AC машиналары: түзүлүш, иштөө принциби, колдонуу

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Электр машиналары иштеп жаткан механизмдерде жана генерациялоочу станцияларда энергияны айландыруунун маанилүү функциясын аткарат. Мындай приборлор аткаруу бийлик органдарын жетишерлик кубаттуулук менен камсыз кылуу менен ар кайсы аймактарда өз ордун табат. Бул түрдөгү эң популярдуу системалардын бири AC машиналары (ACMs) болуп саналат, алардын классында бир нече сорттору жана айырмачылыктары бар.

MAT жөнүндө жалпы маалымат

MPT же электромеханикалык өзгөрткүчтөрдүн сегментин шарттуу түрдө бир фазалуу жана үч фазалуу системаларга бөлүүгө болот. Ошондой эле, базалык деңгээлде асинхрондук, синхрондук жана коллектордук түзүлүштөр айырмаланат, ал эми иштөөнүн жалпы принциби жана конструкциялык конструкциясы көп жалпылыкка ээ. AC машиналарынын мындай классификациясы шарттуу, анткени заманбап электромеханикалык конвертациялоо станциялары жарым-жартылай ар бир түзүлүш тобунан иштөө процесстерин камтыйт.

Эреже катары, MPT статор менен роторго негизделген, алардын ортосунда аба боштугу каралган. Дагы, машинанын түрүнө карабастан, иштөө цикли магнит талаасынын айлануусуна негизделген. Бирок синхрондук орнотууда ротордун кыймылы күч талаасынын багытына туура келсе, асинхрондуу машинада ротор башка багытта жана ар кандай жыштыктарда кыймылдай алат. Бул айырмачылык машиналарды колдонуунун өзгөчөлүктөрүн да аныктайт. Демек, синхрондук генератор катары да, электромеханикалык кыймылдаткычы катары да иштей алса, анда асинхрондуктар негизинен мотор катары колдонулат.

Фазалардын санына келсек, бир жана көп фазалуу системалар бөлүнөт. Мындан тышкары, практикалык пайдалануу жагынан, экинчи категориядагы өкүлдөрү көңүл бурууга татыктуу. Булар көбүнчө үч фазалуу AC машиналары болуп саналат, аларда магнит талаасы жөн гана энергия алып жүрүүчү функциясын аткарат. Бир фазалуу түзүлүштөр, тескерисинче, эксплуатацияга ылайыктуу эместигинен жана чоң өлчөмдөрүнөн улам, колдонуу практикасынан акырындык менен жоголуп баратат, бирок кээ бир аймактарда аларды тандоодо чечүүчү фактор төмөн баа болуп саналат.

Туруктуу ток машиналарынан айырмачылыктар

Негизги структуралык айырма орамдын жайгашкан жеринде. AC системаларында ал статорду, ал эми туруктуу ток машиналарында роторду камтыйт. Эки топто тең электр кыймылдаткычтары токтун дүүлүктүрүү түрү боюнча айырмаланат – аралаш, параллель жана катар. Бүгүнкү күндө AC жана DC машиналар өнөр жай, айыл чарба жана ички сектордо колдонулат, бирок биринчипараметр аткаруу жагынан алда канча жагымдуу. Альтернаторлор жана AC кыймылдаткычтары жакшыртылган дизайндан, ишенимдүүлүктөн жана жогорку энергия натыйжалуулугунан пайда алышат.

Туруктуу токтун приборлорун колдонуу эксплуатациялоочу параметрлерди жөнгө салуунун тактыгына талаптар биринчи орунга чыккан аймактарда кеңири таралган. Бул транспорттук тартуу механизмдери, станоктор жана татаал өлчөө приборлору болушу мүмкүн. Өндүрүмдүүлүк жагынан DC жана AC машиналар жогорку эффективдүүлүккө ээ, бирок конкреттүү колдонуу шарттарына техникалык жана структуралык тууралоонун ар кандай мүмкүнчүлүктөрү бар. DC режими ылдамдыкты көзөмөлдөө үчүн көбүрөөк мүмкүнчүлүктөрдү берет, бул серво жана тепкич моторлорду тейлөөдө маанилүү.

Асинхрондуу MPT түзмөгү

Ротор жана статор түрүндөгү бул түзүлүштүн техникалык негизи үчүн монтаждоо алдында эки жагы изоляциялоочу май-розин катмары менен капталган табакты болот колдонулат. Аз кубаттуу машиналарда өзөк кошумча каптоосуз эле электр болоттон жасалышы мүмкүн, анткени бул учурда металлдын бетиндеги табигый оксид катмары изолятор ролун аткарат. Статор корпуска, ал эми ротор валга бекитилген. Асинхрондуу жогорку кубаттуулуктагы AC машиналарда ротордун өзөгүн валга орнотулган жең менен корпустун четине да орнотууга болот. Вал өзү да корпустун түбүнө бекитилген подшипник калканчтарында айланышы керек.

Ротордун сырткы беттери жана статордун ички беттери орогуч өткөргүчтөрдү жайгаштыруу үчүн алгач оюктар менен камсыз кылынат. Айнымалы ток машиналарынын статорунда орогуч көбүнчө үч фазалуу болуп, тиешелүү 380 В тармагына кошулат. Ал биринчилик деп да аталат. Ротордун ороосу да ушундай эле аткарылат, анын учтары көбүнчө жылдыз конфигурациясында байланышты түзөт. Слип шакекчелери да берилет, алар аркылуу жөндөө үчүн реостатты же үч фазалуу баштапкы элементти кошумча туташтырууга болот.

Аппараттын иштеши учурунда ызы-чууну, титирөөнү жана жылуулукту азайтуучу демпердик зонанын ролун аткарган аба боштугунун параметрлерин да белгилеп кетүү зарыл. Машина канчалык чоң болсо, боштук ошончолук чоң болушу керек. Анын мааниси бир нече миллиметрге чейин өзгөрүшү мүмкүн. Эгер аба зонасы үчүн жетиштүү орун калтыруу структуралык жактан мүмкүн болбосо, анда блок үчүн кошумча муздатуу системасы каралган.

Асинхрондук MPTтин иштөө принциби

Үч фазалуу орогуч бул учурда үч фазалуу чыңалуудагы симметриялуу тармакка кошулат, анын натыйжасында аба боштугунда магнит талаасы пайда болот. Арматура орамасына карата, айлануучу магниттик уюлдардын системасын түзүүчү демпфердик боштук үчүн талаанын гармониялык мейкиндикте бөлүштүрүлүшүнө жетишүү үчүн атайын чаралар көрүлөт. Өзгөрмө ток машинасынын иштөө принцибине ылайык, ар бир уюлда магнит агымы пайда болот, ал орогуч чынжырларды кесип, ошону менен электр кыймылдаткычтын генерациясын пайда кылат.күч. Үч фазалуу орамда үч фазалуу ток индукцияланат, ал мотордун моментин камсыз кылат. Ротордун токунун магнит агымдары менен өз ара аракеттенүүсүнүн фонунда өткөргүчтөрдө электромагниттик күч пайда болот.

Эгерде ротор тышкы күчтүн таасири астында кыймылга келтирилсе, анын багыты өзгөрүлмө ток машинасынын магнит талаасынын агымдарынын багытына туура келсе, анда ротор андан озуп чыга баштайт. талаанын айлануу ылдамдыгы. Бул статордун ылдамдыгы номиналдык синхрондук жыштыктан ашканда пайда болот. Ошол эле учурда электромагниттик күчтөрдүн кыймылынын багыты өзгөрөт. Ушундайча тескери аракети бар тормоз моменти пайда болот. Бул иштөө принциби машинаны тармакка активдүү кубаттуулукту чыгаруу режиминде иштеген генератор катары колдонууга мүмкүндүк берет.

Синхрондуу MPTтин конструкциясы жана иштөө принциби

Статордун конструкциясы жана жайгашкан жери боюнча синхрондуу машина асинхрондукка окшош. Ороо арматура деп аталат жана мурунку учурдагыдай эле уюлдардын саны менен аткарылат. Ротор дүүлүктүрүүчү орогуч менен камсыздалган, анын энергия менен камсыз болушу тайгалак шакекчелер жана туруктуу ток булагына туташтырылган щеткалар менен камсыз кылынат. Булак – бул бир валга орнотулган аз кубаттуулуктагы генератор-козгуч. Синхрондуу өзгөрмө ток машинасында орогуч негизги магнит талаасынын генераторунун милдетин аткарат. Долбоорлоо процессинде дизайнерлер дүүлүктүрүүчү талаанын индуктивдүү бөлүштүрүлүшү үчүн шарттарды түзүүгө умтулушатстатордун беттери синусоидалдыкка мүмкүн болушунча жакын болгон.

Көбөйгөн жүктө статордун орамасы бирдей жыштыктагы ротордун багытында айлануу менен магнит талаасын пайда кылат. Ошентип, статор талаасы роторго таасир этүүчү бир айлануу талаасы пайда болот. Өзгөрмө ток машиналарынын бул прибору аларды электр кыймылдаткычтары катары колдонууга мүмкүндүк берет, эгерде синхрондук орамга алгач үч фазалуу ток берилсе. Мындай системалар ротордун статор талаасына туура келген жыштыгы менен координацияланган айлануусу үчүн шарттарды түзөт.

Белгилүү жана көрүнбөгөн синхрондук машиналар

Чыгылуучу түркүк системаларынын негизги айырмасы - долбоордо валдын атайын чыгуучу жерлерине бекитилип турган шыгып турган мамылардын болушу. Типтүү механизмдерде фиксация Т түрүндөгү куйрук бекиткичтеринин жардамы менен кресттин четине же валга втулка аркылуу жүргүзүлөт. Аз кубаттуу AC машиналарынын түзүлүшүндө ошол эле маселени болттуу байланыштар менен чечүүгө болот. Ороочу материал катары жез тилкеси колдонулат, ал четине оролуп, атайын прокладкалар менен изоляцияланат. Ичинде шыргыйлары бар кулакчаларда баштоо үчүн орогуч таякчалар орнотулган. Бул учурда, жез сыяктуу жогорку каршылык материал колдонулат. Учтарындагы оролгон контурлар кыска туташуу элементтерине ширетилип, кыска туташуу үчүн жалпы шакекчелерди түзөт. Электр потенциалы 10-12 кВт болгон көрүнүктүү уюлдук машиналар арматура айланып, индуктордук мамылар кыймылсыз калганда инвертивдүү конструкцияда аткарылышы мүмкүн.шарт.

Силиктүү эмес түркүк машиналарда конструкция болот согуудан жасалган цилиндр түрүндөгү роторго негизделген. Ротордо дүүлүктүрүүчү орамды түзүү үчүн оюктар бар, алардын уюлдары жогорку ылдамдыкка эсептелген. Бирок, мындай орамды жогорку кубаттуулуктагы өзгөрмө ток менен электр машиналарында колдонуу катаал эксплуатациялоо шарттарында ротордун эскиришинин жогорку даражасына байланыштуу мүмкүн эмес. Ушул себептен улам, орточо кубаттуулуктагы установкаларда да роторлор үчүн хром-никель-молибден же хром-никель болотторунун негизиндеги катуу согуулардан жасалган жогорку бышык тетиктер колдонулат. Бекемдик боюнча техникалык талаптарга ылайык, синхрондук машинанын роторунун роторунун жумушчу бөлүгүнүн максималдуу диаметри 125 см элементтерден ашпоого тийиш. Ротордун максималдуу узундугу 8,5 м.. Өнөр жайда колдонулуучу жылчыксыз полюс агрегаттарына түрдүү турбогенераторлор кирет. Алардын жардамы менен, атап айтканда, алар буу турбиналарынын иштөө моменттерин ТЭЦ менен байланыштырат.

Виктикалдуу гидрогенераторлордун өзгөчөлүктөрү

Тик вал менен камсыз кылынган көрүнүктүү уюлдук синхрондуу MPTтердин өзүнчө классы. Мындай установкалар гидротурбиналарга кошулат жана айлануу жыштыгы боюнча тейленген агымдардын кубаттуулугуна жараша тандалат. Бул типтеги AC машиналардын көбү төмөн ылдамдыкта, бирок ошол эле учурда алар баркөп сандагы түркүктөр. Вертикалдуу гидрогенератордун маанилүү жумушчу компоненттеринин ичинен кыймылдаткычтын айлануучу бөлүктөрүнөн жүктү көтөрүүчү подшипникти жана подшипникти белгилөөгө болот. Айрыкча, подшипник суунун агымынын басымына да дуушар болот, ал турбинанын канаттарына таасир этет. Мындан тышкары, айланууну токтотуу үчүн тормоз каралган жана радиалдык күчтөрдү кабыл алган жумушчу түзүмдө жетектөөчү подшипниктер да бар.

Машинанын үстүнкү бөлүгүндө гидрогенератор менен катар көмөкчү агрегаттарды да коюуга болот - мисалы, генераторду козгогуч жана жөнгө салгыч. Баса, акыркы туруктуу магниттер үчүн орогуч жана уюлдары менен көз карандысыз AC машина болуп саналат. Бул жөндөө автоматтык башкаруучу функциясы үчүн моторго кубат берет. Чоң вертикалдуу гидрогенераторлордо дүүлүктүргүч синхрондук генератор менен алмаштырылышы мүмкүн, ал дүүлүктүрүүчү агрегаттар жана сымап түзүүчүлөрү менен бирге негизги гидрогенератордун иштөө процессин тейлеген күч түзүлүштөрүн энергия менен камсыз кылат. Вертикалдык валдын машина конфигурациясы оор жүктөгү гидравликалык насостордун кыймылдаткыч механизми катары да колдонулат.

Коллектор MPT

МПТнын конструкциясында коллектордук блоктун болушу көбүнчө ротордун жана статордун орамдарында ар түрдүү жыштыктагы чынжырлардын электрдик туташуусунда айлануу ылдамдыгын өзгөртүү функциясын аткаруу зарылчылыгы менен аныкталат. Бул чечим аппаратты кошумча жабдууга мүмкүндүк беретоперациялык касиеттери, анын ичинде иштөө параметрлерин автоматтык жөнгө салуу. Үч фазалуу тармактарга туташтырылган AC коллектордук машиналар кош полюстун ар бир сегментинде үч щетка манжасын алат. Щёткалар бири-бирине параллель схемада секирүүчүлөр менен туташтырылган. Бул жагынан алганда коллектордук МПТ туруктуу туруктуу кыймылдаткычтарга окшош, бирок алардан түркүктөрдө колдонулган щеткалардын саны менен айырмаланат. Кошумчалай кетсек, бул системадагы статор бир нече кошумча орамдарга ээ болушу мүмкүн.

Үч фазалуу щеткалары бар коллекторду колдонууда жабык арматура орамасы үч фазалуу комплекстүү орам болот. Арматуранын айлануусу учурунда орамдын ар бир фазасы өзгөрүүсүз абалын сактайт, бирок секциялар кезектешип бир фазадан экинчи фазага өтөт. Эгерде алмашкан токтун коммутаторунун машинасында бири-бирине салыштырмалуу 60° жылыштуу алты фазалуу щеткалар топтому колдонулса, анда көп бурчтуу туташтыруу менен алты фазалуу орам түзүлөт. Коллектордук тобу бар көп фазалуу машинанын щеткаларында токтун жыштыгы магнит агымынын туруктуу щеткаларга салыштырмалуу айлануусу менен аныкталат. Ротордун айлануу багыты каршы же дал келиши мүмкүн.

MAT колдонуу

Бүгүнкү күндө MPTs тигил же бул формада механикалык же электр энергиясын өндүрүү талап кылынган бардык жерде колдонулат. Ири өндүрүштүк агрегаттар инженердик системаларды, электр станцияларын жана көтөрүүчү-транспорттук агрегаттарды тейлөөдө, ал эми аз кубаттуулуктагы агрегаттар жөнөкөй тиричиликте колдонулат.желдеткичтерден насосторго чейин жабдуулар. Бирок эки учурда тең AC машиналардын максаты жетиштүү көлөмдө энергетикалык потенциалды өнүктүрүүгө кыскарган. Дагы бир нерсе, структуралык айырмачылыктар, статор менен ротордун ички конфигурациясын ишке ашыруу, ошондой эле башкаруу инфраструктурасы принципиалдуу мааниге ээ.

Жалпы MPT түзмөгү бир эле функционалдык компоненттердин топтомун көпкө сактаса да, мындай системалардын иштешине талаптардын өсүшү иштеп чыгуучуларды кошумча башкаруу жана башкаруу элементтерин киргизүүгө мажбурлайт. Технологиянын енугушунун азыркы этабында, езгече езгече токтун машиналарын енер жай тармагында колдонуунун шартында мындай кыймылдаткычтар менен генераторлордун иштешин эксплуатациялык параметрлерди жонго салуучу жогорку тактыктагы каражаттарсыз элестетуу кыйын. Бул үчүн ар кандай башкаруу ыкмалары колдонулат - импульс, жыштык, реостат ж. Жөнгө салуучу инфраструктурага автоматташтырууну киргизүү да заманбап МПТ ишинин мүнөздүү өзгөчөлүгү болуп саналат. Башкаруу электроникасы бир жагынан электр станциясына, экинчи жагынан - программалык контроллерлорго туташтырылган, алар берилген алгоритм боюнча механизмдин конкреттуу параметрлерин коюуга буйрук беришет.

Тыянак

Электр генераторлору жана электр кыймылдаткычтары бүгүнкү күндөгү өнөр жайда энергиянын ажырагыс бөлүгү болуп саналат. Функциясынан улам станоктор, транспорт, байланыш түзүлүштөрү жана башка электрдик агрегаттар жана электр менен жабдууну талап кылган түзүлүштөр иштейт. АтБул учурда, AC жана DC электр машиналарынын түрлөрүнүн жана түрчөлөрүнүн чоң массивдери бар, алардын өзгөчөлүктөрү жана мүнөздөмөлөрү акырында алардын иштеши үчүн орундарды аныктайт. МТТнын техникалык жана эксплуатациялык өзгөчөлүктөрү жөнөкөй структуралык түзүлүштү жана салыштырмалуу аз тейлөө талаптарын камтыйт. Башка жагынан алып караганда, DC машиналар татаал критикалык энергетикалык системалардагы электр менен камсыз кылуу көйгөйлөрүн чечүү үчүн жагымдуураак чечим болуп саналат. Электрдик өнөр жай жабдууларынын ата мекендик өндүрүш сегменти электр машиналарынын эки түрүн тең долбоорлоодо жана өндүрүүдө чоң тажрыйбага ээ. Ири ишканалар структуралык жана эксплуатациялык өзгөчөлүктөргө ээ болгон жекече чечимдерди иштеп чыгууга көбүрөөк көңүл буруп жатышат. Стандарттык конструкциялардан четтөөлөр көбүнчө муздатуу системалары, ашыкча ысып кетүүдөн жана электр тармагынын термелүүсүнөн коргоочу жабдуулар, кошумча жана резервдик кубаттуулук сыяктуу көмөкчү функционалдык агрегаттарды жана жабдууларды туташтыруу зарылчылыгы менен байланыштуу. Мындан тышкары, тышкы эксплуатациялоочу чөйрө электр машиналарынын кээ бир структуралык касиеттерине олуттуу таасирин тийгизет, бул дагы жабдууларды долбоорлоо жана түзүү этаптарында эске алынат.