ЭМТнинг узгартиргич техникаси маърузаси. Ислом каримов номидаги тошкент давлат техника университети электромеханик тизимларнинг аппаратлари, элементлари узгартиргич техникаси
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
32.ТИРИСТОРЛИ БИЛВОСИТА ЧАСТОТА ЎЗГАРТКИЧЛАР Таъминловчи кучланишнинг частотасини ўзгартириб асинхрон моторнинг тезлигини ростлаш, тезликни ростлаш усуллари ичида иқтисодий жиҳатдан энг самарали усулдир. Тезликни частотани ўзгартириб ростлаганимизда бутун тезликни ростлаш диапазони оралиғида асинхрон моторнинг сирпаниши унча катта бўлмаган ўзгармас қийматда қолиши натижасида моторнинг исроф қуввати катта бўлмайди. Тезлиги частотани ўзгартириб бошқариладиган асинхрон электр юритмаларнинг статик ва динамик хусусиятлари ўзгармас ток электр юритмалари билан деярли монанд бўлади. Ротор чулғамлари қисқа туташтирилган асинхрон моторларнинг ўзгармас ток моторларга нисбатан 1,5 – 2 мартаба енгил бўлиши ва деярли 3 баробар арзонлигини ҳисобга оладиган бўлсак, унда частота бўйича бошқарилувчи асинхрон электр юритмаларнинг саноатда келажакда қўлланилиши имкониятлари хали жуда кенг эканлиги яққол кўринади.  32.1 – расм. Электромеханик частота ўзгарткичнинг блок схемаси Биринчи частота ўзгарткичлар электромеханик қурилмалар асосида юзага келди (32.1 – расм). Бундай электромеханик частота ўзгарткичда синхрон генератор СГ дан олинаётган кучланишнинг қиймати ва частотаси бир – бирига боғлиқ бўлмаган ҳолда бошқарилади. СГ нинг қўзғатиш чулға-мидаги ўзгарувчан қаршилик ёрдамида кучланиш қиймати бошқарилади, частота эса ўзгармас ток генератори Г нинг қўзғатиш чулғами ГҚЧ даги ўзгарувчан қаршилик ёрдамида бошқарилади. Гарчи бу ўзгарткичда частота ўзгариши диапазони юқори бўлса ҳам бироқ унинг техник – иқтисодий кўрсаткичлари юқори эмас: ўзгарткичнинг ўрнатилган қуввати жудда катта (тўрта ёрдамчи машиналар тўлиқ қувват билан ишлайди); фойдали иш коэффициенти ва электр юритманинг тезкорлиги паст. Частотани ўзгартириб тезлиги ростланадиган асинхрон электр юритмаларнинг тараққиёти даври давомида электромеханик частота ўзгарткичларнинг ҳар хил турлари юзага келган бўлса ҳам электромеханик тизимларга хос бўлган юқоридаги камчиликлар у бу даражада сақланиб қолаберди. Кейинги пайтда такомил ярим ўтказгичларнинг ишлаб чиқила бошла-ниши ва улар асосида ўзгартгичлар техникасининг ривожланиши натижасида ишончлилик даражаси юқори бўлган частота ўзгарткичлар тиристор ва куч транзисторлари асосида яратилмоқда. Тиристорли ва транзисторли частота ўзгарткичлар (ТЧЎ) икки гуруҳга билвосита ва бевосита частота ўзгарт-кичларга бўлинади. Билвосита ТЧЎларда тармоқдан келаётган ўзгарувчан ток кучланиши тиристорли ўзгарткич ТЎда тўғриланиб, автоном инвертор АИга узатилади ва у ерда ўзгармас ток кучланиш частотаси ростланадиган ўзгарувчан ток кучланишига ўзгартирилади. 32.2 – расмда шундай ТЧЎнинг блок схемаси берилган бўлиб, бу ерда ТЎ бошқарилувчи тиристорли ўзгарткич, ТЎБТ унинг бошқариш тизими, яъни ИФБТ, ростлаш блоки РБнинг вазифаси час-тота ростлашнинг қайси қонуниятга амал қилинаётганига қараб ТЧЎнинг статик ва динамик режимларида кучланиш ва частота ўзгаришини ўзаро мослаштиришдан иборат.  32.2 – расм. Тиристорли билвосита частота ўзгарткичнинг блок схемаси Билвосита ТЧЎларда ўзгармас токли звенонинг бўлиши, автоном нивер-торнинг чиқишидаги частотанинг ҳам юқорига ва ҳам пастга қараб кенг диапазонда ростлашга имкон беради, бу билвосита ТЧЎнинг асосий афзаллиги бўлиб, бу турдаги ТЧЎ ларнинг ишлаб чиқаришда кенг қўллани-лишига олиб келади. ТЎнинг ток манбаи ТМ ёки кучланиш манбаи КМ режимида ишлашига қараб ТЧЎнинг автаном инверторлари ҳам ток автоном инвертори (ТАИ) ёки кучланиш автоном инвертори (КАИ) режимларида ишлаш мумкин. ТЧЎ инверторининг КАИ режимида ТЎнинг ички қаршилигининг кичик қийматли бўлиши, инверторга келаётган кучланишнинг юкланиш токига боғлиқ бўлмасликка олиб келади. Агар ТЎнинг ички қаршилиги кичик бўлмаса ва унинг таъсири сезиларли бўлса, у ҳолда Ud=const шарти ТЎ нинг кучланиш бўйича кучли манфий тескари боғланиши орқали амалга оширилади. Ud қутблари ўзгармас бўлгани учун юкланиш занжиридаги ўзгарувчан ток тармоққа энергиянинг узатилиши фақат Id нинг йўналиши ўзгатирилгандагина мавжуд бўла олади, бу эса яна қўшимча тиристорлар комплекти бўлишини тақоза қилади ва бу КАИли ТЧЎларнинг асосий камчиликларидандир. ТЧЎнинг ТАИли вариантида Id нинг доимийлиги юкланиш кучлани-шига боғлиқ бўлмаслиги керак, яъни асинхрон моторнинг тезлигига боғлиқ бўлмаслиги керак. Id=const шартининг бажарилишида ТЎнинг иш режими ток манбаи режими бўлиб, бу режим ўзгармас ток занжирига катта индуктивликка эга реакторни улашни ва тескари боғланиш контури бўлишини тақозо қилади. Энергияни тармоққа узатиш жараёнида Id йўналишнинг ўзгармаслигини ҳисобга олсак, ТЎ кучланишнинг қутблари ўзгариши лозим. Бу шарт реверсив бўлмаган ТЎ схемасида тиристорли ўзгарткичнинг тармоққа эргашувчи инвертор режимига ўтказиш асосида амалга оширилади. ТАИли ТЧЎнинг асосий афзаллиги бир тиристор комплектида энергиянинг тармоққа узатиш имконияти борлигидадир. Асинхрон моторнинг турғун иш режимларидаги тезлигини берилган кўрсаткичлар катталикларида ушлаб туриш учун албатта тезлик ёки кучланиш бўйича тескари боғланишларнинг бўлиши шартлиги ТАИли ТЧЎ ларнинг асосий камчиликларидандир. Автоном инверторларнинг иш режимлари қандай бўлишидан қатъий назар уларнинг бошқариш тизимлари 32.3 – расмда тасвирланганидек функционал схемадан иборат бўлади. АИБТ таркибидаги вазифаловчи гене-ратор ВГ узлуксиз бошқарув кучланиши Uбf ни частотаси fв.f бўлган тўғри бурчакли сигналга ўзгартиради, импулс тақсимлагич ИТ эса ушбу сигнал-ни фаза ва частотаси бўйича уч фазали импулслар тизимига мослаштириб, инвертор тиристорларининг олти бошқариш каналлари бўйича тақсимлайди. Импулс ташкил қилувчи қурилма ИТҚ нинг вазифаси ИТ дан чиқаётган импулсларни тиристорларнинг очилишига қуввати, формаси ва импулс узунликларини мос холга келтиришдир.  32.3 – расм. Автоном инвертор бошқарув тизимининг блок схемаси Ҳозирги пайтда АИБТ ларни яратишда микроэлектроника ва микропроцессор тизимлари кенг қўланилаётганлиги сабабли уларнинг оғир-лик ва ўлчамлари иҳчамлашиб бормоқда, йиғиш ва созлаш технологияси ҳам соддалашиб, ишончлилик даражаси эса ошиб бормоқда. 33.ИНДУКТИВ – СИҒИМЛИ ПАРАМЕТРИК ЎЗГАРТКИЧЛАР Ўзгармас ток тиристорли ўзгарткичлар кучланиш манбаи сифатида ишлатиладиган бўлса, юкланишнинг ток қиймати ўзгарган пайтда ҳам кучланишнинг қиймати деярли ўзгармай қолиб ва унинг ўзгариши эса фақат вазифаловчи бошқарув кучланишининг қийматигагина боғлиқ бўлади. Аммо бундай ТЎ маълум схемалар асосида, масалан, ток бўйича критик мусбат тескари боғланишли схема асосида йиғилади, кучланишнинг қиймати ўзгарган ҳолда юкланишдаги токнинг қиймати ўзгармай қолиб ўзгарткич ток манбаи вазифасини бажаради. Саноатда ток манбаи ўзгарткичлари, мисол учун электр ёй печларида ёй токининг қийматини бир хил ушлаб туришда, кабел ва сим ўровчи қурилмаларининг моторларида бир хил механик кучланиш ҳосил қилишда, тажриба – синов стендларида ўзгармас қийматли момент ҳосил қилувчи юкланиш қурилмаларда кенг қўлланилади. Содда ва ишончли ток манбаи (ТБ) кучлангиш резонанси бўйича созланган индуктив – сиғимли ТМнинг (3.23а – расмга қаранг) иш режими қуйидаги Кирхгоф тенгламалари тизими билан ифодаланади   . (3.3)Тенгламалар тизими (3.3) ни Iюк га нисбатан ечганимизда қуйидаги ифодани ҳосил қиламиз –  . (3.4)Бу ерда ZL = jXL , Zc = -jXc ва XL = Xc = XР эканлигини ҳисобга олганимизда (3.4) тенглама соддалаштирилган кўринишга келади:  , (3.5)Бу ерда XР – конденсатор ва реакторнинг реактив қаршиликларининг резонанс қийматлари, UТ – манба тармоғининг кучланиши.  33.1 – расм. Бир фазали индуктив – сиғимли ТМнинг схемаси (а) ва кучланишларнинг вектор диаграммаси (б) Шундай қилиб, юкланишдаги токнинг қиймати ўзгармас бўлиб, Zюк ва Uюк=IюкZюк ларга боғлиқ бўлмайди. Uюк нинг ихтиёрий қиймати учун индуктив – сиғимли ток манбаининг вектор диаграммаси 33.1б – расмда тасвирлангандек кўринишга эга бўлади. Бундай ТМларнинг афзаллиги соддалигида. Камчилига эса юклагич сифатида ТМга тўғрилагич орқали ўзгармас ток мотори уланганида ўзгармас ток қийматининг доимийлиги шарти бузилади. Бир фазали ТМнинг камчиликларидан бири узлукли ток режимининг мавжудлиги ва унинг юкланишга таъсири сезиларли бўлиши-дадир. Бу камчиликни йўқотиш учун ТМларнинг кўп фазали схемалари қўлланилади (33.2а – расм).  33.2 – расм. Уч фазали индуктив – сиғимли ТМнинг схемаси (а) ва унинг кучланишлар диаграммаси (б) Уч фазали ТМнинг иш режимларини ҳисоблаш учун бирон – бир фазаси учун Кирхгоф тенгламасини тузиш кифоядир ва бу тенгламалар тизими (3.3) кўринишда бўлади. Iюк га нисбатан ечими ифодасини соддалаштириб ва мос ўзгартиришлардан сўнг RL = 0 бўлган ҳолат учун қуйидаги ифодани ҳосил қиламиз – Iюк =Uл/ХР = соnst. (3.6) Бу ерда Uл – тармоқнинг линия кучланиши; XL = Xc = XР – сиғим ва реакторларнинг реактив қаршилиларининг резонанс қийматлари. 33.2б – расмдаги вектор диаграммадаги ОN юкланиш кучланиши вектори годографи (Uюк = IюкRюк) ва UАВ кучланишга перпендикуляр бўлади. Юкланишнинг қисқа туташиши, яъни Rюк = 0 режими тармоқ учун энг енгил режим бўлади ва линия токи  0    (3.7)қийматга тенг бўлади. Юкланишнинг салт юриш режими, яъни  фавқулодда (авария) режими бўлиб, таъминловчи тармоқнинг қисқа туташув режимига мос келади: 0    (3.8)ТМнинг ташқи тавсифини ифодаловчи тенгламада юкланишнинг токи чиқиш кўрсаткичи бўлиб, ғалаёнловчи таъсир эса юкланишнинг кучланиши бўлади  , (3.9)бу ерда  – реакторнинг асллиги.Бу тенгламада Uюк = 0 бўлиши ТМ ташқи тавсифининг салт юриш режимидаги Iюк = I0 қийматини беради (33.3 – расм). Тавсифнинг нишаблиги Uюк= Uл бўлгандаги ҳолат учун статизм орқали аниқланади  . (3.10)Реакторнинг асллиги қанча катта бўлса, шунча ТМнинг ташқи тафсифи шунча бикр бўлади. ТМ лар учун қўлланиладиган реакторларнинг асллиги одатда DL > 100 бўлиб,  қийматга эга бўлади. 33.3 – расм. ТМнинг ташқи тавсифи Кучланиш резонанси ҳодисаси ТМ ларда қўлланилиб, юкланиш қаршилигининг ўсиши билан реактор ва сиғимда ҳам кучланишнинг ўсиши кузатилади. Шунинг учун ТМ нинг реакторидаги кучланишнинг максимал қийматини аниқлаш асосий амаллардан биридир. 2.24б – расмдаги вектор диаграммадали Uлтенг ёнли ANB учбурчакнинг AN томони деб қаралади ва бу векторнинг қиймати қуйидаги ифода ёрдамида аниқланади:  ва шунингдек, линия кучланиши қийматининг аналитик ифодаси эса қуйидги кўринишга эга бўлади:  . (3.11)Ушбу ифода асосида юкланиш кучланиши 0 дан то Uл гача ўзгарганда ҳам UL нинг қиймати Uл дан кичик бўлишини ва Uюк қийматининг ушбу диапазон оралиғида реактор токининг максимал қиймати юкланиш токи билан қуйидагича боғланганлигини аниқлаймиз  (3.12)ва унинг қиймати юкланиш токидан кам бўлади. Шундай қилиб, реакторнинг ўлчамларини белгиловчи қуввати ULmaxIL < UюкIюк тенгсизликдан иборат бўлади. Индуктив – сиғимли ток манбалари учун типик юкланиш сифатида якор занжири ТМдан тўғрилагич кўприк схемаси орқали таъминланувчи мустақил қўзғалувчан ўзгармас ток моторлари кенг қўлланилади (33.4а – расм). Агар реакторнинг актив қаршилигини RL = 0 деб қарасак тўғрилагич ночизиқлигининг ТМга таъсирини ҳисобга олмаганимизда юкланиш токи линия кучланиши ва реакторнинг индуктивлигига боғлиқ бўлиб қолади  (3.13)ва бу эса якор занжиридаги токнинг кучланишга ҳамда моторнинг тезлиги  га боғлиқ бўлмайди (33.4б – расм). Моторнинг моменти ифодаси М = кФIя дан кўриниб турибдики, якор токининг Iя = const бўлиши, моментнинг магнит оқимига тўғри пропарционал бўлишининг таъминланиши ва индуктив – сиғимли ток ўзгарткичи ва ўзгармас ток мотори тизимининг механик тавсифлари Ф нинг турли қийматлари учун вертикал тўғри чизиқ-лардан иборат тавсифлари мажмуасидан иборат бўлади (33.4в – расм). Шундай қилиб, бу электр юритма тизими магнит оқимини ростловчи ўзгармас момент манбаи хусусиятига эга бўлади. 33.4 – расм. ТМли ўзгармас ток электр юритмасининг схемаси (а) ва унинг электромеханик (б) ва механик (в) тавсифлари Асинхрон моторларнинг ўзгармас ток моторларига нисбатан ишлатилишининг осонлиги, масса – оғирлик кўрсаткичлари кичиклиги ва ишончлилик даражасининг юқорилиги билан ажралиб туради. Шунинг учун ҳам асинхрон моторлар асосида «ток манбаи – мотор» электр юритма тизимларини яратиш мақсадга мувофиқдир. Бундай тизимнинг негизини индуктив – сиғимли параметрик ўзгарткич ҳосил қилиб, у фаза роторли асинхрон мотор фазасидаги токни стабиллашга ҳизмат қилади. Асинхрон мотор ҳосил қиладиган айлантириш моменти статор чулғами магнит оқими майдонининг ўзгармас қийматида ротор токининг ҳақиқий қийматига тўғри пропарционал бўлиб, стабиллашган ротор токини ўзгартириб унга мос келувчи М = const тавсифлари тўпламини ҳосил қилиш мумкин. Агар электр юритма тизимида тезлик бўйича манфий тескари боғланиш қўлланилса, у ҳолда  бўлган тавсифлар тўпламини ҳосил қилиш мумкин бўлади. АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ. Асосий адабиётлар
-135б.
Қўшимча адабиётлар 1. Imomnazarov A.T. Kon korxonalarining elektr jihozlari va elektr ta`minoti. -Toshkent.:,MOLIYA, 2010.,-165 b. 2. Imomnazarov A.T. Neft va gaz konlarining elektr jihozlari. –Toshkent.:, «CHO`LPON», 2007., -145 b. 3. Imomnazarov A.T. Ekektromexanik tizimlarning elementlari. Oliy o`quv yurtlari uchun darslik. –Toshkent.:, «Ta’lim», 2009.,- 155 b. 4.Справочник по автоматизированному электроприводу(под.ред. А.В.Шинянского),- М.:,Энергоатомиздат, 1980.,- 550 с. |