Асинхронды машиналар

Асинхронды  машиналар

 

Жалпы мағұлматтар

 

Асинхронды  машина – бұл айнымалы токтың коллекторсыз машинасы. Оның қалыптасқан режімінде  магнит өрісі энергияны түрлендіру процесіне араласады және оның роторы әр т.рлі жылдамдықпен айналады.

Барлық  электроқозғалтқыштарының ішінде ең көп  тарағаны асинхронды қозғалтқыштар  болып табылады. Техникалық эәне электроқозғалтқыштарының өте жоғары болғандықтан, электроқозғалтқыштың мұндай түрі, өндірісте және тұрмыста ең көп қолданыс тауып отыр. Асинхронды электр қозғалтқыштар конструкциясы  жағынан қарапайым, бағасы қымбат емес және өзіне қызмет етуге жоғары білімді  маманды қажет етпейді. Қазіргі  кезде көп қолданылып жүрген үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар. Оны ХІХ  ғасырдың аяғында Ұ1889 ж.Қ М.О. Доливо- Добровольский ойлап тапқан болатын, алайда ол бүгінгі күнге дейін  өзінің алғашқы белгілерін сақтады. Бір фазалы асинхронды қозғалтқыштар  да өмірде кеңінен қолданылуда. Үш фазалы қозғалтқыштар халық шаруашылығының барлық салаларында қолданылады, бір  фазалар – негізінен автоматика схемаларында, электр құралдарын, тұрмыстық  машиналарды және т.б. жұмысқа қосуға пайдаланылады. Өнеркәсіп шығаратын  асинхронды қозғалтқыштардың жұмыс  кернеуі 127 В – тан 10 кВ-ке дейін, ал қуатиы ваттың үлесінен бірнеше  мың киловатқа дейін жетеді. Бір  фазалы асинхронды қозғалтқыштардың қуаты, көбіне, 1,5 кВт-тан аспайды.

Максималдық қуаты бар қозғалтқыштарды 6....10кВ кернеуге арнап шығарады. Жиілігі 50 Гц-те әр түрлі үлгілі қозғалтқыштардың синхронды жиілігі 500 ден 3000 айн/мин дейін  болады.

айнымалы  токтың электр энергиясын механикалық  энергияға түрлендіретін асинхронды қозғалтқыштардан басқа да жиілікті түрлендіретін, кернеуді реттейтін және фаза реттегіш асинхронды машиналары бар.

Асинхронды  машиналар генератор режімінде  де жұмыс жасай алады. Алайда, асинхронды генераторларды электр энергиясының көзі ретінде қолданбайды, себебі олардың  магнит  өрісін қоздыратын өздерінің  көздері жоқ болғандықтан, олар көрсеткіштері  өте жоғары (синхронды) генераторлармен  параллель жұмыс істей алады.

Қуаты аз асинхронды машиналарды генератор  есебінде біліктің айналу жиілігін өлшеу  үшін (тахогенератор) пайдаланылады.

 

9.2. Асинхронды қозғалтқыштың құрылысы

 

Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар негізгі  екі бөліктен құралады, олар; қозғалмайтын бөлік –статор және айналып тұратын бөлік – ротор (9.1.- сурет).

Сататордың  бөлігі қозғалмайтын магнитөткізгіш және үш фазалы орам.

Статордың өзекшесі магнитөткізгіштің қозғалмайтын бөлігі және ол қуыс цилиндр түрінде  болады. (9.2,а-сурет). Оны бір-бірінен изоляцияланған сақина түріндегі болат пластиналардан (9.2,ә-сурет) жинайды. Соның нәтижесінде трансформаторлардағы секілді магнитөткізгішті жеке пластиналардан жинау, құйынды токтар тудыратын болаттағы қуаттың шығынын азайтады. Болат пластиналардың қалыңдығы 0,35 немесе 0,5 мм болады және олардың екі жағына лак жағып изоляциялайды. ОЛсындай тәсілмен дайындалып жиналған магнитөткізгіштің болат өзекшесі (1) корпусқа (2) престеліп отырғызылады (9,3-сурет).

Қуатты  аз немесе орташа болатын болатын  қозғалтқыштардың корпусы алюминий немесе шойыннан құйылып дайындалады, ал қуаты өте жоғары болатын қозғалтқыштардың корпусын балқытып біріктірілген (пісірілген) болаттан жасайды. Корпустың екі  жақ бүйіріне подшипниктердің қалқандарын  бекітеді.

Болат пластиналарды  штамптағанда ішкі жағынан әр түрлі  шығыңқы жер (выступ) жасайды. Соның  нәтижесінде, пластиналарды жинау  кезінде цилиндр жасаушының бойымен  бағытталған, статор цилиндрінің ішкі бетінде, фазалар (ойықтар) пайда болады.Фазаларға  статордың орамдары ораналастырылады. Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың үш фазалық орамы болады. Ол орамдар кеңістікте бір-бірінен 120⁰/р бұрышқа ығысқан, мұндағы р- қорытқы магнит өрісінің қос полюстерінің саны. Фазалық орамдардың басы және соңын сыртқа шығарады, олар арнайы қалқанның қысқыштарына қосылуы мүмкін. Орамдардың шығыстарын шығыстарды белгілеуге қабылданған әріптермен цифрлармен белгіленген қамытпен қамтиды (9.1.-кесте).

 

9.1.- кесте

 

Фазалар	орамның басы	Орамның соңы
А	С1	С4
В	С2	С6
С	С3	С6

Қозғалтқыштың қалқанында  орамның  шығыстарын 9.4 – суретінде көрсетілгендей етіп орналастырады. Бұл статордың орамдарын  қысқа жазық пластиналардың көмегімен  жеңіл  және ыңғайлы түрде, жұлдызша (9.4, а-сурет) немесе үшбұрыштап (9.4,ә-сурет) қосуға мүмкіндік береді. Корпусына  бекітілген құжат пластинкасында бір  бірінен  есе айырмашылықтары бар екі номинальдық желілік кернеу жазылады. Соның ішіндегі ең кіші номинальдық кернеу статордың фазалық тораптағы желілік кернеулерден тәуелді. Егер қоректендіру көзінің желілік кернеуі машинаның құжатында көрсетілген ең үлкен кернеуге тең болса, онда статордың орамын жұлдызшалап, ал керсінше жағдайда, үш бұрыштап қосады. Қайсыбір жағдайда орамдар қозғалтқыштың ішінде жалғанады да, сыртына тек үш – ақ шығыс сымдары шығады.

Асинхронды  қозғалтқыштың роторын да статордыкі секілді штампталған болат табақшалардан  білікке кигізілгенде, олар цилиндр  түріне келіп, роторға айналады.

9.5-суретінде  ротор өзекшесін дайындайтын  болат табақшалардың түрлері  бейнеленген. 1- паза (ойық); 2- ауа алмастыру  тесігі; 3-білік және шпонка үшін  тесік.

Табақшаның  сыртқы периметрі бойынша, орамдарды  салатын, ротордың пазаларын (ойықтарын) түзетін тесіктерді штамптайды. Пазалардың түрлері 9.6-суретінде келтірілгендей түрліше болады. Қуаты үлкен қозғалтқыштардың роторларының ауа алмастыратын салқындауға  қажетті тесіктері болады.

Ротордың  орамының орындалу құрылымына (конструкциясына) қарай асинхронды қозғалтқыштар  қысқа тұйықталу роторлы қозғалтқыш және фазалық роторлы қозғалтқыш деп бөлінеді. Қысқа тұйықталған  ротор орамы изоляцияланбаған мыс  немесе жез стержньдерден жасалады, оларды ротордың пазасына (ойығына) орналастырады. Бұл стрежньдердің көлденең қимасының  түрі пазаның түріндей болады. Қысқа  тұйықтау мыс сақиналарымен стрежньдердің  екі жақ ұштары бекітіледі. Нәтижесінде, ешқандай шығулары жоқ орам алынады (9.7,а-сурет). Демек, ротордың осы орамын жеке алып қарағанда, ол тиіннің дөңгелегі сияқты, сондықтан ротор орамының осындай оңай түрі «тиін дөңгелегі» деп аталады. 9.7,а-суретінде ротордың қысқа тұйықтау орамы «тиін дөңгелегі» бейнеленген, ол мынадай элементтерден тұрады: 1-стрежньдер; 2-қысқа тұйықтау сақиналары.

Қуаты аз (100 кВт-қа дейін) болатын машиналарда  ротордың пазаларына балқытылған алюминий құйылады. Мұнда бірден орам стрежньдерін, қысқа тұйықтау сақинасын және ауа  алмастыру қалақшаларын құяды (9.7, ә- сурет). Ол мынадай элементтерден  тұрады: 1- магнит өткізгіштің табақшалары; 2- қысқа тұйықтау сақинасы; 3-ауа  алмастыру қалақшалары; 4-стрежньдер.

Түйіспелі сақиналардан тұратын, үш фазалы орамды катушкалық роторды фазалық деп  атайды. Фазалық ротордың орамын статордың  орамы секілді изоляцияланған өткізгіштерден дайындайды. 9.8.- суретінде фазалық  роторлы асинхронды қозғалтқыш бейнеленген. Мұндағы а,ә – қозғалтқыштың  құрылысы; б – электрлік схемасы. 1-статор орамы; 2- корпус; 3- статордың  өзекшесі; 4- шығу қорабы; 5-ротордың өзекшесі; 6- ротордың орамы; 7- түйіспе сақиналар; 8- іске қосу (реттеуші) реостаты.

Ротордың  фазалық орамдарының бастапқы ұштары (басы) өздері бір – бірінен және біліктен изоляцияланған, олар білікке  отырғызылған түйіспелі сақиналарға  қосылады. Түйіспелі (контакты-