AC მანქანები: მოწყობილობა, მუშაობის პრინციპი, გამოყენება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ელექტრო მანქანები ასრულებენ ენერგიის გარდაქმნის კრიტიკულ ფუნქციას სამუშაო მექანიზმებსა და გენერატორ სადგურებში. ასეთი მოწყობილობები თავის ადგილს პოულობენ სხვადასხვა სფეროში, რაც აღმასრულებელ ორგანოებს ამარაგებს საკმარისი სიმძლავრის პოტენციალით. ამ ტიპის ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული სისტემაა AC მანქანები (ACM), რომლებსაც აქვთ რამდენიმე სახეობა და განსხვავება თავიანთ კლასში.

ზოგადი ინფორმაცია MAT-ის შესახებ

MPT ან ელექტრომექანიკური გადამყვანების სეგმენტი პირობითად შეიძლება დაიყოს ერთფაზიან და სამფაზიან სისტემებად. ასევე, საბაზისო დონეზე, განასხვავებენ ასინქრონულ, სინქრონულ და კოლექტორის მოწყობილობებს, ხოლო მუშაობის ზოგად პრინციპს და დიზაინის დიზაინს ბევრი საერთო აქვთ. AC მანქანების ეს კლასიფიკაცია პირობითია, რადგან თანამედროვე ელექტრომექანიკური კონვერტაციის სადგურები ნაწილობრივ მოიცავს სამუშაო პროცესებს მოწყობილობების თითოეული ჯგუფიდან.

როგორც წესი, MPT დაფუძნებულია სტატორსა და როტორზე, რომელთა შორის არის ჰაერის უფსკრული. ისევ და ისევ, განურჩევლად მანქანის ტიპისა, სამუშაო ციკლი ეფუძნება მაგნიტური ველის ბრუნვას. მაგრამ თუ სინქრონულ ინსტალაციაში როტორის მოძრაობა შეესაბამება ძალის ველის მიმართულებას, მაშინ ასინქრონულ მანქანაში როტორს შეუძლია გადაადგილება სხვა მიმართულებით და სხვადასხვა სიხშირით. ეს განსხვავება ასევე განსაზღვრავს მანქანების გამოყენების თავისებურებებს. ასე რომ, თუ სინქრონულს შეუძლია იმოქმედოს როგორც გენერატორად და როგორც ელექტრომექანიკურ ძრავად, მაშინ ასინქრონული ძირითადად გამოიყენება ძრავებად.

რაც შეეხება ფაზების რაოდენობას, განასხვავებენ ერთ და მრავალფაზიან სისტემებს. უფრო მეტიც, პრაქტიკული გამოყენების თვალსაზრისით, მეორე კატეგორიის წარმომადგენლები იმსახურებენ ყურადღებას. ეს არის უმეტესწილად სამფაზიანი AC მანქანები, რომლებშიც მაგნიტური ველი უბრალოდ ასრულებს ენერგიის გადამზიდველის ფუნქციას. მეორე მხრივ, ერთფაზიანი მოწყობილობები ოპერაციული არაპრაქტიკულობისა და დიდი ზომების გამო თანდათან ქრება გამოყენების პრაქტიკიდან, თუმცა ზოგიერთ სფეროში გადამწყვეტი ფაქტორი მათი არჩევანის დაბალი ღირებულებაა.

განსხვავებები DC მანქანებისგან

ფუნდამენტური სტრუქტურული განსხვავება მდგომარეობს გრაგნილის მდებარეობაში. AC სისტემებში ის ფარავს სტატორს, ხოლო DC მანქანებში - როტორს. ორივე ჯგუფში ელექტროძრავები განსხვავდებიან დენის აგზნების ტიპით - შერეული, პარალელური და სერიული. დღეს, AC და DC მანქანები გამოიყენება ინდუსტრიაში, სოფლის მეურნეობაში და შიდა სექტორში, მაგრამ პირველივარიანტი უფრო მიმზიდველია შესრულების თვალსაზრისით. ალტერნატორები და AC ძრავები სარგებლობენ გაუმჯობესებული დიზაინით, საიმედოობით და მაღალი ენერგოეფექტურობით.

მუდმივი დენის მოწყობილობების გამოყენება ფართოდაა გავრცელებული იმ ადგილებში, სადაც წინა პლანზე დგება მოთხოვნები ოპერაციული პარამეტრების რეგულირების სიზუსტის შესახებ. ეს შეიძლება იყოს სატრანსპორტო წევის მექანიზმები, ჩარხები და რთული საზომი ხელსაწყოები. შესრულების თვალსაზრისით, DC და AC მანქანებს აქვთ მაღალი ეფექტურობა, მაგრამ ტექნიკური და სტრუქტურული რეგულირების განსხვავებული შესაძლებლობებით კონკრეტული განაცხადის პირობებში. DC ოპერაცია იძლევა უფრო მეტ ვარიანტს სიჩქარის კონტროლისთვის, რაც მნიშვნელოვანია სერვო და სტეპერ ძრავების მომსახურებისას.

ასინქრონული MPT მოწყობილობა

როტორისა და სტატორის სახით ამ მოწყობილობის ტექნიკური საფუძვლისთვის გამოიყენება ფურცელი ფოლადი, რომელიც აწყობამდე ორივე მხრიდან დაფარულია საიზოლაციო ზეთი-როზინის ფენით. დაბალი სიმძლავრის მანქანებში ბირთვი შეიძლება დამზადდეს ელექტრო ფოლადისგან დამატებითი საფარის გარეშე, რადგან ამ შემთხვევაში ლითონის ზედაპირზე ბუნებრივი ოქსიდის ფენა მოქმედებს როგორც იზოლატორი. სტატორი ფიქსირდება კორპუსში, როტორი კი ლილვზე. ასინქრონული მაღალი სიმძლავრის AC მანქანებში, როტორის ბირთვი ასევე შეიძლება დამონტაჟდეს კორპუსის რგოლზე, ლილვზე დამაგრებული ყდის საშუალებით. ლილვი თავად უნდა ბრუნავდეს ტარების ფარებზე, რომლებიც ასევე ფიქსირდება კორპუსის ძირზე.

როტორის გარე ზედაპირები და სტატორის შიდა ზედაპირები თავდაპირველად უზრუნველყოფილია ღარებით გრაგნილების გამტარებლების მოსათავსებლად. AC მანქანების სტატორში გრაგნილი ხშირად სამფაზიანია და დაკავშირებულია შესაბამის 380 V ქსელთან. მას ასევე პირველადი ეწოდება. ანალოგიურად შესრულებულია როტორის გრაგნილი, რომლის ბოლოები ჩვეულებრივ ქმნიან კავშირს ვარსკვლავის კონფიგურაციაში. ასევე მოწოდებულია სასრიალო რგოლები, რომელთა მეშვეობითაც შესაძლებელია დამატებით მიერთება რეოსტატი ან სამფაზიანი საწყისი ელემენტი.

ასევე მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ ჰაერის უფსკრულის პარამეტრები, რომელიც მოქმედებს როგორც ამომწურავი ზონა, რომელიც ამცირებს ხმაურს, ვიბრაციას და სითბოს მოწყობილობის მუშაობის დროს. რაც უფრო დიდია მანქანა, მით უფრო დიდი უნდა იყოს უფსკრული. მისი ღირებულება შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთიდან რამდენიმე მილიმეტრამდე. თუ კონსტრუქციულად შეუძლებელია ჰაერის ზონისთვის საკმარისი სივრცის დატოვება, მაშინ უზრუნველყოფილია დანადგარის დამატებითი გაგრილების სისტემა.

ასინქრონული MPT მოქმედების პრინციპი

სამფაზიანი გრაგნილი ამ შემთხვევაში უკავშირდება სიმეტრიულ ქსელს სამფაზიანი ძაბვით, რის შედეგადაც ჰაერის უფსკრულიში წარმოიქმნება მაგნიტური ველი. რაც შეეხება არმატურის გრაგნილს, მიიღება სპეციალური ზომები, რათა მივაღწიოთ ველის ჰარმონიული სივრცით განაწილებას ამორტიზაციის უფსკრულისთვის, რომელიც ქმნის მბრუნავი მაგნიტური პოლუსების სისტემას. ალტერნატიული დენის აპარატის მუშაობის პრინციპის მიხედვით, თითოეულ ბოძზე წარმოიქმნება მაგნიტური ნაკადი, რომელიც კვეთს გრაგნილის სქემებს, რითაც იწვევს ელექტროძრავის წარმოქმნას.ძალა. სამფაზიან გრაგნილში წარმოიქმნება სამფაზიანი დენი, რომელიც უზრუნველყოფს ძრავის ბრუნვას. როტორის დენის მაგნიტურ ნაკადებთან ურთიერთქმედების ფონზე გამტარებზე წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ძალა.

თუ როტორი გარე ძალის მოქმედებით მოძრაობს, რომლის მიმართულება შეესაბამება AC აპარატის მაგნიტური ველის ნაკადების მიმართულებას, მაშინ როტორი დაიწყებს გასწრებას. ველის ბრუნვის სიჩქარე. ეს ხდება მაშინ, როდესაც სტატორის სიჩქარე აღემატება ნომინალურ სინქრონულ სიხშირეს. ამასთან, შეიცვლება ელექტრომაგნიტური ძალების მოძრაობის მიმართულება. ამ გზით წარმოიქმნება დამუხრუჭების ბრუნვა საპირისპირო მოქმედებით. მუშაობის ეს პრინციპი საშუალებას აძლევს მანქანას გამოიყენოს როგორც გენერატორი, რომელიც მუშაობს ქსელში აქტიური ენერგიის გამომავალი რეჟიმში.

სინქრონული MPT-ის დიზაინი და მუშაობის პრინციპი

სტატორის დიზაინისა და მდებარეობის თვალსაზრისით, სინქრონული მანქანა ასინქრონულის მსგავსია. გრაგნილს ეწოდება არმატურა და შესრულებულია იმავე რაოდენობის ბოძებით, როგორც წინა შემთხვევაში. როტორი უზრუნველყოფილია აგზნების გრაგნილით, რომლის ენერგომომარაგება უზრუნველყოფილია მწკრივი რგოლებითა და ჯაგრისებით, რომლებიც დაკავშირებულია პირდაპირი დენის წყაროსთან. წყარო არის დაბალი სიმძლავრის გენერატორი-გამგზნება, რომელიც დამონტაჟებულია ერთ ლილვზე. სინქრონულ AC მანქანაში გრაგნილი მოქმედებს როგორც პირველადი მაგნიტური ველის გენერატორი. დიზაინის პროცესში დიზაინერები ცდილობენ შექმნან ისეთი პირობები, რომ აგზნების ველის ინდუქციური განაწილება მოხდესსტატორის ზედაპირებზე რაც შეიძლება ახლოს იყო სინუსოიდულთან.

გაზრდილი დატვირთვის დროს სტატორის გრაგნილი წარმოქმნის მაგნიტურ ველს როტორის მიმართულებით იმავე სიხშირით. ამრიგად, იქმნება ბრუნვის ერთი ველი, რომელშიც სტატორის ველი გავლენას მოახდენს როტორზე. AC მანქანების ეს მოწყობილობა საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ როგორც ელექტროძრავები, თუ თავდაპირველად მიეწოდება სამფაზიანი დენი სინქრონულ გრაგნილს. ასეთი სისტემები ქმნიან პირობებს როტორის კოორდინირებული ბრუნისთვის სტატორის ველის შესაბამისი სიხშირით.

გამორჩეული და არაგამორჩეული სინქრონული მანქანები

მთავარი განსხვავება გამორჩეულ ბოძების სისტემებს შორის არის კონსტრუქციაში ამობურცული ბოძების არსებობა, რომლებიც მიმაგრებულია ლილვის სპეციალურ გამონაზარდებზე. ტიპიურ მექანიზმებში ფიქსაცია ხორციელდება T- ფორმის კუდის შესაკრავების დახმარებით ჯვრის რგოლზე ან ლილვზე ბუჩქის გავლით. დაბალი სიმძლავრის AC მანქანების მოწყობილობაში, იგივე პრობლემის მოგვარება შესაძლებელია ჭანჭიკიანი კავშირებით. როგორც გრაგნილი მასალა, გამოიყენება სპილენძის ზოლები, რომელიც დახვეულია კიდეზე, იზოლირებული სპეციალური შუასადებებით. ღარებში ძელებით ღეროებში მოთავსებულია დასაწყებად გრაგნილი ღეროები. ამ შემთხვევაში, გამოიყენება მაღალი რეზისტენტობის მასალა, როგორიცაა სპილენძი. ბოლოებზე გრაგნილი კონტურები შედუღებულია მოკლე ჩართვის ელემენტებზე, ქმნიან საერთო რგოლებს მოკლე ჩართვისთვის. 10-12 კვტ სიმძლავრის მქონე გამორჩეული ბოძების მანქანები შეიძლება შესრულდეს ეგრეთ წოდებული ინვერსიული დიზაინით, როდესაც არმატურა ბრუნავს და ინდუქტორის ბოძები რჩება სტაციონარული.მდგომარეობა.

არაგამორჩეული ბოძების მანქანებში, დიზაინი ეფუძნება ცილინდრულ როტორს, რომელიც დამზადებულია ფოლადის გაყალბებისგან. როტორში არის ღარები აგზნების გრაგნილის ფორმირებისთვის, რომლის ბოძები გამოითვლება მაღალი სიჩქარისთვის. თუმცა, ასეთი გრაგნილის გამოყენება ელექტრო მანქანებში მაღალი სიმძლავრის ალტერნატიული დენით შეუძლებელია როტორის ცვეთა მაღალი ხარისხის გამო მძიმე სამუშაო პირობებში. ამ მიზეზით, საშუალო სიმძლავრის დანადგარებშიც კი, როტორებისთვის გამოიყენება მყარი ჭურჭლისგან დამზადებული მაღალი სიმტკიცის კომპონენტები, რომლებიც დაფუძნებულია ქრომ-ნიკელ-მოლიბდენზე ან ქრომ-ნიკელის ფოლადებზე. სიმტკიცის ტექნიკური მოთხოვნების შესაბამისად, არასაკმარისი სინქრონული მანქანის როტორის როტორის სამუშაო ნაწილის მაქსიმალური დიამეტრი არ უნდა აღემატებოდეს 125 სმ ელემენტებს. როტორის მაქსიმალური სიგრძეა 8,5 მ. მრეწველობაში გამოყენებული არასასიამოვნო ბოძების ერთეულები მოიცავს სხვადასხვა ტურბოგენერატორებს. მათი დახმარებით, კერძოდ, ისინი აკავშირებენ ორთქლის ტურბინების მუშაობის მომენტებს თბოელექტროსადგურებთან.

ვერტიკალური ჰიდროგენერატორების მახასიათებლები

გამორჩეული ბოძების სინქრონული MPT-ების ცალკე კლასი აღჭურვილია ვერტიკალური ლილვით. ასეთი დანადგარები დაკავშირებულია ჰიდრავლიკურ ტურბინებთან და შეირჩევა მომსახურე ნაკადების სიმძლავრის მიხედვით ბრუნვის სიხშირის მიხედვით. ამ ტიპის AC მანქანების უმეტესობა არის დაბალი სიჩქარით, მაგრამ ამავე დროს მათ აქვთბოძების დიდი რაოდენობა. ვერტიკალური ჰიდროგენერატორის კრიტიკულ სამუშაო კომპონენტებს შორის შეიძლება აღინიშნოს ბიძგები და ბიძგები, რომლებიც ატარებს დატვირთვას ძრავის მბრუნავი ნაწილებიდან. ბიძგები, კერძოდ, ასევე ექვემდებარება ზეწოლას წყლის ნაკადიდან, რომელიც მოქმედებს ტურბინის პირებზე. გარდა ამისა, გათვალისწინებულია მუხრუჭები, რათა შეაჩეროს ბრუნვა და სახელმძღვანელო საკისრები ასევე წარმოდგენილია სამუშაო სტრუქტურაში, რომლებიც აღიქვამენ რადიალურ ძალებს.

მანქანის ზედა ნაწილში, ჰიდროგენერატორთან ერთად, შეიძლება განთავსდეს დამხმარე დანადგარები - მაგალითად, გენერატორის ამგზნები და რეგულატორი. სხვათა შორის, ეს უკანასკნელი არის დამოუკიდებელი AC მანქანა გრაგნილით და მუდმივი მაგნიტების ბოძებით. ეს პარამეტრი უზრუნველყოფს ძრავის სიმძლავრეს ავტომატური მმართველის ფუნქციისთვის. დიდ ვერტიკალურ ჰიდროგენერატორებში აგზნები შეიძლება შეიცვალოს სინქრონული გენერატორით, რომელიც აგზნების ერთეულებთან და ვერცხლისწყლის გამომსწორებლებთან ერთად უზრუნველყოფს ენერგეტიკულ მოწყობილობებს, რომლებიც ემსახურებიან მთავარი ჰიდროგენერატორის მუშაობის პროცესს. ვერტიკალური ლილვის აპარატის კონფიგურაცია ასევე გამოიყენება როგორც მამოძრავებელი მექანიზმი მძიმე ჰიდრავლიკური ტუმბოებისთვის.

კოლექტორის MPT

კოლექტორის არსებობა MPT-ის დიზაინში ხშირად განისაზღვრება ბრუნვის სიჩქარის გარდაქმნის ფუნქციის შესრულების აუცილებლობით როტორისა და სტატორის გრაგნილებზე სხვადასხვა სიხშირის სქემების ელექტრულ კავშირში. ეს გამოსავალი საშუალებას გაძლევთ აღჭურვა მოწყობილობა დამატებითოპერაციული თვისებები, მათ შორის ოპერაციული პარამეტრების ავტომატური რეგულირება. AC კოლექტორის მანქანები, რომლებიც დაკავშირებულია სამფაზიან ქსელებთან, იღებენ სამ თითს ორმაგი ბოძების განყოფილების თითოეულ სეგმენტში. ჯაგრისები ერთმანეთთან პარალელურ წრეში ჯუმპერებით არის დაკავშირებული. ამ თვალსაზრისით, კოლექციონერი MPT მსგავსია DC ძრავების, მაგრამ განსხვავდება მათგან ბოძებზე გამოყენებული ჯაგრისების რაოდენობით. გარდა ამისა, ამ სისტემაში სტატორს შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე დამატებითი გრაგნილი.

დახურული არმატურის გრაგნილი სამფაზიანი ჯაგრისებით კოლექტორის გამოყენებისას იქნება სამფაზიანი რთული გრაგნილი დელტა კავშირით. არმატურის ბრუნვის დროს გრაგნილის თითოეული ფაზა უცვლელ პოზიციას ინარჩუნებს, თუმცა მონაკვეთები მონაცვლეობით გადადიან ერთი ფაზიდან მეორეზე. თუ ექვსფაზიანი ჯაგრისების ნაკრები ერთმანეთთან შედარებით 60 ° ცვლით გამოიყენება AC კომუტატორის მანქანაში, მაშინ ექვსფაზიანი გრაგნილი იქმნება პოლიგონის კავშირით. კოლექტორის ჯგუფის მქონე მრავალფაზიანი აპარატის ჯაგრისებზე, დენის სიხშირე განისაზღვრება მაგნიტური ნაკადის ბრუნვით ფიქსირებულ ჯაგრისებთან შედარებით. როტორის ბრუნვის მიმართულება შეიძლება იყოს მრიცხველი ან შესაბამისი.

MAT-ის გამოყენება

დღეს MPT გამოიყენება ყველგან, სადაც, ამა თუ იმ ფორმით, საჭიროა მექანიკური ან ელექტრო ენერგიის გამომუშავება. მსხვილი საწარმოო დანადგარები გამოიყენება საინჟინრო სისტემების, ელექტროსადგურების და ამწევი და სატრანსპორტო ბლოკების მოვლა-პატრონობაში, ხოლო დაბალი სიმძლავრის დანაყოფები გამოიყენება ჩვეულებრივ საყოფაცხოვრებო პირობებში.აღჭურვილობა გულშემატკივრებიდან ტუმბოებამდე. მაგრამ ორივე შემთხვევაში, AC მანქანების დანიშნულება მცირდება ენერგეტიკული პოტენციალის საკმარისი მოცულობით განვითარებამდე. სხვა საქმეა, რომ ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს სტრუქტურულ განსხვავებებს, სტატორისა და როტორის შიდა კონფიგურაციის განხორციელებას, ასევე საკონტროლო ინფრასტრუქტურას.

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგადი MPT მოწყობილობა ინარჩუნებს ფუნქციური კომპონენტების იგივე კომპლექტს დიდი ხნის განმავლობაში, ასეთი სისტემების მუშაობის მზარდი მოთხოვნები აიძულებს დეველოპერებს დანერგონ დამატებითი კონტროლი და კონტროლი. ტექნოლოგიური განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე, განსაკუთრებით სამრეწველო სექტორში AC მანქანების გამოყენების კონტექსტში, ძნელი წარმოსადგენია ასეთი ძრავების და გენერატორების მუშაობა ოპერაციული პარამეტრების რეგულირების მაღალი სიზუსტის საშუალებების გარეშე. ამისთვის გამოიყენება კონტროლის სხვადასხვა მეთოდი - პულსი, სიხშირე, რეოსტატი და ა.შ. მარეგულირებელ ინფრასტრუქტურაში ავტომატიზაციის დანერგვა ასევე თანამედროვე MPT-ის მუშაობის დამახასიათებელი მახასიათებელია. საკონტროლო ელექტრონიკა დაკავშირებულია ერთის მხრივ ელექტროსადგურთან, ხოლო მეორეს მხრივ - პროგრამულ კონტროლერებთან, რომლებიც მოცემული ალგორითმის მიხედვით აძლევენ ბრძანებებს მექანიზმის კონკრეტული პარამეტრების დასაყენებლად.

დასკვნა

ენერგიის გენერატორები და ელექტროძრავები არის შეუცვლელი დენის კომპონენტი დღევანდელ ინდუსტრიაში. მათი ფუნქციიდან გამომდინარე, ფუნქციონირებს ჩარხები, ტრანსპორტი, საკომუნიკაციო დანადგარები და სხვა ელექტრო დანადგარები და მოწყობილობები, რომლებიც საჭიროებენ ელექტრომომარაგებას. ზეამ შემთხვევაში, არსებობს AC და DC ელექტრო მანქანების ტიპებისა და ქვესახეობების უზარმაზარი მასივი, რომელთა მახასიათებლები და მახასიათებლები საბოლოოდ განსაზღვრავს მათი მუშაობის ნიშას. MPT-ის ტექნიკური და ოპერატიული მახასიათებლები მოიცავს უფრო მარტივ სტრუქტურულ მოწყობილობას და შედარებით დაბალ ტექნიკურ მოთხოვნებს. მეორეს მხრივ, DC მანქანები აღმოჩნდება უფრო მიმზიდველი გადაწყვეტა ელექტრომომარაგების პრობლემების კომპლექსურ კრიტიკულ ენერგოსისტემებში. ენერგეტიკული სამრეწველო აღჭურვილობის შიდა წარმოების სეგმენტს აქვს დიდი გამოცდილება ორივე ტიპის ელექტრო მანქანების დიზაინსა და წარმოებაში. მსხვილი საწარმოები სულ უფრო მეტად ამახვილებენ ყურადღებას ინდივიდუალური გადაწყვეტილებების შემუშავებაზე სტრუქტურული და ოპერატიული მახასიათებლებით. სტანდარტული დიზაინისგან გადახრები ხშირად ასოცირდება დამხმარე ფუნქციური ერთეულებისა და აღჭურვილობის შეერთების აუცილებლობასთან, როგორიცაა გაგრილების სისტემები, დამცავი აღჭურვილობა გადახურებისგან და ქსელის რყევებისგან, დამატებითი და სარეზერვო სიმძლავრე. გარდა ამისა, გარე სამუშაო გარემო მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ელექტრო მანქანების ზოგიერთ სტრუქტურულ თვისებაზე, რაც ასევე გათვალისწინებულია აღჭურვილობის დიზაინისა და შექმნის ეტაპებზე.