Лекция 1 Трансформаторлар
Асинхронды қозғалтқыштың орынын басатын эквивалентті электр сұлбалары
жүктеу/скачать 2,65 Mb.
|
Техн қонд эл маши лекция казакша
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.1. Асинхронды қозғалтқыштың эквиваленті алмастыру электр сұлбаларының параметрлері және оларды анықтау әдістері.
| 3. Асинхронды қозғалтқыштың орынын басатын эквивалентті электр сұлбалары. 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 тоқтың мәнін анықтау мүмкін еместігі себебі Л1-дің сан мәні жоқ және векторлар Ů1 мен Л дің арасындағы ығысу бұрышы көрсетімеген; статор мен ротор орамаларындағы тоқтардың арасындағы байланыс жоқ, ол асинхронды қозғалтқыштағы электромагниттің физикалық болмысына қарсы келеді. Бұл мәселе нақты асинхронды электроқозғалтқыштың 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 кедергісі бар екінші (ротордың) орамалы және шашыраңқы индуктивті кедергімен х2 алмастырылады. Ал одан соң, 1 – "Трансформатор" бөлімінде, трансформаторларға қолданылған әдістеме бойынша, екінші ораманың (ротор орамасы) өлшемдері бірінші орамаға (статор орамасына) келтіріледі. Мұнда электрлік тепе-теңдіктің (2.58) теңдеуіндегі асинхронды қозғалтқыш орамасының активті кедергісі r1 мен роторы орамасының r2 Омдық кедергімен алмастырылады (R1 және R2) оған магниттендіру тізбегі болатының кедергісі Rсm қосылады, ол активті және реактивті құрамынан тұрады: , (2.59) мұндағы І'Ұа гистерезис құбылысы мен құйынды тоқтардан болатын шығынды жабуға кеткен магниттендіргіш тоқтың активті құраушысы; ІҰр' - асинхронды қозғалтқыштың магнит ағыны Ф туғызатын магниттендіргіш тоғының реактивті құраушысы. Осындай ауытқулардан магниттендіргіш тоқтың ІҰ' магнит ағынымен уақыт жағынан үйлеспеуі магнит өткізгіш болатындағы магниттік шығын бұрышындай болады. Оның сан мәні былай анықталады: , (2.60) мұндағы ; (2.61) (2.62) сонымен, егер нақты асинхронды қозғалтқышта ЭҚК Е1 ті өзара индукцияланудың кедергісіне түскен кернеумен теңестіруге болатын болса (Е1=¦ҰjXҰ), ал трансформаторға келтірілген тежелген (тоқтатылған) қозғалтқышта ЕҚК болаттағы электр шығынына пропорционал болатын болат кедергісіне түскен кернеудің ІҰ'Rıcт 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 орамасының 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 (2.55) екі жағынан коэффициент іне көбейтсек, оң жағының соңғы қосылғышын тағы көбейтсек, ал онда мынадай түрге келеді: 0 = - (2.63) егер: ; (2.64) ; (2.65) ; (2.66) , (2.67) белгілесек, онда тежелген асинхронды қозғалтқыш роторы орамасының статор орамасына келтірілгендегі электрлік тепе-теңдік теңдеуіе аламыз: , (2.68) мұндағы Ė21, І21; R21; х21- сәйкес, трансформаторша жұмыс істейтін тежелген асинхронды қозғалтқыштың статор орамасына келтірілген ротор орамасының ЕҚК, тоғы, омдық және шашыраңқы индуктивтік кедергісі (2.31), (2.43) және (2.64) теңдеуіндегідей көрсетілгендей қозғалтқыштарға Е2=Е1 тән, бұл табиғи нәрсе, себебі ротор орамасының келтіру барысының нәтижесінде статор орамасымен w1=w2 және К01=К02 болып бірігісіп кетті. (2.25) пен (2.58) теңдеулерін ескере отырып, ратор орамасына келтірілген тежелген асинхронды қозғалтқыштардың электрлік тепе-теңдік теңдеулері жүйесін құрады. 69) (2.69) теңдеулер жүйесіне сүйене отырып, магнит байланысы ьар нақты асинхронды қозғалтқыш магнит байланысы жоқ сызықтық орын басушы эквивалентті электр сұлбасымен ауыстырылады. Мұнда ротор орамасында индукцияланатын ЭҚК Е2S=SЕ2 және индуктивті шашырандылық кедергісі х2S=Sх2 сияқты сырғанауға тәуелді өлшемдер, олардың қозғалмайтындай тұрақты мәндерімен R2 сыранауға тәуелді саналатын, ауыстырылады. Мұндайда тұтынылған қуат электр шығындары және электрлік процесстерді нақты қозғалтқышпен орнын басатын эквивалентті электр сұлбасында жағдайлар жағынан бірдей болады, бұл айналып тұрған қозғалтқыштың жұмыс тәртібін қозғалмай тұрған қозғалтқыш арқылы талдауға мүмкіндік береді. Асинхронды қозғалтқыштың орнын басатын эквивалентті электр сұлбасы электрлік тепе- теңдіктің толық теңдеулері жүйесі негізінде құрылады (2.69) ондағы электрлік кедергілері мен оларды жалғау сұлбалары, ол үшін Кирхгордың бірінші және екінші заңдары бойынша құрылған теңдеулер, электрлік тепе-теңдік теңдеуімен (2.69) дәл келуі тиіс. Ол келтірілген трансформатордың келтірілген сұлбасымен бірдей. 2.15-суретте көрсетілген асинхронды қозғалтқышты ауыстыратын Т-тәрізді сұлба делінеді, онда: Z1 =R1 +j х1-статор орамасының омдық R1 және шашыранды индкутивті кедергісінен х1 тұратын толық электр кедергісі; ротор орамасының омдық кедергінің келтірілген мәні R21 мен тежелген ротордың шашыранды индукциялық кедергісі: келтірілген асихронды қозғалтқыштың болат кедергісі Rст мен өзара индукцияланудың индуктивті кедергісінен хм тұратын магниттену тізбегінің толық электр кедергісі. Асинхронды қозғалтқыштың жұмысын зерттеу үшін Т тәрізді орынбасар сұлбасы ыңғайсыз, себебі сырғанаудың өзгертуінен барлық үш тармақағы тоқ, тіпті U1=соnst болғанның өзінде, өзгереді. Аса күрделі емес бірнеше түрлендірулер жасау арқылы асинхронды қозғалтқыштың орынабасу Т–тәрізді сұлбасынан Г-тәрізді эквивалентті сұлбасына өтуге болады. Егер ауысу (түрлендіру) процесін былай деп қарасақ: ; (2.70) ; (2.71) ; (2.72) , (2.73) онда Г-тәрізді орынбасу сұлбасы 2.16-суреттегідей түрге келеді.
Түзе коэффициенті кешенде реактивті құраушының аздығынан оның заттық бөлімі ғана есепке алынады: (2.74) оның сандық мәні С 1,05…1,02 аралығында алынады. Есептегенде, инженерлік тәжрибеге қолайлы болу үшін С-тың мәнін 1,0 деп алады, бұл Т және Г тәрізді сұлбалардың екінші тармағындағы тоқтар кешендерінің теңесуіне әкеледі (İ2ң= İ21). Бұл жағдайда х1 кедергісін ( ), елемеуге тура келеді бұл қуаттылығы кіші асинхронды қозғалтқыштарға тиімсіз, себебі олар үшін (х1>0). Орынының басудың Г тәрізді сұлбасында Т тәрізді сұлбада байқалған кемшіліктер жоқ. Соның көмегімен сызықтық электр тізбегінің теориясының белгілі өрнекті пайдаланып, асинхронды қозғалтқыштың әртүрлі жұмыс тәртібіндегі жұмыс сипаттамаларын есептеу жеңіл. İ0 синхрондылық тоғы болып табылады, оның сандық мәні асинхронды қозғалтқыш роторының синхронды айналу жылдамдық (n2=n1) кезінде тұтынылған тоғына тең, мұнда статор орамасы мен оның болаттарындағы тоқ шығындары ескеріледі. Мұндай режимді орнату, асинхронды қозғалтқыш білігін механикалық энергияның басқа көзіне, мысалы онымен полюстері тең синхронды қозғалтқышқа қосу арқылы айналдырғанда ғана мүмкін. Бұл кезде İ0 , тең (2.75) ол асинхронды қозғалтқыштың жұмыс режиміне (біліктегі кедергі моментіне) тәуелді болмайды, İ0 мен İ2ң тоқтары өзгерген кезде де өзгеріссіз қалады. 2.17-сурет. Асинхронды қозғалтқыштың орнын басудың Г-бейнелес эквивалентті анықталған электр сұлбасы. Егер 2.16-суретте көрсетілген сұлбадағы Ĉ кешенін оның модуліне С1, ал С1Z1 =Z1 мен C21 ŁZ2S1 = Z"2Sке алмастырса онда 2.17-суретте көрсетілген сияқты орнын басудың дәлденген сұлбасына өтуге (ауысуға) болады: онда (2.76) (2.77) 3.1. Асинхронды қозғалтқыштың эквиваленті алмастыру электр сұлбаларының параметрлері және оларды анықтау әдістері. Нақты асинхронды қозғалтқыштарда оның эквивалентті электр сұлбасымен орын ауыстыру нақты асинхронды қозғалтқыштың (2.57), (2.58) және эквивалентті алмастыру сұлбасының (2.69) электрлік тепе-теңдік теңдеуіне кіретін электр кедергісі мен электр қозғаушы күштерді анықтауға әкелді. Нақты асинхронды қозғалтқыштардың электірлі тепе-теңдік теңдеулерінде (2.57) және (2.58) статордың (r1) және ротордың (r2) орамаларының активті кедергілері деп аталатын, олардың орамаларына қолданылған өткізгіштердің омдық кедергілері R1 мен R2 ден және ротор мен статордың болаттарының кедергілерінен R1сm мен R2сm құйынды тоқтар мен гистерезис тағы басқалардан болатын тоқ шығындарына пропорционалды шығындар жиынтығы қолданылады, демек: (2.78) , (2.81) Асинхронды қозғалтқыш алмастыру электр сұлбасында (2.15-сурет) болаттардың кедергілері R1сm мен R2сm ротор мен статор орамаларының активті кедергілері қатарынан шығарылып магниттену тізбегіне оның толық кедергілерінің құраушысы ретінде енгізген: , (2.79) мұндағы , (2.80) ал хм- ротор мен статор орамалары арасындағы индукцияланудың индукциялық кедергісі. Шынайы асинхронды қозғалтқыштың электрқозғаушы күштері Ė1 мен Ė2 (2.31) мен (2.38) теңдеулермен анықталады. Асинхронды қозғалтқыштың эквивалентті электр сұлбасын құру негізіне салынған электрлрік тепетеңдік теңдеулер жүйелеріндегі (2.69) электр қозғаушы күштер, (2.62) тегіден өзінің мөлшері жағынанда, физикалық мағынасы жағынан да ерекше (өзгеше): Ė1 = Ė11 – İҰ' R1cm (2.81) мұндағы Е1- асинхронды қозғалтқыш статоры орамасында индукцияланған нақтылы ЭҚК (2.31); Е11- асинхронды қозғалтқыштың сұлбасындағы (2.16-сурет) эквивалентті магниттнеу тізбегіндегі Z0=Z1+ZҰ түскен кернеудің І0 ZҰ құрамдас бөлігі сияқты жасалған ЭҚК. Асинхронды қозғалтқыштардың эквивалентті алмастыру электр сұлбсаында жасалған кейбір елемеушіліктерді (2.16-сурет) ескерсек онда статор орамаларының электр кедергілері мынадай математикалық өрнектер мен физикалық мағынаға ие болады: , (2.82) мұндағы Z1 статор орамасының толық электр кедергісі; R1- статор орамасы өткізгішінің омдық кедергісі; х1-статор орамасының индуктивті шашырау кедергісі; , (2.83) мұндағы Z2S1- орамасының келтірілген толық электр кедергісі: R21-ротор орамасының кедергісі; х21 ротор орамасының келтірілген индуктивті шашырау кедергісі; S - асинхронды қозғалтқыштың сырғанауы: , (2.84) мұндағы Z0 – магниттену тармағының эквивалентті кедергісі; Z1 –(2.82) мен ZҰ - (2.79). Нақты асинхронды қозғалтқыштардың эквивалентті алмастыру электр сұлбасының кедергісін анықтау (2.16-сурет) өлшемдері де болып табылатын. Бір мезгілде нақты асинхронды қозғалтқыштың да өлшемдері болып табылатын эквивалентті электр сұлбасының кедергісін (2.16-сурет) анықтау аналитикалық немесе тәжрибелік жолмен, эмприкалық өрнектерді немесе катологтағы мағлұматтарға пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Асинхронды қозғалтқыштардың эквивалентті алмастыру электр сұлбасының аналитикалық есептеу жағынан анықтау, қозғалтқыштың геометрикалық өлшемдерін, ойықтар санын, статор мен ротор тістерінің санын, статор мен ротор орамаларының өлшемдерін білудің керектігінен қиындық туғызады. Асинхронды қозғалтқыш пен эквивалентті алмастыру электр сұлбасымен элементтерінің өлшемдерін анықтаудың есептеп шығару тәсілінің кұрделілігі, оны "Электр мәшинелері" пәнінің арнайы бөлімдеріне жатқызады. Асинхронды қозғалтқыштардың эквивалентті орнын басу электр сұлбасын анықтаудың ғылыми тәжрибелік жолы асинхронды бос жүріс пен қысқа тұйықталудың тәжрибеден алынған мәліметтері болуын талап етеді. Синхронды бос жүріс мен қысқа тұйықталу тәжрибесінде асинхронды қозғалтқыш қалыпты кернеулі U1 = U1н үшфазалы желіге қосылады, ал оның айналу жылдамдығы механикалық басқа энергия көзінің көмегі арқылы синхрондылыққа келтіреді (n2 =n1). Осы күйде синхронды бос жүріс кезінде тұтынылған тоғы І0 пен активті қуат Р0 өлшенеді. Көпжағдайда, қорытындының дәлдігіне ерекше талаптар қойылмайтын кездерде, синхронды жүктеусіз жұмыс тәртібін мұнда n2 = n2х nс; І1= І1х І0; Р1= Р1х Р0 деп алып асинхронды қозғалтқыштың жүктеусіз жұмысымен ауыстыруға болады. Қысқа тұйықталу тәжірибесі кезінде асинхронды қозғалтқыштың роторы тежелген (ротордың фазалық орамасы қысқа тұйықталғанда) кернеуі статор орамасындағы тоқ қалыпты жағдайдағыға жететін мөлшерге І1к= І1н дейін төмендетілген үш фазалы тоқ көзіне жалғайды. Статор орамасына берілген кернеу U1к және қозғалтқыш тұтынған активті қуат Рк өлшенеді. Бос жүріс пен қысқа тұйықталу тәжрибесінен алынған мағұлыматтарды пайдаланып, асинхронды қозғалтқыштың орнын эквивалентті басатын электр сұлбасының өлшемдерін сызықтық электр тізбектері теориясынан белгілі өрнектер арқылы есептейді. Магниттену тізбектері кедергісі Z0: , (2.85) мұндағы Z0- магниттену тізбегі кедергісінің кешенді модулі; Ů1х = U1н-асинхронды қозғалтқыштардың статор орамасындағы қалыпты кернеуі İ0 = İ0e¯jΦ0 синхронды бос жүріс жұмыстық кешенді тоғы І0; - тоқ І0 пен кернеу U1н (2.86) арасындағы геометриялық градуспен берілген, уақытша ығысу бұрышы: жүктеу/скачать 2,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|