекпен өрнектеледі:

f₂=f₁*S

егер айырма (n₁-n₂) сырғужылдамдығы n, S десек, онда

n₁ – n₂ = n₁ S

(n₁-n₂) –нің орнына 60 f₂ /р –ны ал n₁ łS орнына 60 f₂ /р –ны қойсақ (2.39) теңдеуді аламыз f₂=f₁*S (2.39) болғандықтан ротор ЭҚК-нің негізігі магнит ағынының сырғанау функциясына тәуелділігі былай жазылады:

E_2S=4,44 ƒ₂SW₂K₀₂ Ô

E_2S=SÅ₂

мұндағы

E_2S=4,44 •W₂ƒ₂K₀₂

мұнда: Е₂-ротордың тежелгенде орамада индукцияланған ЭҚК, бұл кезде асинхронды қозғалтқыш кернеу трансформаторына ұқсайды. (2.43) өрнекте магнит ағыны Ф-ны индукциямен ауыстыру тиімді, себебі оның шамасы стандартталады, сондықтан ЭҚК-тің Е₂ сандық мәнін анықтау айтарлықтау жеңілдейді:

E₂ = 4,44 W₂ƒ₁K₀₂ B_δQ₂

мұндағы Q₂ - ротор темірінің ұзындығымен және енімен шектелген ауа саңылауының қимасы, ротор орамасында шашырау магнит ағынымен индукцияланатын өзіндік ЭҚК статор орамасындағы өзіндік ЭҚК теңдеуімен бірдей болады:

Ė_(2S)δ =-jİ₂X_2S

мұнда:

X_2S=2p ƒ₂SL_2δ

мұнда X_2S - ротор орамасындағы сырғу шамасына тәуелді шашырау кедергісі; L_2δ – ротор орамасының шашыранды индукциялануы. Сан жағынан ол темір өзекшесі жоқ ораманың индукциялануына тең: f₂ -ні f₁S алмастырсақ мынадай теңдеу аламыз:

Õ_2S = 2 p ƒ₁SL_2δ

ротор тежелгенде, ондағы n₁=0, aë S= 1 Болса ротор орамасының шашыраңқы индукция кедергісі х2 арқылы өрнектеледі:

Õ₂ = 2 p ƒ₁ L_2δ

мұндағы х₂ – ротор орамасындағы шашыранды индукция кедергісі ротор тежелген кезде сырғанаудан тәуелсіз тұрақты шама деп есептелінеді. (2.47) теңдеуі (2.48) –ні ескере отырып, былай өзгереді:

Õ_2sS = Õ₂S

теңдеуді ескере жазатын болсақ, ротор орамасының шашырау тогынан пайда болған ЭҚК-тің әрекеттік күшінің мәні мына түрге

келеді:

Å_(2S)δ=-ј I₂ õ₂ S

Асинхронды қозғалтқыштың электрлік тепе-теңдігінің теңдеулері. Трансформатор мен асинхронды қозғалтқышта болатын электромагниттік процестер бірдей, айырмашылығы тек қозғалтқыштың «екінші орамасы» (ротордың орамасы) айналатындығы. Сондықтан статор орамасы мен асинхронды қозғалтқыш роторының электрлік тепе-теңдігі кернеу трансформаторларының бірінші және екінші орамаларының теңдеуін құрудағы сияқты жазылады. Асинхронды қозғалтқыш статоры орамасының электр тепе-теңдігінің теңдеуі. Асинхронды қозғалтқыш статорның орамасына берілген желі кернеуі U₁ шашыранды индуктивтік І, jX₁ және ораманың активті кедергісі I,r кернеулерден пайда болған негізгі магнит ағыны E₁ мен шашыранды ағын E_1δ ЭҚК арқылы тепе-теңдікке келеді, демек:

U₁ = E₁ + I₁ + r₁ + I₁ j õ₁

мұндағы r₁ – статор орамасының активті кедергісі:

r= R + R_1ñò

мұнда R₁ – статор орамасы өткізгіштің Омдық кедергісі; R_1ñò- болаттың электр кедергісі, ол магнитті және статор теміріндегі гистерезис құбылысы мен құйынды токтардан болатын электр шығындарына пропорционал.Е₁ ЭҚК –нің әрекетті мәні «-» таңбасы болады. Ленц заңы бойынша ол ток көзіне U₁ қосылған тұтынушы ретінде статор орамасында индукцияланады. (2.51) теңдеуі трансформатордың бірінші орамасының электрлік тепе-теңдігімен бірдей (1.20)

Асинхронды қозғалтқыш ротор орамасының электрлік тепе-теңдік теңдеуі. Асинхронды қозғалтқыштың роторының орамасының электрлік тепе-теңдігі жұмыс жасаған кезде трансформатордың екінші орамасы, егер ол қысқартылған және айналатын болса (U₂=0) теңдеуімен бірдей:

0 = Å_2S – I₂ r₂ –I₂ jõ_2S

теңдеуінде U₂=0, себебі ротор орамасы ажыратулы кезінде асинхронды қозғалтқыш айнала алмайды, (2.53) теңдеуі тәжірибеде қолдануға ыңғайсыз, себебі ротор орамасы ажыратулы кезінде асинхронды қозғалтқыш айнала алмайды. (2.53) теңдеуін тәжірибеде қолдануға ыңғайсыз, себебі ондағы ЭҚК Е_2s пен шашыранды индуктивтік кедергі Х_2s асинхронды қозғалтқыштың білігіне түсетін жүктеменің өзгертуімен бірге өзгеріп отырады. (2.53) теңдеуіндегі Е_2s ті (2.42) және Х_2s ті (2.49) sLx₂мен алмастырып мынадай түрге келтіреміз:

Î = s E₂ – I₂ r₂ – I₂ s jõ₂

теңдеуінің екі бөлігінде сырғанауға S бөлсек, бір айнымалы S сырғанауы бар теңдеуін аламыз:

мұндағы Е₂-мен Х₂ – тоқталған ротор орамасының кезіндегі ЭҚК-мен шашыранды индуктивті кедергісі.Олардың мәндері тұрақты болады. Ротор тогы сырғанауға байланысы ғана өзгеретін болады:

2.6.3. Нақты және келтірілген трансформаторға тежелген асинхронды қозғалтқыш статоры мен роторы орамаларының электрлік тепе-теңдік теңдеулерінің жүйелері. (2.55) теңдеу тежелген актив кедергісі және шашыранды индуктивті кедергісі х₂ ротор орамасы бар трансформаторша жұмыс істейтін, асинхронды қозғалтқыштың теңдеуі. Сонымен, шынайы асинхронды қозғалтқыш статоры мен роторы орамаларының электрлік тепе-теңдігі теңдеулер жүйесін құрады:

,

ал трансформаторша істейтін тежелген асинхронды қозғалтқыш үшін:

3.11. Тақырып 11. Қозғатқыштың құрлысы жұмыс пинціпі.Асинхронды қозғалтқыштың жалпы сипаттамасы.Төменгі көрсеткіштер.Асинхронды қозғалтқыштың сериялары. Асинхронды машина жылжымайтын роторда;тұйықталған ротормен қысқа тұйықталған режимде; регулятор және фазорегулятор индуктивтік режимде.Асинхронды машина айналушы ротор көмегімен; Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс принципі. Қозғалмайтын күйде келтірілген айналмалы асинхронды машина.

Ұсынылатын әдебиет:

- Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2.М.:Высшая школа 1987.

- Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978.

- Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

- Капылов И.П. Электрические машины. М. Высшая школа, 2000

Асинхронды машиналар айнымалы ток машиналарына жатады және олардың жалпы өндірістік орындалуы асинхронды қозғалтқыш түрінде жасалынады. Асинхронды машиналар электротехникалық құрылысы бойынша энергияны түрлендіргіш болып табылады,асинхронды генератор ретінде қосымша конструкциялық және сұлбалық өзгеріс кіргізбей жұмыс істей алмайды.Асинхронды қозғалтқышты ойлап тапқан орыс инженері М.О.Доливо-Добровельский болып саналады.(№51083 1889 жылы герман потенті) 2.1.Асинхронды қозғалтқыштардың арналымы.Асинхронды қозғалтқыштар құрылысының қарапайымдылығы мен жұмысының сенімділігі арқасында адамзат тіршілігінде,иінді біліктерді айналдыруға механикалық энергияны керек ететін қызметтердің бәрінде пайдаланылып келеді.

2.1-сурет. Қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш: а – орамасы бар статор; в – орамасы бар ротор; с – айгөлек қалқаны; d - желдеткіш

Ауыл шаруашылығында шаңды орта мен химиялық зиянда орталарда жұмыс жасай алатын бірден-бір электр қозғалтқыш осы асинхронды машина ғана. Асинхронды қозғалтқыштарды,үшфазалы және бірфазалы электр желілеріне қосу үшін үшфазалы немесе бірфазалы етіп жаайды. Үшфазалы асинхронды қозғалтқыштар роторларының орамаларының түрлеріне қарай фазалық немесе қысқа тұйықталған роторлары асинхронды қозғалтқыштар деп бөледі. Ауылшаруашылығында негізінде механикалық энергияның ең арзан әрі сенімді көзі ретінде тұйықталған роторлы асинхронды электроқозғалтқыштар қолданылады.

2.2.Үшфазалы асинхронды электрқозғалтқыштың құрылысы. Үшфазалы асинхронды электроқозғалтқыштың негізгі құрлыс бөлшектеріне статор, ойықтарға орналасқан үшфазалы екі орама және 2.1-суретте көрсетілген басқа да қосалқы элементтер.Жақсы суыну үшін оның (кіндігіне) білігіне желдеткіш орнатылып, қаңқасы көп қырлы етіп құйылған. Құрастыру,орнату,ажырату кездерінде алып салуға қолайлы болу үшін қорабының жоғарғы жағынан ілгекті болт болады. 2.2.1.Асинхронды қозғалтқыштың статоры. Асинхронды қозғалтқыштың статоры арнайы электротехникалық болаттан қалыпқа құйып жасалған тісті қаңылтырлардан жасалған ішкі қуыс цилиндр,оның магнит өткізгіштігі кәдімгі конструкциялық болаттан жоғары. Бұл айнымалы магнит өрісті статор темірінде артық магниттелуден (гистерезис) болатын шығындарды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Статорды құйып жасамайды,қалыңдығы 0,35мм тісті қаңылтырдан жинайды,мақсаты ол арқылы Фуко құйынды тогының өтуіне кедергіні көбейту. Қаңылтырдың арасында электрлік түйіспе болдырмау үшін қаңылтырларды электрлік оқшауландырғыш лакпен бояйды. Осының барлығын бірге алғанда, статор болатында құйынды токтармен гистерезистен болатын электрлік және магниттік шығындарды азайтуға әкеледі,қорытындысында оның қызуын азайтады.Құйынды токтармен гистерезистен болатын электрлік және магниттік шығындар, ақыр соңында, ПӘК-нің мөлшеріне әсер етеді. Болаттың магнит өткізгіштігі неғұрлым жоғары және қаңылтыр неғұрлым жұқа механикалық бекемдігі жеткілікті болса, соғұрлым асинхронды қозғалтқыштың шығыны аз және ПӘК жоғары болады.98%-ке дейін және одан жоғары болады. Іштен жанатын қозғалтқыштардың бірде-бірінде мұндай көрсеткіш жоқ. Статор асинхронды қозғалтқышты қаңқасына мықтап тығыздалады. Қаңқа шойыннан немесе салмағы жеңіл арнайы қорытпалардан құйылады және жұмыс жағдайына арналған ірге тасқа немесе арнайы тірекке бекітіледі. Статордың тісті қаңылтырлардан құрастырған кезде оның ішкі бетінде белгілі пішінді ойық пайда болады.

2.2-сурет. Асинхронды қозғалтқыш статорының ойығы: а – ашық; в – жартылай ашық; с – жартылай жабық; d – жабық (роторлар үшін ғана).

2.3-сурет. Асинхронды қозғалтқыш роторының ойықтары.

Асинхронды қозғалтқыштардың статорындағы ойықтары негізінде тік бұрышты болады. Ойықтардың ашықтығына қарай олар жартылай жабық (2.2-сурет) қуаттылығы 100кВттан төмен машиналар үшін,жартылай ашық (2.2в-сурет) қуаттылығы 100кВттан жоғары машиналар үшін және ашық(2.2 а-сурет) қуаттылығы өте жоғары машиналар үшін.

Статор фазаларының жалпы саны Z_пс деп белгіленеді және полюстер мен фазаларға сай ойықтар саны деп аталатын q фаза сандары мен машиналардың полюстері арқылы байланысады.

Мұндағы m₁-статор орамасының фазалар саны; 2р-статор орамасының полюстарының саны. Үшфазалы қозғалтқыштар статорының ойықтарының саны жұп және алтыға еселенетін болуы тиіс,оны 2.1 анық көруге болады:

Z=q*ml2p=6lk

мұндағы k=q h p=1,2,3 және т.б. Асинхронды қозғалтқыштардың роторлары қалыпталып жасалған тісті дөңгелек қаңылтырдан құрастырылады. Қаңылтырлар гистерезис құбылысынан болатын магниттік және электрлік шығындарды азайту үшін арнайы электртехникалық болаттардан жасалып,құйынды токтың өтуіне кедергіні арттыру үшін лакпен оқшауландырылады, ол туралы 1-бөлімде «Трансформаторлар» қарастырылған ротордың қаңылтырлары цилиндр түрінде престеледі, оның қажет пішінде ұзына бойында ойығы болады. Роторды білікке мықтап отырғызып шпонкамен бекітіледі, ол жүктеме кезінде айналып кетпеу үшін сақтандырады. Айналған кездегі ортадан тепкіш күштердің әсерінен, ротордың ойықтары статордың ойығынан қарағанда жабықтығы жоғары болғандықтан, оның орамаларына әсер етеді. Қысқа тұйықталған роторлар үшін ойықтың жабық түрлерін де қолдануға болады (2.3-сурет). Қозғалтқыштың жұмыс кезіндегі шуын азайту және оның іске қосу сипаттамасын жақсарту мақсатында ойықтың тайқылығын да (қиғаштығын) пайдаланады. Қысқа тұйықталған ротордың ойықтарының саны Z_пр асинхронды қозғалтқыштардың жұмысын нашарлататын зиянды сәттерді азайту үшін, статор ойықтарының санымен Z_пр сәйкес келуі тиіс және мына шарттар сақталуы тиіс:

Мұндағы к-кез келген оң сан, р-статор орамасының жұп полюстері саны.Ойықтары қиғаш болса статор мен ротордың ойықтары санының қатынастарын таңдау кеңейеді.

3.12. Тақырып 12. Асинхронды қозғалтқыштың энергеткалық диатраммасы. Асинхронды қозғалтқыштың моменті.Асинхронды машинаның жалпы моментін білдіру. Асинхронды машинаның механикалық сипаттамасы. Асинхрондық қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамасы және қосымша сипаттамалары.Үшфазалық асинхронды қозғалтқыштың жіберу тәсілі. Түзетілген жіберудің сипаттамасы және асинхронды қозғалтқыш. Асинхронды қозғалтқыштың айналу жиілігін реттеу тәсілі.

Ұсынылатын әдебиет:

- Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2.М.:Высшая школа 1987.

- Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978.

- Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

- Капылов И.П. Электрические машины. М. Высшая школа, 2000

Асинхронды қозғалтқыштың орнын басатын электрлік тепе-теңдік теңдеуінің теориялық сипаты ғана бар және оның тікелей жұмыс тәртібіне талдау жасауға және жұмыс сипаттамаларын есептеуге пайдалануға қолданыла алмайды:

-бірінші теңдеуден токтың мәнін анықтау мүмкін еместігі себебі Л₁-дің сан мәні жоқ және векторлар U₁мен Л дің арасындағы ығысу бұрышы көрсетілмеген; -статор мен ротор орамаларындағы токтардың арасындағы байланыс жоқ, ол асинхронды қозғалтқыштағы электромагниттің физикалық болмысына қарсы келеді. Бұл мәселе нақты асинхронды электрқозғалтқыштың магнит өткізгіші бар және статор мен ротор орамаларының өзара индуктивтігі мен болат магнит өткізгіші бар өзара индукцияланбайтын сызықтық эквивалентті электр тізбегі бар құрылғы электротехникалық тізбекпен алмастыру арқылы шешіледі. Ол үшін айналатын асинхронды қозғалтқыш әуелі қозғалмайтын (тежелген) трансформаторша істейтін активті тең екінші кедергісі бар екінші (ротордың) орамалы және шашыраңқы индуктивті кедергімен х2 алмастырылады. Ал одан соң, 1- «Трансформатор» бөлімінде, трансформаторға қолданылған әдістеме бойынша, екінші ораманың (ротор орамасы) өлшемдері бірінші орамаға (статор орамасына) келтіріледі. Мұнда электрлік тепе-теңдіктің (2.58) теңдеуіндегі асинхронды қозғалтқыш орамасынң активті кедергісі r₁ мен роторы орамасының r₂ Омдық кедергімен алмастырылады (R₁ және R₂)оған магниттендіру тізбегі болатын кедергісі R_cm қосылады, ол активті және реактивті құрамынан тұрады:

,

мұндағы I^'_µà гистерезис құбылысы мен құйынды токтардан болатын шығынды жабуға кеткен магниттендіргіш токтың активті құраушысы; I_µð^' - асинхронды қозғалтқыштың магнит ағыны Ф туғызатын магниттендіргіш тогының реактивті құраушысы. Осындай ауытқулардан магниттендіргіш токтың I^'_µ магнит ағынымен уақыт жағынан үйлеспеуі магнит өткізігш болатындағы магниттік шығын бұрышындай болады.Оның сан мәні былай анықталады:

,

Мұндағы

;

сонымен, егер нақты асинхронды қозғалтқышта ЭҚК Е1 ті өзара индукцияланудың кедергісіне түскен кернеумен теңестіруге болатын болса, (Å₁=¦_µjX_µ), ал трансформаторға келтірілген тежелген (тоқтатылған) қозғалтқышта ЭҚК болаттағы электр шығынына пропорционал болатын болат кедергісіне түскен кернеудің I_µ^'R_ıcò шамасына қарай өзгереді. Дегенмен, нақты асинхронды қозғалтқыштың келтірілгенге өту кезіндегі өлшемдерін өзінше түсіндіру бірін-бірі сандық жағынан айтарлықтай өзгеріс туғызбайды. Осыдан шығатын, асинхронды қозғалтқыш роторы орамасы өлшемдерін қозғалтқыш статоры орамаларының өлшеміне эквивалентті өзгерту, нақты қозғалтқыш роторы орамасының электрлік тепе-теңдік теңдеуіндегі қатынасын сақтау шарты бойынша іске асырылады (2.55). Егер теңдеудің екі жағын коэффициентіне ні көбейтсек, оң жағының соңғы қосылғышын тағы көбейтсек, ал онда мынадай түрге келеді:

0 = - егер:

Дата добавления: 2015-07-16