Тақырып: Электрлік машиналар және олардың қызметімен танысу
жүктеу/скачать 18.68 Kb.
|
|
Тақырып: Электрлік машиналар және олардың қызметімен танысу Электр машинасының әрекеті электрмагниттік құбылысын пайдалануға негізделген, механикалық энергияны электрге немесе электр энергиясын механикалыққа немесе электр энергиясын басқа түрдегі токтың электр энергиясына, басқа кернеуге, басқа жиілікке түрлендіруге арналған. Ол токтың тегіне қарай тұрақты ток машинасы (мыс., тұрақты ток генераторы, тұрақты ток қозғалтқышы) және айнымалы ток машинасы (асинхронды генератор, асинхронды қозғалтқыш, синхронды генератор, синхронды электр қозғалтқышы, коллекторлы генератор, коллекторлы қозғалтқыш) болып, ал пайдалану мақсатына қарай генератор, қозғалтқыш, электр машиналық түрлендіргіш (мыс., қозғалтқыш генератор, бір зәкірлі түрлендіргіш, фаза түрлендіргіш, т.б.) электр машиналық күшейткіш болып ажыратылады. Электр машина электрстатикалық машина да жатқызылады. Механикалық энергияны электрге түрлендіретін электр машинасы генератор деп аталады. Барлық электрлік энергия электрстансыларда орнатылған айнымалы токтағы (синхронды) генераторлармен өндіріледі. Электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіру қозғалтқыштармен іске асырылады. Кез келген электрлік машинаны генератор негізінде және электрлік қозғалтқыш негізінде пайдалануға болады. Электрлік машиналардың түрлендіретін энергияның бағытын өзгерту қасиеті қайтымдылық деп аталады. Электрлік машина жасау XIX ғ. ортасында дами бастады. Сол уақыттағы оқымыстылармен жүргізілген электрмагниттік өрісті зерттеулер практикалық қолданысқа ие модельдерді құрастыруға мүмкіндік берді. Белгілі мағыналы жұмыстарға француз физигі А. Ампер, ағылшын физигі М. Фарадей және орыс ғалымдары Э. Ленц, Б. Якоби және М.О. Доливо-Добровольский ие болды, олардың жұмыстары айнымалы токты пайдалануда қуатты серпіліс берді. XX ғ. басында электр энергиясын халық шаруашылығында пайдаланудың айрықша артықшылықтары және кең мүмкіншіліктері болды. Электр энергиясының, яғни өндірудің қарапайымдылығы, түрлендіруі, трансформациялануы, таратуы және алыс арақашықтыққа тасымалдануы сияқты тамаша қасиеттері дәлелденіп және практика жүзіне енгізілді. Электр генераторы және электр қозғалтқышы ұзақ уақыт бойы бір-біріне тәуелсіз дамыды, тек XIX ғ. 70 ғ. жылдары олардың даму жолдары бірікті. Тұрақты токтағы электрлік машиналардың дамуы төрт кезеңді өткерді: а) тұрақты магниттегі магнитэлектрлік машиналар; б) тәуелсіз қоздырылатын электрмагниттік машина; в) қарапайым зәкірлердегі және өзі қоздырылатын электрмагнитті машина; г) зәкірлері және көп полюсті жүйелері жетілдірілген. Электр машиналардың бастапқы даму кезеңі тұрақты токпен байланысты. Бұның түсіндірілуі, яғни электр энергиясының тұтынушылары ретінде тек тұрақты токта жұмыс істейтін құрылғылар (доғалы шамдар, гальванопластикалық құрылғылар және т.б.) болды. Электр энергияны басқа ток түріндегі (басқа кернеуге, фазылар санына, жиілігіне) электр энергиясына түрлендіретін электрлік машиналарды түрлендіргіштер деп атайды. Электромеханикалық сигналдарды реттегіш және күшейткіш негізінде пайдаланылатын электр машиналарды, яғни электр машиналардың реттегіштері және күшейткіштері деп аталады. ез келген электрлік машина негізгі екі бөліктен тұрады: қозғалмайтын – статордан және айналатын – ротордан. Айнымалы токтағы машинаны бір фазалы және үш фазалы, әрекет ету принципіне қарай синхронды және асинхронды деп бөлуге болады. Синхронды машиналарда энергияны түрлендіру үрдісі магнит өрісінің айналу жиілігіне тең ротордың айналу жиілігіндегі синхронды жылдамдықта өтеді. Генераторлар негізінде синхронды машиналар кеңінен қолданылады және барлық өндірілетін электр энергиясы осы типтегі генераторлармен шығарылады. Синхронды қозғалтқыштарды пайдалану арнайы тағайындаудағы (жиіліктің тұрақтылығы, жоғарылату және т.б.) азғантай топпен шектелген. Асинхронды машиналарда энергияны түрлендіру үрдісі магнит өрісінің айналу жиілігіне тең емес ротордың айналу жиілігіндегі синхронды емес (асинхронды) жиілікте өтеді. Бірқатар маңызды ерекшеліктеріне қарай асинхронды машиналарды қозғалтқыштар негізінде пайдаланылатын ең көп таралған электр машинасының типі болып табылады. Айнымалы токтағы синхронды және асинхронды машиналардан басқа жылдамдықты кең шектерде үнемді реттеуге келтіретін айнымалы токтағы қозғалтқыштар негізінде коллекторлы машиналар пайдаланылады және олардың реттеудегі сипаттамалары тұрақты токтағы қозғалтқыштардың сипаттамасына жақын. Электрлік машиналардың физикалық құбылыстарының күші ортақ болатын, бір кернеудегі айнымалы токты басқа кернеудегі айнымалы токқа статистикалық электрмагниттік түрлендіргіштері болатын трансформаторлар жатады. Трансформаторлардың жұмыс принципі тұйықталған болат магнит өткізгішке орнатылған екі (немесе үш) орамалардың арасындағы өздік индукция құбылыстарын пайдалануға негізделген. Трансформаторларды электр энергиясын алыс арақашықтыққа тасымалдауда және оны тұтынушылар арасына таратуда және түрлендіргіштік, өлшегіштік, қорғаныстық және басқа құрылғыларда пайдаланылады. Электрлік машиналардың және трансформаторлардың жұмысы кезінде оларды түрлендіретін энергия шығындары пайда болады. Бұл шығындар келесі түрлерден қосылады: а) электрлік (орамадағы шығындар), орамадағы сымдармен, коллектордағы өтпелі түйіспелерімен немесе түйіспелі сақиналардағы кедергілерімен жүретін токтардың қыздыруы; б) машиналардың немесе трансформаторлардың ферромагниттік бөліктеріндегі пайда болатын гистерезисті; в) машиналардың және трансформаторлардың айнымалы магнит өрісінде тұрған бөліктеріндегі құйынды ток шығындары, негізінен гизтерезиске және құйынды ток шығынымен бірге бағаланады, болаттағы шығындар болаттың маркасына, табақшалардың немесе таспалардың қалыңдығына, оқшауламаның сапасына, қайта магниттелу жиілігіне және магниттік индукциясына байланысты; г) машинаның айналатын бөліктеріндегі айгөлектерде, коллектордағы шеткаларда немесе түйіспелік сақиналарда жүретін қажалулардан болатын механикалық шығындар; д) машинаның білігінде орналасқан желдеткішті айналдыр шығындары. Сонымен айтылғандардан басқа магнит өрістерінің және токтардың біркелкі таралмауының нәтижесінен және жоғарғы кернеулерде диэлектрлік қосымша шығындар пайда болады. Электрлік машиналардың және трансформаторлардың жұмысы кезінде пайда болатын энергия шығындары олардың кейбір бөліктерін қыздырып жылуға айналады. Жылу қоршаған ортаға таралуы керек, яғни электрлік машиналардың және трансформаторлардың кейбір бөліктеріндегі температура жіберу шегінен аспауы керек. Электр машиналары салқындату әдісіне байланысты келесілерге бөлінеді: а) арнайы салқындату құрылғылары жоқ табиғи салқындатылатын машиналар. Бұндай машиналар қуаты аз, өйткені олардың жылу шығуы аз жиілікте болады. б) өзін желдететін машиналар, яғни олардың білігіне желдеткіш орнатылады, машинаның роторы айналғанда соратын немесе айдайтын ауаны машинаның ішкі қуысы арқылы айдайды. Бақылау сұрақтары: Электр машиналары нешеге бөлінеді? Электрлік машиналардың атқаратын қызметі қандай? Тұрақты токтағы электрлік машиналардың дамуы неше кезеңнен тұрады? Электрлік машиналардың және трансформаторлардың жұмысы кезіндегі шығындар. жүктеу/скачать 18.68 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|