_а

КАЗАХСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ Б1Л1М ЖЭНЕ РЫЛЫМ МИНИСТ^ЛШ Алматы энергетика жоне байланыс институты

Раушан Манаповна Шидерова

Жусшбек К,усайнбекулы Эм1ров

ТУРАКТЫ ТОКТЫН ЭЛЕКТР МАШИЯАЛАРЫ ЖЭНЕ ТРАНСФОРМАТОРЛАР

Оку куралы

Алматы 2004

>'сМ.

- , ;

- Lj

УДК 621.313

Турэкты токтын элек'ф машиналары

жэне траисформаторлар:

Оку куралы /P.M. Шидерова, ЖД. Эм1ров;

АЭжБИ. Алматы, 2004.-83 б.

Оку куралыпыц бвл1мдер1нде туракты токтын электр машиналардыя жопе трансформаторларды н курылысы, эрекет принциитср!, туракты жэне отпел! жумыс ережелср!, непзп эксплуатациялык мшездемелер! каралады. Оку куралы барлык мамандыктар студенттерше арналган. Кесте 2, Без. 93, Библиогр.-9 атау.

ГИКХР ББРУШ1: Казак Улттык техникалык, университеттш ЭЖжА кафедрасыныц техн. гыл. канд., проф. М.А. Нурлыбаев, техн. Fbui. докт., проф. П.И. Сагитов.

Казахстан Республикасы Бшм жэне Рылым министрл1пнщ 2004 жылгы баспа жоспары бойынша басылады.

CD 00

гика жене байланыс институты, 2004 ж-

Kipicne

Электр машиналар жоне трансформаторлар энеркэсште, тасымалдауда, курылыста жэне техниканын баска салаларында кен колданады.

Олардын артыкшылыктары - жогары пайдалы эрекет коэффициент!, электр энергияны турлещйру аркылы алые аралыкда жетюзу жэне электр жетеп аркылы механикалык энергияга турленд!рш эртурл1 машиналардьщ, кондыргылардьщ жумыстарын камтамасыз ету.

Электр машиналары ертурл! куаттарга, кернеулергс жэне айналу жишктерге орындалады. Олар жогары сешмдш1кпен жэне узак вм1рлжпен, женш баскарумен жэне жумыс кызметшщ ынгайлылыгымен сипатталады.

Оку куралы ек1 бел!мнен куралган: 1) турацты токтьщ электр машиналары жэне трансформаторлар, 2) айнымалы токтын машиналары.

Электр машиналардьщ ep6ip тур! ушш жалпы теорияньщ жагдайлары, курылыстарынын ерекшелхктер! жене сипаттамалары каралган.

rt

Бул оку куралы "Электромеханика", "Электр желшер! жане тораптары", Электр станциялары", "Электр жабдыктау" мамандыктар бойынша окьш журген студенттерге арналган.

1 Туракты токтын электр машиналары

^Ю т

Туракты токтын машиналары электр цозгалткыш жэне электр генератор

0 ретщде колданылады. Туракты токтын машинасы деп, механикалык тузетк1ш! (коллекторы) бар машинаны айтады. Коллектор туракты токты ауыегталы токка алмастырады, ce6e6i якорд!н, (ротордьщ) т!збепнде тек ауыспалы ток аккан кезде

| энергиянын узд1кс1з электромеханикалык 63repici от!п турады.

Туракты токтын козралткыштары жаксы реттелед1 жэне олар артык салмак каб1летт: болады. Сол себептен оларды эртурл! механизмдердан жетегшде:

¹ металлургияда (прокат стандар, транспортёрлар), транспортта (электровоздар, трамвайдар, троллейбустар т.б.), жук квтеру жене жер казу курылыстарында (крандар, эскаваторлар), те«Ь жене дария кемелершде, металлбаптау, кагаз, токыма енеркэсштершде колданады. К^уаттар к!Ш! козгалткыштар автоматиканын кал жуйелершде колданады.

Туракты токтын генераторлары бурында туракты токтьщ козралткыштарды, i аккумуляторларды жэне электролиз ванналарды электр энергиясымен камтамасыз ететш автомобильдеп, самолетл-eri, вагондардагы эртурл! тутынушыларды электржабдыктау уш!н цолданатын.

Эксплуатациядагы укыпты Kyrin т5лейт1Н, ал сол себептен машинанын

! мыктылыгын кем1тет1н щеткалы-коллекторлы аппараттьщ туракты токтьн

машиналарынын imiae. ^ру.^зирйы«-«емш1дшяе-жатадш7ОШ себептерден каз!рп

жартылпй транспорт!а

уакытта стационар Й^^ШШШ^^^Ю1^сЖШЙ

Казахский агротехнический университет нм.ССейфуплинз,

г.Астана,

етк1зпш тузетк1ш гермен

жартылай етшзпш тузеткшггермен 6iprc ютейтш синхронды генераторлар колдана бастады.

1.1 Туракты токтын. электр машиналарыньщ курылысы жене жумыс icxey принциптер!

1.1.1 Туракты токтын. электр машиналарыныц курылысы

Туракты токтын. машинасыньщ козгалмайтын бипп статор (индуктор), ал айналатын 6eniri якорь (ротор) деп аталады. Статордын, станина /, непзп 2 жене косымша 3 полюстерден курылады. Статина подшипниктердщ кзлкандарымен магнит отшлштщ 6ip 6ел1г1 болды, себеб! ол аркылы магнит агыны туйыкталады. Статина механикальщ мыктылыры жеткшктл жэне магнитик ет^мдшю улкен материалдан (болаттан) жасалады. Станинаныц теменп жагында фундаментке бетитетш табандары бар, ал айналасында непзп жене косымша полюстерд1 беютуге арналган теактер бар.

Непзп полюстер машинаньщ непзп' коздыру магниттж 9picTi куруга арналган. Непзп полюс октама 4 жене коздыру орамалар 7,5-ден курылады. Октамалар калындыгы 1-2 мм жаныракты конструкциялык болаттан жасалынады. Иолюстерд! станинага болттар аркылы бек1теД1. Полюс орамапары изоляция л анган кабыкка оралган мыс етюзпштерден орындалады.

К,осымша полюстер 3 куаттары 1 кВт-тан артьщ машиналарда ушкындауды азайту yoiiH колданады. Косымша полюстер октамалар ' жэне орамаларда курылады. Орамалары якордщ орамасымен т1збектч косылрандыкпен онын отк1зг1штер1Ш!{ колденец кимасы машинаньщ толык жумыс тогына есептелед1. Косымша полюстер непзп полюстердщ арасына орналасады да, станинага болаттар аркылы бек!Т1лед1.

1 А

2

1.1.1 -сурет. Туракты токтьщ электр машиналарыныц курылысы

Якорь бппк 10, магнит етюзпш //, орама 12 жэне коллектор 6-дан курылады. Якорд1н октамасы калындыгы 0,5мм штампталган жука табакты улектротехникалык болат пластиналардан жяналады. Пластиналар ек! жагын

изоляциялык лакпен жабады, кепт!ред1, пакеттерге жинайды да якорд1ц б1Л1Пне кондырады. Октаманьщ бетпаде якорь орамасы жататын бойлык ойыктар бар. Машинаньщ салкындатуын жаксарту ушш октамада аксиалды жене радиалды вентиляциялык арналар жасалады.

Якорд1н орамасын денгелек немесе турабурышты келденец к,имасы бар мыс втк1зг1штен жасайды. Якорд1ц ойыктары, ораманыц втк1зг1штер1мен толтырганнан кейш текстолит немесе гетинакс сыналарымен жабылады. Якордщ орамасынын мандайшаларын орама устагашка бандаж аркялы т!ркейд1. Коллектор миканит сыналарымен белшген мыс лластиналардан курылады. Коллектор пластиналар жыйнагы болат корпустан ек[ миканитт! манжетамен изоляцияланады.

Туракты токтын машиналарында керсет!лген белшектерден баска щеткалы курылгы жэне алдыцгы (коллектор жагынан) жене арткы калкандар бар. Ораманын сырткы шы^к.а1! етюзпштердщ ушьщтары клеммалык. цапка шыгарылады. Вентилятор машинаныц вентиляциясына кажетт1 ауа машинага коллектор жашнан К1ред1 жылынган белшектерден (коллектор, орамалар жене октамалардан) етедд де, карсы жактагы шарбак аркылы шырып кетед!.

1.1.2 Туракты токтын машинасыньщ жумыс icTey принцип!

1.1.2-сурет

1.1.3-сурет

Машинаньщ непзп полюстер^нде коздыру орама 2 бар. Бул орама мен туракты ток /*; етш Ф% коздыру акынды тудырады. Коллектор 4 уст^нп кабатымен щеткалар Л мен 8-га косылып тур, олар коллектормен тайганакты контакттарды жэне якор орамасын сырткы т1збекпен косуды icne асырады. Егер де жетект1 козгалткыш аркылы сагаттш журю^ие Kepi якорд] айналдырсак;, онда орамасында маг^пнитт1к агын Фц лезд! mbhj e=Blv 3KJK-ii индукгхиялайды.

_J

Генератор жумыс штеп турганда якорь айнальш кещстекте эртурл! жардайда болады, ал сол себептен якордщ орамасында ауыспалы 3Rj( коздырылады. Егер де машинада коллектор болмаса онда сырткы лзбекте (жуктеме R-де) ток ауыспалы болатын ед1, ал коллектор жэне щеткалар аркылы якордщ орамасындагы ток сырткы т!збекте толыксыган (пульстелген) токка, ярки багыты взгермейтщ токка айналады. Мысалы 1.1.2 суретте ток сырткы пзбекте 4 щеткадан В щеткара багытталран. Егер де, ещи ораманы 18(f- ка бурсак,, онда орамдагы токтын багыты Kepi кайтады, 6ipaK щеткалардьщ карама-карсылыктары ал сонымен 6ipre сырткы т1збектеп токтыц багыты езгермейд1. Буньщ себеб!, орамадары ток багыты озгерген кезде щетка астындагы коллекторлык пластинаньщ жагдайы езгередь Сод ссбептен, А щетканыц астында солтустж магнитик полюстщ астындагы етшгштен крсылган пластина, ал В щетканыц астында оцтустж магниттш лолюстщ астындагы втк^зпшпен косылган пластина эркашан табылады.

Сонымен, щеткалардыц кдрама-кдрсылыгы, якорь орамасыньщ орам санын кебейту аркылы азайтуга болады. Мысалы, 16 орам бар кезде токтын тамыр согуы байкалмайды да, сырткы габектеп токтьщ багыты мен MDHi туракты деп есептеуге болады. Туракты токтьщ машинасы козгалткыш ережес1нде жумыс 1стеуге онын якор т1збег!н щетка аркылы туракты ток жел^ге к,осу керек. Якорь орамасындагы ток коздыру магниттж epiciMen езара эрекет аркасында электромагнита к куш F-jm пайдалы болады, да ол сагат пл1Н1н, журю!не кдрсы айначдыратын электрмагнитак момент М_Эм-т курады (1.1.3 сурет). Якорь 180^й-ка бурылганнан кей1н электромагнитт1к куштер ездершщ багыттарын езгертпейд), ce6e6i ораманыц арб!р отк!зпш1 6ip магаитак полюстщ зонасынан ек1нпп магнитт1к зонасына вткей кезде бул етизпштердел токтардъщ багыты ауысады. Сонымен, турак.ты токтьщ козгалткыштарында коллектор жэне щеткаларга жуктелген м!ндет - якорь орамасындагы втк1з11штерд1н токтарыныц багытын езгерту.

{.?. Туракты токтын машиналарьшьщ якор орамалары Нег\зг1 угымдар

Якорь орамасы коллекторга косылган белгш1 жардаймен якорд^ц октамасьшда орналаскан втк1зг1штерд1н бекггул! жуйес!.

Якорь орамасынын элемент! ретшде ек! коллектор пяастиналарьшда косылгаы секция (орам) еселтеледь Секцияньщ ойыкты белшегшщ арасы полюс

бвл!г1 Г^а тец немесе одан азгана айырмасы бар

т=тЮ/2р, (1.2.1)

мунда On - якор орамасынын. диаметр!, мм.

Якордщ орамасы эдетте exi кабат болып орындалады. Олар мына параметрлармен мшдеттеледк 5-секцияныц саны; Z-ойыктардьщ саны; S₀^S/Z-6ip

ойыкка келет^н секцияньщ саны; flff=N/Z-Qip ойыктары ойык жак.тардьщ саны. Dip

секииянын жогаргы ойык жагы баска секцияньщ теменп ойык жагы элементарлык ойыкты курады. Накты ойыктагы элементарлык ойыктардын саны ойыкка келетш секциялардьщ санына белпленед1 (1.2.! сурет).

Якорь орамасынын схемасынан жайылу

$о~1 Ьо-2 жасайды жене секцияларды 6ip орамды кылып

Г7тд _m „щ хгт керсетедк Бул жагдайда ек! ойык жагы бар, ep6ip секцияра б!р элементарлык ойык сэйкес

^jу, ', ЩШУ, Секциянын аягын коллекторлык пластинага

1.2.1-сурет. Элементарлык. ойыктар

якорь орамаларыньщ турлер1 колданады: жай тузакты, куранды тузакты, жай толкынды, куранды толкынды жэне туйдектескен.

косады: эрб1р пластинага секцияньщ басын жене баска секцияньщ аягын косады, ягни эрб!р секцияга 6ip коллекторлык пластина Z=2Zt келед1. Сонымен, якорь орамасына эд1лд! S~Z₃=K, мунда Z₃- элементарлык ойыктардын саны; К- коллекторлык пластиналардьщ саны. Туракты токтын машиналарында келес!

1.2.1 Якордщ жай тузакты орамасы

4 5 ^Л6 7 8 9 10 IГ12

1.2.2-сурет.Тузакты ораманьщ кадамдары

Жай тузакты орамада np6ip секция катар жаткан ею коллекторлык пластиналарга косылады. Октамага секцияларды тесегенде эрб!р келес! секцияньщ басы алдыцгы секциянын аягымен косылады: якорд1 айналып

+6А

1,2.3-сурет. Жан тузакты ооаманын жайылу схемасы

шыкканда ораманьщ барлык. секциялары теселш шыгады. Лкырында, секциянын зяры 6ipiHmi секцияньщ басьщен косылады, ягни якор орамасы кулыптанады. Ораманын каламы - якорь уст!мен секциялардьщ

_J

жактарынын аралыгы: 6ipiHiui жарым-жарты кадам У}\ екшш! жарым-жарты кадам У₂ жене нэтижел! кадам 7(1.2.2 сурет).

Нотижел! кадамныц ойык санымеы мэн!

Y^Y,-Y₂ (1.2.2)

Bip секциянын басымен алгы крсылган ею коллекторлык пластиналардын аралыгы коллектор бойьшша кадам Y_K деп белпленсдь Якорь бойынща кддамдарды элементарлык ойык, аркылы бшд1р!лед1, ал коллетор белшектер! (пластиналар) аркылы б1лд1ршедК

Жай тузакты орамаларда ep6ip секциянын. басымен алгы катарлы жаткан коллекторлык пластиналарга косылады, сондыктан Y ~Y_K=L

Bipiumi жарым -жарты кадамньщ M9Hi

Y,=Zy'2p±S, (1.2.3)

мунда £"-б1рден аз кейб^р мелшер, оны альт не косу аркылы кадам Y_rmn

толу саны мэнш табады. EKiHiui жарым -жарты кадамньщ меш

Y_?=Y,-Y^Yrl. (1-2-4)

Мысалы

Тортполюст! (2р=4) туракты токтьщ машинасыныц жай тузакты якорь орамасыньщ к.адамдары есептеу жэне жайылу схемасын орындау. Секцияныц

саны S=4.

i жарым- жарты кадамньщ мши: Y_s =Z^2p±e-!2/4=^ ойык-i жарты-жарым кадамньщ мэнк Y₂=Yi -У=Т;-7-=3-/-2ойык,. Ораманьщ схемасын орындаудьщ алдында барлык, ойыктармен секцияларды белплеу керек, магнит полюстерд!н контурларын туфу.жэне олардыц карама-карсылыктары керсет!лу керек.

Орама 6ip б!р1не параллелд! косылган параллельд1 тарамдар деп аталатын 61рнеше тармактан курьмады.. Op6ip параллель тарам Т1збектеп косылкан секцияларды 1шше ирпзедь Якорь орамасыньщ ЭЩ-\ 6ip параллель тарамдьшьщ Э1\К-тщ мэн!С1не тец, ал ораманьщ тогы барлык тарамдардьщ косынды мон!с1мен белпленед1

. I_a=2aia, (1.2.5)

мунда 2а-якорь орамасыньщ параллель тарамдардьщ саны;

;_а- 6ip параллель тарамнын торы.

Жай тузакты ораманьщ параллель тарамдардьщ саны машинаньщ непзп гюлюстер санына тец, ярни 2а =2р.

1,2.2 Якорд1ц жай толкынды орамасы

Жай толкынды ораманы эртурл! жуп полюстерд1н астында жаткан т^збекгеп косылган секциялардан турады.

Жай толкынды ораманы секцияларыньщ аяктары 6ip-6ipiHeH коллектор бойьшша 6ip кадам аралыгы Y_K~ Кбар коллекторлык пластиналарга косылады.

Якорд1 айналып шыкканда машинаньщ жуп полюстер санына тец секциялар жаткызылады: ец аяккы секцияныц аяры бастапкы турган пластинаньщ касындагы турран пластинара косылады.

Коллектор бойынша жай толкынды ораманьщ кадамы

Y_K=Y^K-l)/p. (1.2.6)

1.2.4-сурет. Толкынды ораманьщ кадамдары

BipiHini жарым- жарты кадамды (1.2.3) аркылы табады, ал екшш! жарты-жарым кадамы Y₂= Y =Т) - ге^ тек.

Мысалы

Тертполюст! (2р=4) туракты токтыц машинасыныц жай толкынды якор орамасыньщ кадамдарын есептеу жэне жайылу схемасын орындау. Секцияньщ саны S=13.

BipiHUii жарым- жарты кадамныц меш: Y/ -Z-J2p±e=l3/4+1/4=3 ойыц. Нотижел1 кадамньщ мэн1: Y_K =Y-{K-J)/p^(13~l)/2=6 ойьщ.

Екш1ш жарты-жарым

кадамныц мэш: Y₂= Y -Y^-3=3 ойык. Якорд! 6ipi_Hmi рет айналып шыкканда 1 жэне 7 секцияларды жаткызамыз (1.2.5). Еюшш рет айналып шыкканда 13 жэне 6 секцияларды жаткызамыз т.б. барлык 13 секцияны жаткызганша жэне ораманы беюткенше содан кеЙ1Н щеткалардыц карама- карсылыгьщ аныктаймыз.

\ .2.5-сурет, Жай толкынды ораманьщ жайылу схемасы

тэуелд1 емес жэне еркашан eKire тен.

1.2 Туракты токтын машинасыныц электр козраушы жене электр магнит момент!

1.3.1 Электр козгаушы купи

Туракты токтын машиналарында эдетте полюс астындагы ауа садылауыь ца магнитт1К индукция АВСД трапециялык кисык турде тарайды firep де АВСД

Ораманьщ электр схемасынан орама eKi парацлель тарамньщ курылатыны KepiHin тур, ягни 2а=2. Жай толкынды орамалардыц' тарамдар саны полюстер санына

(-непзп полюстер; 2- коздыру орама;

3-якорь; 4-станина

1.4.1-сурет. Бос жур!с ережедеп магниттш ерктер

келемд! ген шамалы турабурыш ЛЕЕД-мен алмастырсак. онда полюс астындагы индукцияныц орта мвшс-i В_ф-т& тен. Бул жагдайда электр магнигпк индукция зацы бойынша 6ip етюзпште индукцияланатын ЭКД-т'щ орта мэш тен

eop^Bopl_av, (1.3.|

мунда i_a- якордщ жалпы узындыгы, м;

v- якордщ айналма жылдамдыгы, м/с.

Егер де ораманы курайтын етюзпштердщ саны N-га тец, ал параллель тарамдар саны 2а боса, онда ep6ip тарамда N/2a б!р1мен 6ipi т!збектелш косылган втк!зпштер болады.

Б1р параллель тарамдыньщ, ягаи электр машинаньщ 3I(K-i тен

E_a=e_Op(N/2a)a_!~ B_0Fl_a v(N/2a)(Xi, О -4-2)

мунда а,=#/г-подюстщ асыру коэффициента Егер де Д,-якордщ диаметра ал п-машинанын айналу жишл (ай/мин) болса, онда

Енд! Е_а=(2р п /60) v В_Ор l_a (N/2a)а/ болады.

Пайдалы агын Ф=В_Орт1_ащ болгандыктан, акыргытурде:

Е =-

60 а

1.3-Ьсурет. Ауа санылауынын магнитт!к индукциянын 1

(1.3.3)

мунда С_е=2р п /60 г- тан осы машинаньщ туракты шамасы.

1.3.2 Электр магниттж момент

Якорь орамасынан ток аккан кезде ep6ip етк!зг1шке электрмагнитпк куш

эрекет етед{

F-j.y =HAA И 3 41

Ауа сацылауында элек1рмагнитт1к куш 6ip уакытта ойыктарда jV етшзпштерге эрекет етед1. Сондыктан, туракты токтын машинасынын электрмагнитпк момента

M=F_3MN(DJ2)= B_Opl_a (lJ2a)(M/2a)a_v /t

Пайдалы агынньщ мэшн койганнан кей(н, жене D_a ~2рт/тг-ге екешн еске алсак,, онда акыргы турде

pN ■' - ■

мунда Сд./- моменттщ туракты шамасы.

Машина козгалткыш ережеде жумыс 1стеген кезде электрмагнитт^к момент айналгыш, ал генератор ережеде тежеу^ш (жетек козгалткыш айналдыру момент!не Kepi).

Егер де (1.4.5)-ге пайдалы агыннын, мэшн (1.4.3)-гак.ойсак, онда моментт1н. таты 6ip TypiH табамыз

I =9 45^-

¹ a v-5 ,

(&п\ р_

(1.3.6)

^2mj n

мунда P\j=EJ_a- туракты токты машинаныц электрмагниттгк куаты.

1.4 Туракты токтын, машинасынын магнитик epici

1.4.1 Бос жуР'с ережеде туракты токтын машинасынын. магнитик тззбеп

Туракты токтын машинасынын 'магнитпк жуйеа станинадан, полюет] уштыктары бар непзп полюстерден, ауа сацылаулардан жене якорь октамасынан курылады.

Тертполюсп машинаньщ магнитпк ер!сщщ тарау 1.4.1 суретте корсетшгеч. Машина бос жур^с ережеде icren тур, ягни МЩток коздыру орамамен курылады,

ал якор орамасында ток

Непзп полюстерд!н агындары ек! белжтен турады: улкендеу бвл1к непзг1 магниттш агын Ф, ал К1ШШ1К бвл1ктен сешпу коэффициент а аркылы есептелед!.

Бос жур!с ережеде жуп полюстерге коздыру

ораманьщ ■ магнитт'к

кернеулердщ косындысымен белпленед!

0.4.1)

мунда F& F_z_ Ffj, Fg жэне F_Cr ау^а сацылаудьщ, якорь tsc кабатыньщ, цепзп полюст1н, якорь аркасыныч жэне станинаньщ магнигпк кернеулер}.

Магнитт1к Т1збектщ тармактары 6ip 6ipmen мвлшермен жене кандай материалдан жасалганымен айырылады. Осы себептен магнигак эртурл! фмактарыньщ есептеу жолы жене формулалары б1рдей емес.

Алдымен, машинаныц Е_а ЭЩС~\ бершген кезде оган сэйкес керект! негЬг) 1гнитт1к агын табылады

Ф^бОаЕа/pNn. (1.4.2}

Магнитт1к Т1збект1н, эр тармагыньщ магнитик индукииясь; былан табылады

10

В^Фх/Sx, (1.4.3)

мунда В х- магнитпк табектщ осы тармактагы магнитпк индукциясы, Т; Sx - осы тармактын, келденец кимасы, м,

Содан кей!н

6) Л^-Аи-^х^ магниттеуий немесе

кестелер аркылы

тармакдардьщ магнитт1к эр1стершщ кернеулштер! табылады да тендеу (1.4.1) аркылы магниттж

кернеулер! аньщталады. Ец аяккы коздыру ораманьщ ЭКД-i белгшенед!.

Магшгт'к . кернеулердщ мвндер1 ертурл! тармактар ушш бпрдей емес, ce6e6i осы тармактардьш магнитпк кедерп'лерше тэуелд!.

1.4.2 Туракты токтын машинасыньщ якорь

реакциясы

Машина жуктелген кезде оньщ ■ якорь

а) коздыру орамамен курылган; б) якорь орамамен курылган; в) нэтижел! epic, г) келденен. якорь реакциясы 1.4.2-сурет. Туракты токтын машинасыньщ магниттж epicmm мшез!

орамасымен ток агады да. сонын себеб!мен якордщ MKJ(-\ пайда болады. Машинанын нег1зп

магнитик epiciHC якордщ , MKft-imn . ' acepi якорь реакциясы деп аталады, Егер машинанын магнитпк т!збеп каныкдан болса, онда коздыру ораманьщ F_K MKfi-i жэне якорь ораманьщ F_aq MKJ(-i aya саньшауынан магнигп'к агындарды етк1зуге жумсалады. Онда керсетЫген МКД-търдщ орнына оларга сейкес коздыру агынды жэне якорь реакциясыныц агынын карауга болады. Бос жур1с кезшде коздыру агьш Ф% машинанын бошшк, 6miriMeH багытталады (1.4.2а сурет).

Машина жуктелген кезде якордщ F_aq MfsK-iueu курылган агын Ф_ад еК1 полюет! машинада машинань>н б!Л1Пмен багытталады (щеткалар геометриялык нейтралда турганда 1.4.26 -сурет).

Якорь реакциясыньщ эрекет аркасында непзг! полюстерд1к бзл1пне карай . машинанын магнитпк epicimH симметриялык тарауы бузылады да нетижел1 epic непзп полюстердш 6ip шет!не карай ыгысады (1.4.2в сурет). Бул жагдайда физикалык нейтраль 0-d (якорд!ц индукциясы нельге тед нуктелердд . косатын сызык)

геометриялык нейтраль 0-0-ге

Караганда кейб!р бурыш /%га бурылады. Генераторда физикалык нейтраль якорь айналу жагына бурылады, ал козгалтцышта ■ - айналу жагына Kepi бурылады. . .. ^оздыру орама

j .4.3-сурет, Туракты ток машинанын. ауа сакылауындагы индукциянын. тарауы

шогырланган болгаыдыктан оньш Kypraii Fx; =f(X) MKfc-t'm турабурышты трапеция болады. Мунда F_K 6ip aya сацылауына келеа1н МКК, ал индукция ^к ^ff-Ю кисырыньщ Typi кисык сызыкты трапеция (1.4.3 сурет).

Faqx rf(%) ^жэне онымен к,урылатын %шрг€00 индукциянын кисыктарын

салу уш1н орамасын шогырланган деп ессптейм1з. Онда толык ток зацы бойыиша якор MKJC-imn (непзп полюстщ бшпнен X арашылыкта контурды бойлай айналып откендеп) эрекет! тен

2F_aqx=2XA, (1.4.5)

ал 6ip aya санылауына келет1Н MKJK.

F_aqx=±XjU ■ ■ (1.4.6)

мунда A=Ni(/xD_a- якордщ сызыкты жуктеулш {чкощщ шeнбepiнiн 1 см-не келет1н ампер саны).

Осы ссбептен якорд^н MKJOmn сызыгы F_aq езгеред!: непзп полюстщ ортасында ол нельге тен, ал щеткалар турган жерде оньщ мэш максимал (1.4.3 сурет). Егер де магниттш жуйе каныккан болса, онда ауа санылауындагы магнит индукциясы тен

Bap^toFag/Sx^JJofX'SxtA (1.4.7)

Полюстщ астында онда ауа санылауы Sx туракты болгандыктан B_aq сызыкты 93repeflj, ал полюс^н арасында ауа санылауы 5_Х кенет езгеред!, сол себептек индукция B_aq кенет азаяды, яти индужция тарау кисыгьшыц [B_aqx~f(X)J тур: ер токымды болып калады (1.4.3 сурет)^нотижел! индукцшшыц Вн$_т=$(Х) тар^у кисыгыньщ тарауын кисыктар Bg^f(X) жоне ординаторлык алгебралык.

12

13

аркылы табамыз. Бул кисыктык (1.4.3 сурет) индукцияныц В мошс] непзп полюстердщ шеттерщщ астына келед!

Кррытынды

Якорь реакциясы туракты токты машиналардьщ жумысына жагымсыз эсер

етед!:

а) физикалык нейтраль геометриялык нейтрал ьга Караганда бурыш /З-га

ыгысады;

б) ауа сацылаудагы нэтижел! индукциялык тарау кисыгы бурмалып кетед] жэне Heri3ri полюстщ 6ip шетшдеп индукциясы еседд де секцияда кернеуд!

улкейтед1.

Егер де магнитик жуйе каныкпаган болса, онда ауа санылауындагы нэтижел! индукциялык кисыгы якорь реакциясыньщ есер!мен бурмаланады (2.3.3b сурет). Сондыктан, жуктемел! кезшдеп нетижел1 агын Фнвт бос жур1с

кез!ндег! агын Фцж~^{ке т}ен-

Ал магнитт1к тЬбек каныккан кезде якорь реакциясы нэтижел! агынды азайтады. Р_щ MKJC -тщ агын Фдат-ге эсер!н аныктау ущш ауа санылауындагы нетижел! В_ивт индукциясынын нэтижел! F^qj кернеул!ктен твуелд1Л1Г1Н карайык

(1.4.4 сурет).

онх

1.4.4-сурет. Якорь реакцияньвд

магнитс1зденд1ру эрекет!Н аньщтау графип

Коздыру F_K MKK ауа саньиауындагы жене 6ip Tic кабатындаш магнитпк KeflepriHiH карсылыгын женуге жумсаладьт. Полюстщ арасында жаткан нуктелерде МЩ ВкгВоп' индукцияны курады_; себеб! бул нуктелерде F_aqx=0. Егер де солтустш полюст1ц он шеттне жакындасак, онда В_иэт индукция В&цх индукцияга есед!, ce6e6i мунда MKJX. (Fk+ F_aqx) эрекет етед!: полюст1Ц сол шетше жакындаганда бул нуктелерде В_Нет индукция В_Солх индукцияга дей1н темендейд1, себеб! мунда ЬЩК {F_K -орекет етед1. BipaK та тэуелд!к

Внэт~/(Х> сызыксыз болгандыктан од жагындары индукциянын eciMi сол жа*ындагы индукцияныц азаюынан аз болады да, осы себептен машинанын нвтижел! агыны азаяды (2.3.3в суреттеп индукция кисыгьшын штрихталган саласын караныздар).

Магнитт1к агьшньщ азайганы машннаньщ жуктелу! кез!ндеп бос жYpic кез!ндег1нге Караганда ЭК/(~г\ азайтады. Бул жагдай машинанын кдсиеттерШ томендетед!: генератордьщ ЭД^-Т1Н азайтады, ал козгалткыштыц айналдырУ momchtih азайтады.

14

1.4.3 Якорь реакциясыньщ зиянды эсерш жою Компенсацияльщ орама

Якорь реакциясыньщ эсерш ен эффек-пл! басу - компенсация лык ораманы колдану. Бул орамань: полюстщ уштыктардын ойыктарына жаткызады да якорь орамасымен т1з6ектеп косады. Компенсациялык ораманыц Mf(K~'i F% якорь орамасыныц MKK-i F_a-m карсы багытталган болу керек. Компенсациялык, орама якорь орамасымен лзбект! косылганы машинанын жуктемесше Т9уелс1зд1к тугызады, ярни якорь орамасыньщ МЩС-iu автоматты компенсациялайды. Компенсациялык орамалар жуктемелер1 кенет шайкаяатын орташа жэне уякен куатты (150-500кВт) машиналарда колданады, мысалы прокат стандардьщ козралткыштарында. Буныц себеб! . компенсациялык орама машинанын курылысын киындатады жэне барасын ecipeAi.

Компенсациялык орамалары жок; Kiaii куатты машиналарда якорь реакциясыньщ зиянды ocepin ejicipery уш!н непзп полюстердщ астындагы ауа санылауын да улкейтед!. EipaK та есте сактау керек - ауа санылауды улкейткен кезде. непзп лолюстердщ МКК-терЫ улкейту керек, ягни полюс ораманын орам сандарын кебейту керек, Бул жагдай машинанын. габариттерш улкейтед!.

1.5 Туракты токтыц маши нал арындагы коммутация 1.5.1 Коммутация тёориясыньщ жалпы жакдайлары

Коммутация деген!м1з - якорь ораманын секциясы 6ip лараллелд! тарамнан ек!нш! параллелд1 тарамга еткенде осы секциядагы токтын езгеру процесс!. Жалпы магынада коллекторлык машиналар жумыс 1стсп турганда щеткаларынын астында пайдалы болган кубылыстар жене процесстер коммутацияга жатады. Коммутацияныч сапасы машинанын. сешмдшгщ жэне эксплуатация багасын белплейдь Сол себептен туракты токтын машиналарына сен!мд1 коммутацияиы камтамасыз ету оте кажетт! нэрсе.

Туракты токтын машинасы жумыс !степ турран кезде шеткамен коллектор 631 ара тайганакты контакт курадьх. Егер де KeS6ip себептерден щетка мен коллектордын барлык бетше тшп турмаса, онда жерг1л1кт1 токтын тыгызтыгы ©те катты есед1, ал бул жагдай коллектор успндеп ушкындауды (уп!кын шашырауды) тугызады.

Ушкын шашырауды тугызатын себептер механикалык, гютепциялдык жэне коммутацияларга белзнед].

Механикалык себептер - щеткалардын коллекторра олка басу, холлектордьщ эллипепп жэне бет^нщ тепспкс1здшя, мыс пластиналардын миканит изоляциясынын сыртка шыгып туруы. Бунын барлыгы щеткамея коллегтео арасындагы электр уласуды бузады.

Потенциялдык себептер - кериилес коллекторлык пластиналардын арасыдра

15

мелшерден аскан кернеу кезшде болады. Бул жагдайдагы ушкын шашырауы Kayiim, ce6e6i коллектор бепнде электр дога пайда болуы мумкш.

Ком мутация лык, себептерд! секция 6ip параллельд! тарамнан параллельд1 тарамра еткен кез!ндеп машинадагы физикалык процестер турызады. Коллектордёп ушкын шашырау радио кабылдаура Kecip турызады да, сол себептеи оны басу ушш арнайы шараларды колдану керек. Туракты токтыц машинасыньщ якор! айналган кезде коллекторлы пластиналар кезек-кезек щеткамен кектеседь

Коммутация процессшщ узактыш - коммутация периоды.

(1.5.1)

' ⁿ Knb_K '

1-1

мунда К- коллектордык пластиналардыц саны; п - якордщ айналу жишш, ай/мин; Ьщ~ щетканын. кендт; Ьк - кврпдлес коллекторлык пластиналардьщ орталары арасындары

t—I ь

0<t<T

а, б,в) коммутацияланатын секциядагы эртурл! уакытта

токты тарату схемалары 1.5.1-сурет, Якорь ораманыц параллелд1 тарамдарындаш токтыц тарауы

Коммутацияньщ баскьг кезшде (1.5.16 сурет) щетканын контакты сырты 6ipiHUii пластинага рана тши турады, ал коммутация ете-пн секция орамныц сол параллелд! тарауына жатады да ол аркылы агатын ток i^-jra тен- Содан KefiiH 6ipiHini пластина щеткадан жуг1р)П тусе бастайды, ал онын орнына eKtHUii пластина куалап келедг. Соныц ecepiiieH коммутацияланатын секция щеткамен туйыкталап к,алады да оныц тогы азая бастайды. Коммутация процесс! кезшде (0< 1<Тл) щетканыд контакты сырты коллекторлык пластиналардыц екеуш де басына турады (1.5.1в сурет). Коммутацияньщ аярында (£=7%) щетка толык, екшш¹ иластинага коиип етед!, ал б|ршш1 пластина щеткамен контактылыгын жогалтады

16

(1.5.2 сурет). Коммутацияланган секциянын торы /_д-га тен болады, япш магынасы коммутациялык баскы кезшдепдей болады, ал барыты карама-карсы, себеб! коммутацияланатын секция ораманьщ он параллелд1 тарамьша к1ред1.

1.5.2 Тура сызыкты коммутация 1.5.2.1 Коммутация тендеу1

Кирхгофтьщ екшцп заны бойынша коммутацияланатын секцияга тендеу курамыз

мунда i -коммутацияланатын секцияныц тогы; . i

i;, i₂- косылу етк1зпш жэне коллекторлык пластиналар аркылы otctjh токтар; . " . ■ '

R_c -секцияныц кедерпа; R_n -косыяу втюзпшт1н кедерпс1;

Rim, R/U2I -щеткамен пластиналардын арасындагы 1цеткалык

контакттьщ кедерЕ-ici;

Ее- коммутациялык секциядагы индукцияланатын ЭДХ-терд1я косындысы.

\f Кирхгофтьщ 6ipiHini заны бойынша а жэне в тараптар уш!н тендеу к¥Р^амЬ13 (1.5.1а -сурет):

ia+i-ii^O; i_a+i'ii=O (1.5.3)

Коммутация процесс! токтар i, i; жэне i₂ уакыт бойынша езгеру^мен аныкталады. Егер де баска шамалар бeлriлi болса, онда бул токтар (1,5.2) жопе (1.5.3) тендеулерден табылады.

(1.5.3) тецдеуден (1.5.2) тендеуге i/жэне Ьтоктарды коямы.з. Сонла болады

t(R_c+2R_n+ R_IW +Rui2)- i_a(R_m7-RшО-Ze, кайдан

мунда i

I- !~+ , П . П ' - (1-5.4)

__„___— „____, _ коммутациялык непзп тогы;

R_r+2R_n+R_lln+R,_ll->

Je

■ кк

i ^ — коммутациялык косымша Тиры.

2е=0 кездеп жагдайды карайык. Секцияда тек коммутацияньщ непзп торы бар. Мелшерде аз ^onrmMbiKTrnj^^n^Rci^'^^^^^^^y^ болады.

Онда 2^=0 кезде , С.Сейфулиин зтыидагь! К,азз.к агротйхкикалыц !

I унинерсижт!,.а^ши кггапхзна

Асгв^а^-Же^щз^ть:, 62 (1.5.5)

Казахский агротехническми университет

им.С.Сейфулпмна, научная библиотека

г.Асгана. пр. Поёйды, 62

Коммутация теориясында И_щ! жоне Кщг~ щеткамен 6ipiHixii жше пластин ал ар дьщ контакты келемдер1 Si жэне 5^-ге пропорционалды

(1-5.6)

Т, -t . _ t

(1-5.7)

т

жэне

₂ лердщ (1.5.5)-ке

Я.Щ1 жане к магыналарын (1.5.7)-ден койьш табамыз

, « (1-5-8)

fp И \ . I

Ток г'-дщ уакыт /-дан

тэуелдшп сызыкты. Бундай коммутацияны сызъщты идеалды деп айтады (1.5.2 сурет).

1.5.2-сурет. Турасызыкты коммутация кезщдеп ток езгеру графип

Тура сызыкты коммутация кезшде букш щетканьщ астында токтьщ тыгыздыгы езгермей турады. Жупрш тусетш пластинамен щетка контакт жогалткан кезде бул пластинадан ерет1н ток нелге тен болады (1.5.2 -сурет). Сонымеи, тура

сызыкты коммутация кезшде щетканьщ астынан токты узбей шыгады. Осы себептер аркылы бундай коммутацияньш тур! ушкын ушпай етед1.

1.5.3 К,исык линейл! баяулатылган коммутация

Туракты токтын машиналарындагы коммутация периоды Тс=0,001-0,0001 с -тек болгандыктан секциядагы ток езгеру орта жылдамдыгы (di/dt=2i_c/T^) ете улкен болады. Сондыктан, секцияда оте улкен в31нд1К индукция 3KJ<

индукцияланады

e_L=~L_cdi/dt, (1.5.9)

мунда Хс-секцияньщивдукциялыгы;

i -коммутацияланатын секцияньщ тогы.

Эрекет якорд1н ойыгында ек!ден кем емес эртурл! секциялардын курамындагы активтш жактар жатады (1.5.2 сурет).

Щетканьщ кендт коллектор бел1г1нен улкен болгандыктан ap6ip щетка 6tp уакытта б1рнеше секцияны туйыктайды. Комм>'тацияланатын секциялардьщ ойык бэлжтер1 взгер!п турган магаитт1к агыны баска секциянын ойык белтнде езара

индукция ЭКД индукцияланады.

(1.5-ЛО)

мунда Мс -индукциялыры. Ею

6ip уакытта коммутацияланатын секциялардын езара ЭЩ коммутацияланатын секцияда реактивтт ЭКД-т'х курады.

e_P=e_L+eM=-(Lc+Mc)i/dt, (5.11)

Будан баска, якорь

реакциясыныц есергмен

коммутация зонасында магнитак индукция В _к (1.5.2 сурет) коммутацияланган секцияда айналу ЭК,К-п корытады.

e_fe=2B_KIfV_cV_> (1-5.12)

мунда / -ойыкты секциянын узындыгы;

We секциядагы орам саны;

V- секциянын сызыкты жылдамдыгы.

: .5,3-сурет. Eip уакытта коммутацияланатын секциялардьщ магнит байланысы

Коммутацияланган секциядагы жиынтык 3KJ.C

е~е_Р+ е_к_ (1.5.13)

Косьшды кедерплердщ езгеру зачы мына кер!Н1спен белпленед!

■р.

■R,

(1.5.14)

И^ньщ уакыттан теуелдш^п 1.5.4 суретте керсетшген. Коммутацияньш басында (Р=0) жэне аятында (1=Тк) R^O. 1.5.4 суретте R/<rf{t)- Бул косьшды кедерплердЁц езгеру зацына £е=6 кездеп коммутациялык косымша тогыньщ 1ккгД*) кисыгы сэйкес болганын корсете/ц-Коммутациялык. нэтижел! тогыньщ (у~ tKH+iKx) езгерту графип 1.5.5 - сурегге корсет1лген.

Бул графикт1н кисык сызыкты Typi реактивт1к ЭКК секциядагы токтьщ

1.5.4-су_Рет Коммутация процес! _е3геру1не карсы болады, ал сол себептен кезшде Я_гмен ^нын езгеру! _{уадыт бойынцв бул токтьщ нелге дейш}

азаюына (в -нуктес!) тура сызыкты коммутацияга Караганда (о -нукгес!) кеш1кт1ред1. Бундай коммутацияны г^исьщ сызъщты баяулатылган деп атайды. Коммутацияныц басында токтыд езгеру! баялау болады, ал аяганда тездет!Лед1. Сол себептен щетканьщ астындагы токтын тырыздыгы коммутация npoqec;i кез1нде езгер1п турады.

19

Екшип пластинамен контакты бар куалай келетш щетканьщ шетшде токтын, тыгыздыгы 6ipiHiui пластинамен контакты бар темен тусетш щетканыц шетшдеп тыгыздыгынан аздау болады (1.5.6 сурет).

1.5.5- сурет. Кдсык баяулатылган коммутация кезшедеп ток взгерту графин

Мысалы, уакыт /=#57> кезде якордщ орамасына SipiHiui жене екшгш пластина агатын токтар б!рдей емес, ярни г';< if; машинаньщ жуктеу: улкен кезде щетканьщ темен тусетш шетщдегГ токтын тыгыздыгы мумюнЫз улкен мелшерге жетш коллекторда ушкыш ушуды тудырады. Сол себептен, баяулатылган коммутация колайсыз жэне жагымсыз болады.

1.5.4 Коммутацияны жаксарту

. Туракты токтын

е„+е.

машиналарындагы коммутацияньщ канаратсыздыгыньщ себеб! коммутацияньш косымша торы

1Л_Кк Л;+2^+^щ+Л_А

. у

дЯ¹ Темен тусетш

шет

Куалай шет

Кернеулер Лс жэне йя аз бол^аныктан, оларды есептемегенде

(1.5.16)

21;

-(1.5.15)

¹КК ~~

1.5.6-сурет

Бул тендеуден шыгады: ток k

ны азайту ушш, ал сонымен катар коммутацияны да жаксарту ушш, кедерп ны улкейту немесе JJs ЭКК-ti азайту керек. Осындай шыратын коммутацияны жаксархудьщ б!рнеше вд1стер1 бар.

Коммутацияланатын секциядагы жиьгатык i> ЭК]К-ке реактивт!к ЭКЖ (e_P=e_f+e^ елеул! эсер етедь взара индукция ЭКК айтарлыктай щетканын кендтнен теувлда: негурлым щетканьщ кенд1г1 улкен, согурлым 6ip уакытта туЙыкталатын коллектор пластиналарыныц саны кеп болады, сондыктан 6ip уакытта коммутацияланатын секциялардьщ саны да кебейед!, бул взара индукция

жогарылатады. Сонымен катар механикалыктез!мд1кт1 томендетет!н енс!з щеткалардан к,ажетс!з, буган кажетт!, сырткы контакты колем!н улкейту ymiH, енсЬ щетканын узындырын улкейту керек, ал бул коллекторлык узындыгын улкейтуге келт1ред1.

Реактивт1к ЭЩ-т\ темендету ушш, элде толыгымен жою уш1н, коммутация зонасында (щеткалар б!л1ктер1 боны) белпл! поляр жэне магынасы бар коммутацияльщ магнитпк opicTi куру керек. Бундай epic косымша полюстер жэне шеткаларды геометриялык нейтралдан жылжыту аркылы курылады.

а) Косымша полюстер

Косымша полюстер коммутация зонасында магнитик индукция S^-Fa сейкес магнитт!к opicTi курады. Бул ер!спен индукцияланатын 3KJK (1.5.12) реактивт!к Ее ЭКК-ко, тец жене оган карама-к,арсы болуы керек. Бул жагдайда Цг^О, ал коммутация тура сызыкты болып калады. Косымша полюстерд1ц Heri^ri полюстердщ арасьшда орналасады жэне щеткаларды геометриялык нейтралда орнатады. Косымша полюстер сызыкты жуктемел! кебейтуге жагдай тугызады жэне бершген куат кез1нде машинаньщ ауа саньшауындары машинанын салмагымен косымша полюстер бар кешндеп нэтижел! магнитак opic габариттер1н азайтуга болады.

Косымша полюстердщ MfQC-t&pl якорд^ц коммутация зонадагы келденец Шгактеп MKJ(-m компенсациялау керек жэне кейб*р артык MKjK-ii индукциясы В_к-?а тец якорь реакциясына карсы барытталган коммутациялайтын магнитт1к epicTi куру керек (1.5.7 сурет). Осыдан шыгатын, косымша полюс

Fifty F_a,

К2

мунда К_к =гц /F_a- косымша полюс орамасыныц МЩ-Ын. якорд1ц МЩЛнан артыктыгы есепке алатын коэффициент! (К.% = 1,2-1,4).

Машинаньщ эртурлх жуктеу кез]нде реактивт1к ЭЩС-т\ компенсация ету ушш косымша полюстерд1ц орамасын якорь орамасымен т!збект1 косады. Бул жардайда машинаньщ эртурл1 кез!нде косымша полюепч МК,КА якорь тогы 1_а-та пропорционал езгеред!, ярни якорд1ц МЩ~\не пропорционал.

1.5.7-сурет-Косымша полюстер бар кездеп нэтижел! магаитак epic

Генераторда косьшш;

полюст^д полярлыгы айнагу багытына карай келес» непзп

20

21

m

m

иолюстщ иолярлыгы сиякты, ал козгалткышта - алдынгы полюстепдеи (i.d./

сурет).

Косымша полюстер канагаттанарлык; коммутацияны тек номинал жуктеудщ касында камтамасыз етед1, ал егер де артыц жуктелген кезде машинанын косымша полюстердщ магнитик -пзбектер!

1.5.8-сурет.Тиеуге твуелд!

коммутация лантан секциядагы

ЭК,К-тщ езгеру графин

каныктанады. Бул жагдайда Э/^К тиеу тошна пропорционал озгеред! ал сырткы магнитик ерютщ Э1(К-т\ магнитик т1збек каныктагандыктан кцп'рлеп калады (1.5.8 сурет). Осы себептен коммутацняланатын секцияда жиынтык ЭЩ пайда болады, я?ни коммутация баяулы болып калады. Косымша полюстердщ каныктауына сейш магнитик

ашнда себеп болады. Сейш магнигпк агынды азайту уш!н, к.осымша полюстщ ауа санылауын ек!ге белед1: 6ipiHLui- полюст!ц езек TeMipiMeH якорь арасында

(6_К,), ал ек!нш! -полюстщ езек тем1р1мен станинанын, арасында (8jq). Садылау 5^ агын Ф^ны магынасын темендетедь Санылау Зф магнитс!з к,осымша полюст^ч езек тем1р!мен станина арасындагы магнитаз куй табак.тардан жыйналран пакет аркылы курылыды.

б) Щеткаларды жылжыту аркылы коммутациялайтын opicxi куру .,

К^уаты 1 кВт-ка деЙ1н косымша полюстердщ жок. туракты токтын машиналарда зонадагы коммутациялайтын epic геометриялык нейтральдан щеткаларды жылжыту курылады.

Егер де щеткалар геометриялык нейтралга косылган болса (1.5.9а сурет),

онда магнитак индукциясы Вщ-?& тен якорд1н келденецп магнитг1к epici коммутация зонада В_к индукцияны курады (1.5.96 сурет). Бул себептен коммутациялайтын секцияларды реактивт^к 3KJK-uqk барытталган ек Э/СЯ индукцияланады да коммутация баяулатылган болады. Щеткаларды физикалык нейтралра жылжытк.ан кезде коммутациялайтын epic В_к жок, болады да ец ЭК^( нвлге тен болады. Коммутацияланатын секцияларда бул жагдайда тек рективт^к е_к 3I<J< калады. Егер де щеткаларды /? бурыщка жылжытсак. (фрзикалык нейтралды ар жагына), онда индукциясы 5_л-га тен коммутациялайтын epic езшш багытьш ауыстырады. Бул epic коммутациялайтын секцияларда реактивтж ЭК<К-ке тен жене карама-карсы багытталран (е? -е^О) 3KJ< компенсацияланады, ал коммутация тура сызыкты болады. Керекп куш веер болу ушш генераторларга щетканы аи налу жакка жылжыту керек, ал козралткышка айналуга карсы жаккз жылжыту керек.

1.5.9-сурет. Щеткаларды жылжыту аркылы коммутациялайтын

epicxi к

Керсетшген коммутацияны жаксарту эд1С1н1н келес! кемш1Л1ктер1 бар:

а) коммутациялайтын epic машинаныи жуктемес!не пропорционалсыз

озгеред!, ал бул жагдай эрб1р тиеу езгергенде щеткалардын калыпын взгертуд1

талап етед!;

б) щеткалар геометриялык, нейтралдан жылжытуы якорь реакциясыньщ мaгнитciздeндipyiн улгайтады;

в) реверсивт1 машиналарда щеткаларды геометриялык нейтралдан козгауга болмайды, себеб! якорд^н айналу багыты езгергенде физикалык нейтралды жылжу багыты eзгepeдi.

! .6 Туракты токтын генераторлары

1.6.1 Непзп туешжтер

Туракты токтын генераторларынын жумыс icTey процессшде якордщ орамасында

. ЭЩ( Е_а индукцияланады. Генераторра тиеу жуктелген кезде якор т1збепнде ток пайда болады, ал генератордын кыскыштарында якор габегшщ ЭДХ-тер тецдеу1мен

^! белпленет!Н кернеу

- U^Ea-IaZRa, (1-6.1)

1.6.! -сурет. Туракты токтын генераторларындагы моменттер

мунда IX_a= R_a +Rk +R$ +Я_щ - якорь Т1збегшщ барлык бел1мц£елер!Н1ц кедерплер .. жинагы.

22

23

Генераторлардын бшгшде М\ айналу момента куратын жетекил козгалткышпен айналуга келт1ртед1. Егер де генератор бос журк ережеде жумыс icrece, онда якорд! аиналдыру ушш шамалы бос журш момент Мо керек (кажалу жэне онда якордщ куйын юктардан туратын тежеучш моменттердд тен,ест1руге). Жуктелген генератордьщ якор орамасында ток 1_а коздыру магнитпк вр1<лмен эрекеттж аркасында электрмагнитик момент Af-ды курады. Генераторда бул моментше кдрсы багытталтан, ягни бул тежеу^ш момент (1.6.1 сурет). Айналу жишш туракты кезде {п= const) жетекш! козгалткыштын, момент! карсылас моменттердш жинагымен тенесед!, ягни

МгМо+М (1.6.2)

Тендеу (1.6.2) - генератордьщ моменттер mendeyi. Тевдеудщ (1.6.2) ек! жагын якорд1н д) бурышты жылдамдыкка квбейтсек куат тендеу1н табамыз

Р,-Ро+Рэм-

Эдеттегщей геяераторлар туракты айналу жишшпен жумыс 1стсгенд1ктен онын мшездемелер1 n^const жагдайда каральшады. . Генератордьщ келесл непзп м1нездемелер1 бар:

а) бос журю мшездеме -бос журю ережедеп генератордьщ шыга 6epiciHfl,eri кернеу С'ггдъщ коздыру ток //(-дан теуелд1л1г1: шыга бер1с!ндег1 кернеу

if(f=f(If<}; l_a~0 жэне n=const кез1нде;

б) жуктемел! М1нездеме -жуктеме ережедеп генератордьщ шыга 6epiciHfleri кернеу tZ-дьщ коздыру ток Z/^дан теуелд1л1г1: шыга бер1сшдеп кернеу

U-f(lx)\ 1_Q Я> жене n^const кезше де;

с) сырткы м1иездеме - генератордьщ шыга бер!с1ндеп кернеу fZ-дьщ жуктеме ток 1_а -дан -к>уелдш!Т1

U-ffla); 1ц -^const жене n=const кезше де;

д) perreyim м1нездеме - генератордьщ шыга берюшдел кернеу V туракты кезшдеп коздыру ток /^ -нын жуктеме ток/_fl-дан твуелдшзп

1к, -/па)' U =const жене n=const кезшеде. ■ ■

Туракты токтын генераторларьщьщ касиеттер! нег!з1нде коздыру ораманьщ керектену эд!стер1мен себептелед!. Осыган байланысты генераторлардыд келес( турлер^н ажыратады:

а) теуелш коздырылатын - коздыру орама тыскары туракты токтыц коз^нен керектенед!;

б) параллелд! коздырылатын - коздыру орама якорь орамасына жэне жуктемеге параллельдд косылган; ■■•

с) аралас коздырылатын - ек! коздыру орамасы бар: 6ipey жуктемеге параллелд1, екшшюь якорь орамасымен т1збект! косылган.

1.6.2 ТвуелЙз коздырылатын генератор

Коздыру ток 1_К тек коздыру ораманьщ т^збепндеп R_PP реттеуш1 реостаттын калпымен белпленед!

I к - ~z 7

мунда f//(- коректену кездщ KepHeyi;

Rff коздыру ораманьщ кедерпс!; Rpp -perreyuii реостаттьщ кедерпЫ.

Эдетте коздыру ток улкен емес (якордщ номинал тогыньщ 1 -3%-не тен). Коздыру ток улкен емес орама аккумулятордан, тузеткштеп немесе коздырушы деп алатын туракты токтын генератормен коректенедь

1.6.2.1 Генератордьщ бос жур1с мшездемес1

б)

U,

л . 1.6.2-сурет.Тэуелс1з коздырылатын генератордьщ принципиалды схемасы (а) жэне бос журк мшездемеЫ (б)

Генератордын бос «ypic ережеспще (жуктеме т1збеп ажыратылып турганда) якорь кыскыштарында U_o кернеу! Е=С_епФ ЭЩ-ке тен. Якорд1ц айналу жишщ туракты болгандыктан кернеу тек Ф магнитт1К агына тоуелд!, ягни бул агынды тугызатын коздыру ток У/^га теуелд!. Сол себептен и=/(1к) мшездеме Ф=/(1%/ магниттж м1нездеме сиякты.

Бос жур'с м1нездемен! экспериментт!к Tycipyre болады (1.6.2 сурет). Бул ушш алдымен коздыру ток аркылы Uo кернеуд^ц мелшер^н 1,2 U_;-i_0M-Fa тен етт орнатады, содан кейзн коздыру токты нельге деЙ1н темендетед1 де кайтадан бурынгы молшер!не жетк1зед1. Мшездемелер 6ip нуктеден шыгатын улгаймалы Кисык сызык i-болып шыгады. Сызыктар арасындаш айырмашылык, гистерезис кубылысы болгандьщтан пайда болады. Ток Ik, ^0 болган кезде С//_/ОлгДЬ1Н 2-4% тен калдык магнетизм индукциялайтын Е^л Э%К якорь орамасында калады.

Бос ж^ф!с мшездеме машинанын KacHerrepi туралы жорамалдауга жагдай тугызады.

24

25

E=U_f

1.6.3 -сурет. Теуелсй

коздырылатын генератордын жуктемел) мшездемес!

.6,2.2 1 енератордыц жуктемел! мшездемес!

Ж уктеме ток я корд! н табегшде кернеу кулауын жене якорь реакциясыныц усерш тугызады, ал сол себептен жуктемел! мшездеме 1 бос журц; мшездеме 2-ден темен жатады (1.6.3 сурет). Осы факторлардьщ всерлтн реактивтпс ушбурыш ABC кернею керсетедк Генератор бос журю ережеде жумыс ютегенде 1_К номинал болган кезшде шыга бер!степ кернеу XJ₀ масштабта кеещд! £>£-ге тен. Жуктеме косылганда (коздыру ток туракты кезде) генератор кернеушщ мелшер! V -?а дейш темендетед1, ягни кесшд! АЕ-ге тен болады. Сонымен DA кесшд! 1_КН0М кезтдел генератордын шыга берюндеп якор пзбепндеп жуктеме токтын жене якорь реакциясыньщ эсер] тугызган кернеу кулауын AU-Uo~U_H аныктайды. Якорь Т1збепнщ кедерпс1н1ц елшеп жэне

la IMa кернеу кулауын есептеп Е_а = U -rl_a 1Л_а ЭК?(-Т1 белгшеуге болады {BE<DE) ce6e6i - якорь реакциясыньщ магнигазденщру scepi. Абсиисс бш!пнде С нуктеден перпендикуляр TycipceK жуктелген генератордын Э1(К-те сэйкес xeciHfliHi табамыз (бос журю ережеде бул ЭЩ(-т:[ куру ушш У_да <1к,ном ^тен коздыру ток керек). Сондыктан коздыру токтардьщ айырмасы (1^юм-^: 1к?) якорь реакциясыньщ магнитс1зденд!ру ecepin компенсациялайтын коздыру токты керсетедь

Реактивт1К ушбурыш Ig? коздыру токтьщ мешне салынган. Ушбурыштын Л?#. жагы езгермей к,алады (А'^АВ). Буньщ ce6e6i - жуктеме ток озгермегенджтен кааады, ао В^/С' жагы азайып калады, себеб! - коздыру токтын мэн1 к1ш1рейгенде генератордын магнигпк т]збепшн кангандык. дережес! к!ш1рейед1 де якорь реакциясыньщ магните[здещйру эсер! азаяды.