20 Сурет – Бірнеше кедергілердің тізбектей жалғануынан құралған тізбек.

Дәріс №8

Үшфазалы айнымалы ток

Үшфазалы токты алу жолдары

19 ғасырдың 80 жылдары талантты орыс инженері М.О. Доливо-Добровольский үшфазалы ток жүйесін жасап шығарды, үшфазалы генератор ойлап тапты, және де үшфазалы трансформатор мен үшфазалы қозғалтқыш. Ол алғаш рет энергияны үшфазалы ток арқылы елеулі уақыт арақашықтығына беруді іске асырды ( 200 л.с. қуаты 170 км - ге 15000 в кернеуде берілді).

М.О. Доливо-Добровольский өз туындыларына 1891 жылы Франфурте-на-Майне электртехникалық көрмесінде демонстрация жасады.

Сол уақыттан бастап үшфазлы ток өндірісте кең тарала бастады.

Үшфазалы ток бірфазалы токпен салыстырғанда келесідей қасиеттерге ие:

- электрөткізгіш сызықтарын орнатуға арналған түрлі түсті металлдарды

25% - ға дейін үнемдейді (ортақ шарттағы бір қуаттың берілуі үшін);

- конструкциясы бойынша қарапайым, эксплуатацияда ыңғайлы және сенімді үшфазалы асинхронды қозғалтқышты қолдану мүмкіндігі;

- жұлдызбен жалғанғанда алынатын төртөткізгішті жүйеде екі эксплуатациялық кернеудің болуы.

Үшфазалы ток жүйесін жеке жағдайдағы көпфазалы токтың жүйесі ретінде қарауға болады.

Көпфазалы жүйемен немесе көпфазалы ток жүйесімен бірдей жиілікті және амплитудалы, бірақ бір бірінен фаза бойынша ығысқан ЭҚК әсер ететін бірнеше тізбек жиынтығы қалыптасады.

Үшфазалы симметриялы жүйеде ЭҚК өз араларында фаза бойынша шамалары тең бұрыштарға (120^о) жылжиды.

Болаттан жасалған (статор) қозғалмайтын сақиналы цилиндрді алайық, диаметральды қарама-қарсы саңылауларда үш жеке орам немесе оқшауланған сымнан жасалған катушка орналасқан ( 21 сурет).

NS – электромагнит; А, В, С – катушканың басы; Х, У, Z – катушканың соңы.

21 Сурет – Үшфазалы токтың алынуы

Катушка жазықтығы олар өз араларында бірдей 120^о бұрыштар жасайтындай етіп орналасады.

А, В және С катушканың басы болсын, ал Х, У және Z оның соңы.

Бастапқыда орамдардың қорытындысын тұспалдап аламыз, жағалай саңылаудан жүре отырып, бір бағытта жүре отырып барлық үш орамды шарлап өтуге болады (мысалы, сағат нұсқағышының айналуы бойымен). Осылайша, саңылаудан шығу барысында орамның басы (сонымен қатар соңы) өз араларында 120^о - қа жылжиды.

Статордың ішінде айналып тұратын электоромагнит (ротор) орналастырайық, катушкасы тұрақты токтан қуат алып отырады.

Жылулық немесе гидравликалық қозғалтқыштың көмегімен ротордың айналуы барысында оның магниттік күштік сызықтары статор катушкасының өткізгішін кесіп өтеді, соның нәтижесінде онда ЭҚК пайда болады. Барлық қозғалтқыштағы катушкаларда ЭҚК бағыты келісілген (ЭҚК қалыптасады).

ЭҚК пен катушкадаға токты оң бағытты деп есептейміз, егер катушканың соңынан басына бағытталған болса ( 21 суретте оң бағыттар нұсқағыштармен белгіленген).

Алайда әртүрлі катушкадаға ЭҚК нөлдік немесе максимальді мәндері бір мезгілде қолданылмайды.

Ротор сағаттың қозғалысы бағыты бойынша айналады деп есептейік. Суретте берілген ротордың орналасуы үшін, бірінші катушкадаға (АХ) ЭҚК ең үлкен оң мәнге ие.

ЭҚК-тің оң мәнді максимумы екінші катушкада (ВУ) ротор 120^о бұрышқа бұрылған кезде пайда болады; 120^о бұрышқа бұрылып үлгеретін ротордың уақыты периодқа тең болады.

Үшінші катушкада (СZ) электр қозғаушы күшінің оң максимумы, ротор екінші катушкаға (ВУ) қатысты 120^о бұрышқа бұрылғанда пайда болады, мұнда да ротордың уақыты периодқа тең болады.

Әуе саңылауындағы магниттік индукцияның синусоидалы өзгерісінде ЭҚК әр карушкада синусоидалы заңы бойынша ауысады. Сондықтан катушкалардағы ЭҚК фаза бойынша 120^о – қа () немесе уақыт бойыншапериодқа жылжыған үш синусоидамен көрсетілуі мүмкін (22 сурет).

22 сурет – Үшфазалы жүйедегі 23 сурет – Симметриялы үшфазалы

ЭҚК қисықтары жүйедегі ЭҚК векторлық диаграммасы

Оларды, сонымен қатар, симметриялы орналасқан және өз араларында

120^о –қа жылжыған (23 сурет) үш вектормен суреттеуге болады.

Векторлық диаграмма тек барлық орамдардағы бірдей оң бағытта ғана симметриялы бола алатынын естен шығармау керек. Егер, мысалы, бірінші катушкадағы (АХ) оң бағытты теріс бағытқа ауыстырса, онда ЭҚК векторлық диаграммасы өзгереді, және оның түрі веерға ұқсас болады (24 сурет). Алайда бұл векторлық диаграммадан шығатын барлық қатынастар дұрыс болады.