Асинхронды қозғалтқыш

                                                                                                     (2.45) 

     мұндағы m₂-ротор орамасының фазалар саны; І₂ -ротор орамасы фазасының тоғы; R₂-ротор орамасы фазасының өткізгіштерінің кедергісі.Жұмысшы сырғанау шегі S<0,1 болғандықтан ротор болатындағы  шығындарды, әдетте елемейді. Қажет кезінде оны өрнегі бойынша есептейді, мұндағы В_р-ротордағы индукция; G_р -ротор болатының массасы; 5-сырғанау; Р=(1,2...1,5)-ротор болатының сортына байланысты дәреже көрсеткіші. Ротор мысындағы (алюминийде) шығынды алып тастағаннан кейінгі қуат, асинхронды қозғалтқыштың роторы дамытатын механикалық қуат Р деп аталады. Сонымен аcинхронды қозғалтқыш роторы дамытатын механикалық қуат, оған статор орамасының магнит өрісі берген электр магниттік қуаттан, ротор орамасындағы электр шығындарындай шамаға аз болады.  

      ^Рмех =                                                                                  (2.46) 

     Асинхронды   қозғалтқыштардың біліктеріндегі механикалық қуат қозғалтқыш роторындағы механикалық қуаттан қосымша шығындар Р_қос шамасындай аз болады. Қосымша шығындарға  қозғалтқыштың айналатын бөліктерінің ауамен үйкелісіне, айгөлектердің үйкелісіне, шашыраңқылық ағынына, статор мен ротордың тістеріне магнит ағыңдарының жоғары горманикасына жэне басқа да себептерден бо-латын үстеме шығындар Р_ү жатады.

     Қосымша шығындарды есептеу деңгейінің дәлдігі іс жүзінде аса жоғары емес. Сондықтан олар қозғалтқыштың желіден алған активті қуатының пайыздық қатынас шамасында мөлшерлеп алынады. Қалыпты жүктемеде қосымша шығындар қозғалтқыш түгынған қуаттың ( 1 ,8 . . .0,8)% ін құрайды

     Қосымша шығындарды толығырақ есептеу үшін олардың құраушыларын жеке-жеке, ол үшін Р =0,005Р деп алып,қисық сызықтар бойынша анықтайды. Сонымен, қозғалтқыш бетіндегі механикалық қуат Р₂ қозғалтқыштың желіден тұтынған қуатынан Р  жоғарыда аталған барлық шығындарды алып тастағандағы айырмасына тең.

     Тиімді  пайдаланған қуаттың (біл іктегі қуат) асинхронды қозғалт-қыштың электр желісінен тұтынған активті куатына қатынасы оның ПӘК-ін анықтайтындықтан:                       

                                                                           Бұдан асинхронды қозғалтқыш білігіндегі механикалық қуат электр өлшемдері арқылы мына теңдеумен өрнектеледі:                                                    

       Р₂ =                                    (2.48)

     7. Бір фазалы электрқозғалтқыштардың жұмыс істеу  принципі. Құрылысы  

Бір фазалы қозғалтқыштар үiфазалы желі жоқ жерде: тұрғын үйлердегі, кеңселердегі, қонақ үйдегілерді және т.б. түрлі тұрмыстық электрқон-дырғыларды жүргізуге пайдаланады. Бір фазалы асинхронды қозғалтқыш құрылысы жағынан үшфазалы қозғалтқышқа үқсас_, айырмашылығы статорға үш орама емес, екі орама салынады. Мұнда статор орамасының орындалуы әртүрлі болуы мүмкін. Егер тарамалы ойықты статор болса, онда орамалар ойықтарға салынады, ал айқын полюстістаторда орамалар шарғы түрінде орындалады. Статордың бір фазалы орамасы орам саны әртүрлі екі орамаға бөлінеді. Кеңестікте бір-біріне қарағанда геометриялық ығысқан. Орам саны көп орама жұмысшы деп, орамы аз орама жұмысқа қосушы делінеді. Жұмысқа қосу орамасы қозғалтқышты жүргізу кезінде ғана қосылады. Әдетте, бір фазалы электрқозғалтқыштардың роторы қысқа тұйықталады. Асинхроңды электр қозғалтқыштың  роторы статор орамасы айналмалы магнит өрісін жасағанда ғана айналысқа түседі. Ол үшін статорда екі орама болуы керек, олар кеңістікке геометриялық жағынан кейбір бұрышқа ығысқан болуы, ал бұл орамалардан өткен тоқ бірінен бірі уақыт жағынан ығысқан болуы тиіс.

     Іс  жүзінде орамалардың және олар арқылы өтетін тоқтың ығысуына қол жеткізу  үшін жұмысшы ораманы статор ойығының 2/3 ал жүргізу орамасы ойықтардың қалған 1/3 бөлігінде орналасады. Осылайша жұмысшы және жүргізу орамалары кеңістікте ығыса орналасады, ал орам санының әртүрлілігі омдық жэне индуктивті шашырандылық кедергілерінің шамалары бірдей болмауы автоматты түрде олар арқылы өтетін тоқтар арасында фазалық ығысуға әкеледі:                 

                                                             (2.49) 

Бір фазалы электрқозғалтқышты статорының орамаларында пайда болған айнымалы магнит өрісі үшфазалы электрқозғалтқыштың үшфазалы статор орамасында пайда болған магнит өрісінен мөлшері жағынан ғана емес түрі жағынан да айырықша. Жалпы жағдайда ол дөңгелек емес, эллипсойдалы болғандықтан ол бірфазалы синхронды қозғалтқыштың қуаттылығы мен ротордың бір қалыпты айналуына да кері әсерін тигізеді. Жүргізуші орама жұмысшы ретінде ажыраты-лып тұрғандықган, жұмысшы ораманың тоғы үзік-үзік магнит өрісін туғызады, оның ротор магнит өрісімен өзара әрекеттесіп бірфазалы қозғалтқыштардың эллипсойдалық айналатын магнит өрісін туғызады. Бір фазалы электрқозғалтқышты статорының орамаларынды пайда болған айнымалы магнит өрісі үшфазалы электрқозғалтқыштың үшфазалы статор орамасында пайда болған магнит өрісінен мөлшері жағынан ғана емес түрі жағынан да айрықша.Жалпы жағдайда ол дөңгелек емес,эллипсойдалы болғандықтан ол бір фазалы синхронды қозғалтқыштың қуаттылығымен ротордың бір қалыпты айналуына да кері әсерін тигізеді.Жүргізуші орама жұмысшы ретінде ажыратылып тұрғандықтан,жұмысшы орамының тоғы үзік-үзік магнит өрісін туғызады,оның ротор магнит өрісімен өзара әрекеттесіп бірфазалы қозғалтқыштардың эллипсойдалық айналатын магнит әрісін туғызады.  Бір фазалы қозғалтқыштың эллипс бойымен айналатын магнит өрісі біріне-бірі қарсы айналатын екі магнит өрісінен тұрады,оларды шамасы әртүрлі реттілігі тура және кері тоқтарға байланысты.Кері реттегі электр кедергісі өзінің магнит ағыны жиілігіне тура пропорцианал индуктивті құраушысы есбінен тура реттегі электр кедергісінен артық болғандықтан,кері реииегі тоқ және ол туғызатын магнит ағынының шамасы тура ретіндегі тоқ пен магнит ағнынан аз болады,Қозғалтқыш тура реттегі магнит ағысы бағытына қарай айналады.Бір фазалы қозғалтқыш білігінің айналу бағытын өзгерту жұмысшы немесе жүргізу ормаларының қысқышын өзара ауыстырып жалғау арқылы атқарылады. Статор орамасының толық электр кедергісі: 

                                                                                   (2.50) 

     Ротор орамасының толық элеюр кедергісі  тура реттегі 

                                                                     (2.51) 

     Бірфазалы қозғалтқыштың айналдыру моменті тура ретгегі моменттер М₂ мен кері ретгегі моменттің М, айырмасы анықталады:                               

                                                    (2.52)

     8. Асинхронды қозғалтқыштың айналдыру моменті  

     Асинхронды  қозғалтқыш білегіндегі айналдыру  моменті механикаден белгілі, мына өрнек арқылы Ньютонмен анықталады.

  мұндағы    ротордың бұрыштық айналу жиілігі, рад/с; Р₂-біліктегі қуат, Ватт. (2.120) дағы ₂ ні (2.14) арқылы алмастырып, асинхронды қозғайтқыш білігіндегі моментті сырғанау функциясы түрінде аламыз;       

     Асинхронды  қозғалтқыштың жұмыс қасиеттерін  зерттеу үшін момент теңдеуін бір айнымалысы бар функцияға, мысалы жылдамдыққа немесе сырғанауға келтіру керек. Электрмагниттік моментті электрмагниттік қуат пен қозғалтқыш статоры орамасының магнит өрісінің бұрыштық айналу жиілігі арқылы көрсетеміз.                                     

        Р_эм=т₂І                         _(2.53)

     Іс  жүзінде асинхронды қозғалтқыш білігіндегі  моменттің М  электрмоментінен М  айырмасы аз, себебі:                            

                                                (2.54)

мұндағы М₀-бос жүріс кедергісінің моменті, олар айгөйлектегі механикалық үйкелістен, сондай-ақ статор мен ротор тістерін-дей магнит өрістерінің соғуынан құралады. Көп жағдайда олар-ды  деп санап  ескермеуге болады. 2.12-суретге тұрғызылған М=f(8) қисығы көрсетілген. Одан асинхронды қозгалтқыш моментінің сырғанауға байланысты. Өзгеру сипаты күрделі екенін көреміз. Сырғанаудың көбеюіне қарай жүктеменің артуына сәйкес. Біліктегі моменті шырқау шегі мәніне дейін артады.

     Жалпы қолданыстағы асинхронды қозғалтқыштың  ауыспалы кезеңдегі сырғанау 8=0,3...0,1 және оның мәні қозғалтқыштың қуаттылығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым төмен (аз) болады. Сол сияқты, тек кері ретпен, асинхронды қозғалтқышты жұмысқа қосқанда, моменті өзгереді; демек сырғанау азайтса момент шырқау шегіне дейін өседі, сосын азаяды да жүктеусіз жұмыс момен-тіне тең моментке, нөлдік моментке дейін жақындайды. Асинх-ронды қозғалтқыш қалыпты жұмыс тәртібі кезінде қалыпты S_Н сырғанауына сәйкес келетін қалыпты М_Н момент дамытады. Жаппай қолданыстағы асинхронды қозғалтқыштар үшін жүргізу моменті мен қалыпты М_Н моменті арасындағы қатынас жүргізу қоcу моментінің еселілігі m_п делінеді де мына аралықта болады: , шырқау шегіндегі моменттің қалыпты моментке қатынасы асинхронды қозғалтқыштың артық жүктемелену қабілеті m_к делінеді: бұл асинхронды  қозғалтқыштың жағымды қасиеті делінеді. Жүргізу тоғының І_n қалыпты тоққа І_H қатынасын жұмысқа қосу тоғының еселігі і_H дейді, ол мына аралықта

     болады: . Жүргізу қосу тоғының көп болуы, асинхронды қозғалтқыштардың елеулі кемшілігі.

     Асинхронды  электрқозғалтқыштың жұмысшы дипозондағы  механикалық сипаттамасы салыстырмалы түрде  "қатаң" сипаттама, демек жұмыс істеу өрісінде оның білігіндегі жүктеменің өзгертуіне қарай айналу жылдамдығы айтарлықтай өзгермейді. Сондықтан асинхронды қозғалтқыштар, негізінен, механизмдер мен машина-ларды жүргізуге қолданылады, мұнда айналу жылдамдығы шамамен тұрақты түрде ұстап тұру талап етіледі. Бұл туралы "электр жетек" курсында толығырақ қаралады.

     Инженерлік  тәжірибеде асинхронды қозғалтқыштың  жылдамдық сипаттамасын жиі қолданады, онда моменттің сырғанауы емес ротор білігінің айналу жылдамдығына қара, демек n₂=f(М)ол қозғалтқыштың айналдырғыш моментің сипаттамасының өзгеруін білік айналуының функциясы ретінде айқын мағлұмат бе реді (2.13-сурет). 2.13-суреттегі М_n-жұмысқа қосу моменттері n=0;Мкр=Мmax қозғалтқыш дамытатын моментінің шарықтау шегі М_н-қалыпты момент; n_н-қалыпты айналу жылдамдығы, ол қозғалтқыштың қалыпты жүктемеленуіне сәйкес келеді; n  жүріс айналу жылдамдығы; п_с-асинхронды қозғалтыштың магнит өрісінің синхронды айналу жылдамдығы.  Асинхронды жұмысшы сипаттаммасы дегенде желідегі кернеу U және оның жиілігі тұрақты болғанда оның білігінде тұтынатын тоқтың активті қуаттың Р моментінің М шарықтауын, ротор білігінің айналу жылдамдығы n₂, сырғуды S, ПЭК (η) мен Соsφ -дің, жұмысшы дипазонда жүктеменің өзгеруін Р₂  айтады: '  

                 (2.55).

     Сырғанаудың мына шектегі 8=(0,2...1,2)8_н бірнеше мәндерін алып, тең аралық ΔS арқылы есептеу мына ретпен жүргізіледі. Асинхронды қозғалтқыштың орнын басудың эквивалентті электр сұлбасынан Ом заңы бойынша желіден тұтынатын тоқты І  анықтайды:                                                   

                                

     мұндағы асинхронды қозғалтқыштың қалып сызықтық кернеуінің кешені (бастапқы фазалық бұрышы шартты түрде нөлге тең ψ=0 деп алынған І  мен φ  дің алынған) мәнінен қозғалтқыштың желіден тұтынған активті электр қуаты Р  есептеп шығарылады.

                                                                                   (2.56)

     Қозғалтқыш  білігінде дамитын қуат Р =Р -ΣРтм анықтау үшін, барлық шығын қосындысын ΣР анықтау қажет. Ол үшін асинхроңды қозғалтқыштың синхронды жүктеусіз жұмыс кезінде тұтынған маг-ниттену тоғын І₀ және ротор орамасының келтірілген тоғын І₂"алдын- ала есептеп алу керек:

                                                                                         (2.57)  

     мұндағы  

               орамасына келтірілген ротордағы тоқ 2 . 1 7- суреттен алып анықталады. 

                                                                                                            (2.58)                                                      

     содан кейін қозғалтқыштағы электр шығынын  есептейді статор орамасының мысындағы электр шығыны (2.11): Р_т  ротор орамасының мысындағы алюминий электр шығындары: 

                                                                     (2.59)       

     статор  болаттарындағы электр шығындары

                                                                                               (2.60)

     Ротор болатындағы электр шығындарын жұмысшы  жүктемесі кезінде ротор болатынан  аса магниттену жиілігінің аздығы үшін

      0 деп қабылдап оны елемеуге  болады, үстеме Р  жэне механикалық Р_мех шығындары біріктіріп Р  қосымша шығын деп (2.116) алуға болады:

      (0,018...0,008)Р₁                                                             (2.61)

     Асинхронды  қозғалтқыштың барлық шығыны :                                    

                                   (2.62)

     қозғалтқыш  білігіндегі механикалық қуат           

                                                                                              (2.63)           

       Асинхронды қозғалтқыштың ПӘК                                                       (2.64)            

                                                                                                     (2.65)                                            

     Асинхронды  қозғалтқыштың  білігіндегі айналдыру моменті            

                                                                                                                                     (2.66)