1.7.8.1 Рекупетаттивтж тежелу

Параллель кортылган козгаткыш рекуперативтж тежелу ережеге ауыстыру ушш оньщ айналма жишгш бос журю ережедеп щ= £//С_еФ-тен асыруы керек. Бул жагдайда Kepi-ЭДЯГ жел1стщ кернеу^нен улкен болып калады да, якорь орамасындагы ток багатын езгертед1, ягни козгалткыш генератор ережес!не ауысады. Бул ереже машина тежелу моментш курады, ал кортылган электр энергиясы жел^ске кайтарылады.

К^озгалткыщ ережедег! механикалык м1нездемелерд5ц тер!с моменттердщ саласындагы созуы болады. (1.7.13б-сурет). Егер де сырткы моменган эсер1мен якордщ жылдамдыгы п>п₀ -дан асып кетсе, онда машина козгалткыш ережеден генератор ережеге отед1. Егер де бос журю кездеп щ жылдамдыкты магнитик агынды улкейту немесе козралткыштын кернеущ азайту аркылы томендетсе, сонда машина генератор ережеге ыктиярсыз ауысады. Бул жагдайда айналма жшлж п м!нездеме I-де козгалткыш ережеге сэйкес (А нукте) ал мшездеме 2-де рекуперативтж тежелуге сэйкес (Б нукте).

б)

Л

а )

В

Рекуперативтж тежелу ереже

v

-М

+м

1.7.13'СуретДозгалткыштьщ рекуперативтж тежелу схемасы а) жэне механикалык мшездемелер! б)

Ti36eKTi коздырылатын козгалткыш рекуперативтзк тежелу ережеге ете алмайды.

1.7.8,2 Динамикальщ тежелу

, Параллель коздырылатын козгалткыштьщ динамикалык, сежелу кеэ!нле якорД1ц орамасы жел^стен ажыратылады да реостат R кос. аркылы бектлед1.

40

41

Машина генератор ережеде жумыс ктеуд! де тежелу момента курады. Бул

жагдайда айналып турган машинамын белшектершщ механикалык энергиясы

. б) электр энергиясына

корытылады да, ол энергия реостат жоне якордщ пзбепндеп

кедерплерд! жылжытуга жумсалады. Тежелу

кезшдеп якорь торы

(

айналма жишк и - ге т!к пропорционал жылдамдык мшездемелер 1_а=/(п) координаттардьщ басынан ететш тузулер (1.7.14б-сурет).

:.7.14-сурстДозгалтк.ыштыцдинамикалык

тежелу схемасы а) жэне механикалык.

мшездемелер б)

б)

в)

КОС2>

R

-М

1.7.15-сурет. Электромагниток тежелу ережедеп козгалткыштьщ схемасы а) жоне механикалык мшездемелер б), в)

Мшездемелерд^н енкею! бурышы (тангенс) якорь т!збепн1Н кедерпсше тец.

lgr-=M<r-ZR_a+RKOc. (1.3-24)

Магнитт1К акын турак;ты кезде тежелу ережедеп механикалык мшездемелер абсцисс бш!пнднп баска масштабта жылдамдык М1нездемелерд1н тур1ндей

коздыру орамадагы токтыц багыты езгермеу! керек, ce6e6i машинада магните 1здекд1ру жагдайды туады.

1.7.8.3 Электромагниток тежелу

Бул ережеде, айналу багытын езгертпей моментп тежелу кылады. Бул ушш коздыру орамадагы немесе якорь т1збегшдеп токтардьщ багытыц езгерту керек (1.7.15а-сурет)

Бул ережедеп токты шектеу ушш якорь -Нзбепндеп косымша кедерп R_KOC

U+E_n ирпз!лед|. Якорь ПзбепнДеГ! ток тен. I ■=— , ярни тежелу моментш

реттеу ymiH R_K0C кедерпн! немесе ЭЩЕ_а-яы езгерту аркылы жузеге асырады. Энергетика магьшасы жагынан электрмагниттш тежелу ен пайдасыз ce6e6i бул тежелу ережеде электр жене механикалык энергия жумсалады. EipaK, та бул здюй колданган кезде айналма жишж темендеу болганда да тежелу момент жеткш1кт! болады. Егер де айналма жишк п=0, болса момент нелге тен емес, себеб! бул

жагдай 1_а=

1.7-9 Туракты токтын машиналарынын шыгьшдары жэне пайдалы врекет коэффициент!

МагниттЫ шыаындар

Бул шыгындар гистерезист1н жэне куйынды токтардьщ шыгындарынын косындысына (Рм=&г+Р-к,т) ^тен-

Якорь орамасындагы магнит шыгындар

мунда Рщ - якордщ tic кабатындагы магнитак шьиъщ; Р_ма- якорД1н аркасындагы магнитт!к шырын; р/шо ~ салыстырмалы магнитт^к шыгын, Вт/кг; Sz-якорь т!стершдеп магнитак индукциясы, Тл; В_а-якордщ аркасындагы

магнигпк индукциясы, Тл; Gz жэне G_a- Tic кабатынын жэне якорь аркасыныч салмагы, кг.

Электр шыгындар

К,оздыру т1збектег! шыгындар коздыру орамадагы жэне реттеу реостаттары шыгындардн косындысына тен Рэкг Щ^К-

Якорь Т1збепндеп шыгындар P^lJ X &a ■ Щеткалардын контактарындагы электр шыгындары

Т1збект1 коздырылатын козгалткыштыд динамикалык тежелу ережеде жумыс ютеп алады. oipax, бул ережеге ауыскан кезде коздыру ораманы косу керек (13.15). Бунын кажетпп: козгалткыш ережеден тежелу ережеге ауысканда

мунда Л Ощ- щеткаларды кернеу кулауы. ■

Электр шыгындар машинаньщ жуктемес1не тэуелдь сол себептен бул шыгьшдарды ауыспалы деп атайды.

42

43

Механикалык шыгындар

Механикалык; шыгындар щеткалардын коллекторге кажалгандагы Р_к, подшипниктерде кажалгандагы Р_п жэне вентиляцияга жумсалатын Р₈ шыгындардыц крсындысына тен

Pm-PfgPn+Рв--

Бул шыгындар неше турщ факторларга теуелд!, сол себептен оларды эмпириялык формулалар немесе твдарибе жолымен табылган графиктер аркылы табылады.

Механикалык шыгындарды (n~ const кезшде) туракты деп есептеуге болады. Туракты токтын машиналардыц косымша шышндары бар. Бул шыгындарды табу киындау болгандыктан ГОСТ бойынша оларды машинаньщ номинал куатынын 1%-mz тен, аталады.

Туракты токтын. машинасыныц Kipe бергсшдеп куаты (Вт)

а) генератордьщ (механикалык куаты)

Р,_Г ^М,(о^0.Ю5М,п;

б) козгалткыштыц (электр куаты)

P,k = VI. Туракты токтын машинасыньщ шыга бер1сшдеп (пайдалы куаты (Вт))

а) генератордьщ (электр куаты)

P2% = UI;

б) к,озгалткыштьщ (механикалык кузты)

Р_2К =0.105М₂; мунда Mi жэне Л^-машинанын бшшндеп моменттер (Н.м);

и - айнапма жишк, ай/мин. Пайдалы эрекет коэффициент1

Машинанын ПЭК-i'i мына формулалар аркылы табылады: а)генератордьщ

71%

75 50

б) козгалткыщтын.

Эдетте, куаттары Ю0кВт-кл деЙ1Н машиналардынПЖ~т\ 0,75-0,9-га ал куаттары ЮОкВт-ran жогары машиналардын ПВК-ri 0,9-0,97-ге тен. ЯсЖ-тердщ кврсет!лген мендер! номинал жуктемеге сэйкес.

0

Электр машинаньщ пайдалы орекет коэффициент^ пайдалы куат /*гнщ тутынатын куат Р,-ге катынасына тен., ярки г\-Р₂/Ри жогарыда корсетшген шыгындардыц косындысы

"7
/

0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1Л_Н

1.7.1 б-сурет. Туракты токтын

машинасыныц ПЭК-н1н жуктемеден

твуелдш1Г1

Жуктеме взгерген кезде ПОК-те езгеред!. Бул rj=f(I) тэуелдшк графиктен керсет1лед! (1.7.36). Бос журю кезшдеп q=0, ce6e6i Pf=0. Жуктеме оскен кезде ПОК алдымен осед! де номинал жуктеме кез1нде-максимал болады. Жуктеме одан жогары ескенде ПЭК азая бастайды, себеб! токтыц квадратына пропорционал электр шыгындар пайдалы куаттын. ес!м1нен асып кетед:.

2 Трансформаторлар

Электромагнитт1К индукция кубылысы аркылы 6ip кернеудег{ айнымалы токты сол жишктеп айнымалы токтын ёюнщ] кернеу^не езгертуге арналган 6ip немесе одан да кеп индуктивт1к байланыскан орамалары бар статикалык электрмагнйтт]к курылгыны трансформатор деп атайды.

Трансформаторларды келес1 максаттарга кец цолданады: а) электр энергаясын тутынушыларга жетК13Ш беруге жэне оны олардьщ арасында таратып беру ymin.

Эдетте электрстаНциясындагы генератор кернеу! 6н-24 кВ-ка тец айнымалы ток электр энэргиясын енд1ред1.

Алые аракашыктыкка энергияны жетюзу жогары кернеу кез!нде тн!мд1 болады, ейткеш бул кезде энергияны беру жолдарында электр шыгыны азаяды. Мысалы, куаты 10 МВт-ка тец эдектр энергиясын 100 шакырым кашыктыкка беру уш!н кернеуд!н шамасы 500 кВ-ка тец болуы ке'рек. Сол себептен электр станцияларында кернеуд!Н шамасын жогарылататын трансформаторлар койылады. Казфп уакытга жогары вольтты электрл!к бер!л!с жолдарында кернеу! 330, 500 жене 750 кВ, куаты 1200-1600 МВА-ге тен трансформаторлар цолданады. Айнымалы токтьщ жогары вольтты Кюбастуз-Орталык, Ек^бастуз-Орал бер)л1с жолдары салынуга байланысты электрл1к жасау enepK9Ci6i 6ip фазалы (куаты 660 МВА, кернеу! 1150 кВ) трансформаторларды шыгара бастады.

Калалардагы жене ауылды жерлерде, кэс!порындарда жэне олардын 1шшде электрэнергиясынын кернеулер1 110, 35, 10 жэне 6 кВ ауа жэне кабель жолдары аркылы таратылады.

Айнымалы ток электр тутынушыларынын кепшшп 220, 380 жоне 600 вольт кернеу)мен 1стейтшд1ктен электр энергиясын пайдалану лунктер1нде темендетк1Ш трансформаторлар орнатылады. Сонымен, электр _; энергиясын

эяектрстанцияларынан тутынушыларга бершу кез!нде трансформаторлар аркылы кернеу б!рнеше рет (3-5 рет) турлеид!р1лед1;

■ б) эртурл1 технологиялык максаттар ушш: электр донекерлеуге (балкытыл 6ipiKTipyre), электр-жылулык пештерд! электр куатымен камтамасыз ету, т.е.с. Бул трансформаторлардын куаты б^рнеше мыц киловольт-амперге, ал кернеулер! 10 кВ-ке жетед!;

в) радио жэне телевизия аппаратурасыньщ ертурл! т1збек1ер1н электр куатымен камтамасыз ету ушш;

г) жогары кернеул! жене Kynrri токты т^збектерге елшеу!ш аспаптарды косу уипн. Бул трансформаторлар (елшеу1ш трансформаторлар) елигеу шепн улгайтады жэне электрлж кау1пс1зд1кт1 камтамасыз

44

45

Бул окулыкта кушт трансформаторлардын -теориясы каралады, ал трансформ аторл ар дьщ баска турлер! жалпы теория тургысынан кыскаша сипатталады.

бнеркэсш куштш трансформаторларды 8 топка бел in шытарады. Мысалы, куаты 100 кВА-га дейшп трансформаторлар I топка жатады, 160-тан 630 кВА-га дешнплер) - 2 топка жатады жэне т.с.с.

2.1 Трансформатор жумысыньщ физикалык непздер! 2.1.1 Электр козгаушы куштершщ тендеулер!

Трансформатордьщ жумысьш 6ipiHim жене екшгш ретпк орамалардыц злектр козгалткыш куштер! мен (ЭЩ) магнитик козгаушы куштершщ (МК,К) тендеулерше негаделед!.

Трансформаторлардын орамаларында непзп магнигпк ашн Ф мынадай тудырады:

бт =

(2.1.1)

dt

dt

dt

dt

Магниток агын уакыт бойынша синусоидалык функциясымен езгеред1 деп алайык, ягни Ф= 0_mSinax. Магнитт1к агыннын менш (2.1) тендеуге койып, оны дифференциялаудан кейш алатынымыз

2.1 .l-сурет. Eip фазалы трансформатордьщ схемасы

(2.1.2)

г- -Q}W,0_mCoscot=-a>W,0_mSin(Qit~7i/2); <PJZin(cot~n/2),

(2.1.2) формулаларынан шыгатыны, ол магнитак агынньщ ЭДК'-тен 90° бурышка озыл турганы.

ЭКК-tjh максимая(амплитудалык) мэндер!

_ Е_1т^со1¥,Ф_т жоме Е_2т=б)№₂Ф_т.

Е_!т мен E_2m-Ri 42 -ге бел!п бурыштъщ жишктщ mohih (ff=2nf (2.I.2) тендеулер!не койып табатыиммыз

E,=4A4fW,0_m жэне Е₂=4ЛЩ₂Ф_М.

Жогары кернеул! ораманын ЭКК-пЫ твменп кернеул! ораманын ЭД/С-не катынасы трансформация коэффициент! деп аталады

,

W,

■ // жэне 1₂ токтары непзг! магнитт1к агьшмен коса сейшу агындар Ф_с, мен Ф_С2-т тудырады.

Сейшу агындары энергия бершсше катыспайды, 6ipaK та ap6ip орамада езара индукцияньщ ЭК,К-терщ Е_1С=4,44^ЩФ_М мен Е_Сз= 4,44jW₂0m- hi к,УРЗДы.

Сей1лу агындары нёг!зп ауа аркылы таралып туйыкталатындыктан олар орамалардагы сэйкес токтарга пропорционал болады

Ea=IiX, жене Е_а=Ы2, (2.2.4)

Мундагы X) мен Хг -трансформаторлардын. орамаларынын сеЙ1лу ашндарынын. индуктивт1к кедерплер1.

ЭК^(-тщ векторлары Е_с/ мен Ее? сэйкес токтардан жэне агындардан 90" калып отыргандыктан

Ecr-jX,!, жшъЁ_С2=-]Х₂ }₂- (2.1.6)

Сонымен, трансформатордьщ ep6ip орамасында непзп ЭЛД-пен 6ipre сей1лу ЭК,К-\ индукдияланады.

Eipinmi реттж орамадагы 3KJX. Ej 6ipiHmi регпк кернеу! t//-re карсы багытталган, ягни онымен карсы фазада болады. Трансформатордьщ б!ршш1 ретт!к орамасыньщ ЭКК -сщщ тендеу1Н1Н тур! мынандай болады:

' !=-Ё_г Ea+R, //— &,+jX, J;+R, /,=- E_l+Z₎ I,. (2.1.6)

Екшш! реттш орамадагы ток i₂ ЭЩ ег-сщщ шамасына тэуелд). Бул ЭКД е₂. eKinmi pextiK ораманын кыскыштарындагы кернеуд1 тудыруга жене сей1лу ЭКК-ci мен актнвт!к кедерп Я^-де кернеу тусу!н тецгеруге жумсалады.

Трансформатордьщ ек1нш! perriK орамасыньщ ЭКК-cihIh комплекстш тендеу! мынандай болады:

' £;= ₂ ~ ^<-'⁺ Rrft немесе ₂ ~ ^-'⁺ E₍-2-Rih~ 2.1.2 Магнитак козгалткыш куштерд1н тендеулер1

Бос жур!с ережеде еюнш! ретпк ораманын. т!збеп ажыратылган куйшде болгандыктан, ток if=Q.

Магниток етк1зпштеп непзп агынды бос жур1с магнитт1к козгалткыш куш! (MKjC) Ira тудырады, Оныц максимал мэн! мьшаган тец

(2.1.8)

Ф к

m

i мундагы R магнитт!к еткЬпшт^ц магнитак кедерпа.

Трансформатордьщ eKinmi perriK Т1збег1не жуктемен1 (Z__K) пркегеы кезде (2.1.2б-сурет) онда ток Ij пайда болады. Соган орай б!р1нш! perriK орамадагы токтьщ мэн1 //- ге дешн есед1.

_I

46

2.1.2 -сурет. Eip фазалы трансформатордын бос жур!с (а) жэне жуктелген (б) ережелерде жумыс ii

Ендш жагдайда магнитик агын Ф_т ек! МйД-тер //w, мен орекеттесу! туады, ягни

(2Л.8)

Екшии жактан, трансформатордын магниттш агыны Ф_т -д( былай аныктауга

Ф -

болады

г" 4,44/W / немесе t/;~£; екендтн ескерсек

Ф

(2.1.10)

4.44/W j

(2.1.10) тендеуден негЬг! магнитг1к агын жуктемеге тэуелд! еместт тур, ойткеш жи!Л1к кернеу жуктеме озгерген кезде туракты болып калады.

Бул тужырым (2.1.8) жэне {2.1.9) орнектер!н 6ip~6ipiMeH тецест1руге liniK беред!

Rr

немесе

(2.1.11)

(2.1.11) ернеп -магниттЫ цозгаушы куштердщ тецдеуг деи аталады. Бул теад!кт1н eaci жагын 6ipiHim ретт!к ораманын орам саны W_rre бвЛ1П табатынымьтз: ■ :

Д

i ретпк ораманыд орам санына келпршген

¹, ягни

мувдагы

esmmi реток ток.

(2.1.12) - ден шыгатыны:

/j *./;„ +('-//; (2.1.13)

Бул орнек трансформатор токтарыныц тецдеу1 деп аталады. Магнитик eTKi3rimxiH брлаты кайталана магниттелу! кез!нде онда гистерезис кубылысы жене куйындык токтар эсер1нен электр энергиясьшьщ магнитт!к шырындары пайда болады, Шыгындардын куатын бос жур!с тошныц кураушысы аныктайды. Сол себептен, бос жур!с тогыныц непзг! магнитт1к агынды куратын реактивен 1_ор кураушысымен 6ipre активт!к кураушысы 1_оа~ да бар.

Трансформатордыц трансформациялау коэффициент! улкен болкан кезде 6ipiiimi perrtK орамньщ параметрлер1 efciHmi perriK орамныц параметрлер1нен б1ршама езгеше болады.

Бул жагдай трансформаторлардьщ жумыстык Т0рт1птер1Н есептеуде жэне векторлык диаграммаларын салуда киындыцтар тудырады. Бул киындыктарды трансформатордын. параметрлер!н 6ip- орам санына кеитру (кеб!несе 6ipiHmi perriK ораманьщ орам саны W_riQ) аркылы шешуге болады.

Сонымен, трансформациялау коэффициент! К~ W_s/W_rrf; тед трансформатордын орнына орам саны W\=W{ -re тен. балама трансформатор пайда болады. Мундай трансформатор келтгршген деп аталады. Трансфрматордьщ параметрлер! келт1р1лген кезде, оньщ энергетикалык KepceTKimicpi: куаттары, куат шышндары, параметрлер1 жене арасындагы фазалык ытысулар взгермеу!, ягни накты трансформатордагыдай болуы керек.

Накты трансформатормен кеялчршген трансформатордыд электрмагнитч1к

табылады. Буган

куаттардьщ тенд1пнен (Е₂ J? -

екшш! ретпк токтын, мвнш 1'₂ = 1₂ ~~ = -~ коиганнан кеиш табатынымыз:

Ё1±&Щ*=К£₂. (2.1.14)

Екш1Ш ретт1к ораманын келт!р!лген KepHeyi осыган уксас табылады

U/-KU₂. (2.1.15)

Екшнй perriK ораманын. активпк кедерпЫндеп шышндардьщ xeiyiiriHeH келт1р1лген активпк кедерпн! табамыз

Ек1нш1л1к ораманын келтлр!лген реактивт!к кедерпш уксас табылады

Х^К²Х₂. (2.1.17)

Ек1ншш1к ораманын келт1р1лген толык кедерпс)

Z/-K²Z₂. (2.1.18)

КеяпрЫгеЙ трансформатордын ЭКК-тер'ш'щ жене токтарьшын тендеулер!

(2.1.19)