10.2. Sinxron mashinalar turlari va tuzilishi

Sinxron mashina qo‘zg‘olmas qism - stator va aylanuvchi qism - rotordan tarkib topgan. Sinxron mashina statori, aslida, asin­xron mashina statoridan farq qilmaydi, ya’ni korpus (stanina), magnit o‘zak va chulg‘amdan iborat.

Mashinaning vazifasi va gabaritiga ko‘ra sinxron mashina statori konstruksiyasining bajarilishi xar hil bo‘lishi mumkin. Masalan, katta quvvatli, ko‘p qutbli mashinalarda stator magnit o‘zagining tashqi diametri 900 mm va undan katta bo‘lganda, magnit o‘zak plastinalarini alohida segmentlardan yasaladi va yig‘il­gandan keyin magnit o‘zak silindrini hosil qiladi. Tashish va montaj qilishda qulaylik bo‘lishi uchun, katta gabaritli mashina­lar statorining korpuslari yig‘ma shaklda quriladi.

Sinxron mashinalar qutblari bir-biridan tubdan farq qiluv­chi ikki xil kostruksiyali bo‘ladi: ayon qutbli va noayon qutbli.

Energetik qurilmalar (elektr stansiyalar)da sinxron genera­torni harakatga keltiruvchi birlamchi motorlarda asosan uch xil motorlar ishlatiladi: bug‘ turbinalari, gidravlik turbinalar yoki ichki yonar motorlar (dizellar). Ular xar biri generatorning yuritmasi bo‘lishi bilan, generator konstruksiyasiga o‘zining hal qiluvchi ta’sirini o‘tkazadi. Yurituvchi motor gidravlik turbina bo‘lsa, sinxron generator gidrogenerator deyiladi.

10.3-rasm. Sinxron mashina rotori tuzilishi: a) ayon qutbli rotor;

b) noayon qutbli rotor

Aksariyat, gidravlik turbinalar katta bo‘lmagan aylanish tezliklarida (60-500 ay/min) ishlaydilar. Shu sababli, tokning sanoat chastotasi (f₁=50Gs) ni hosil qilish

uchun, gidrogeneratorda katta qutblar soniga ega bo‘lgan rotor qo‘llaniladi. Gidro­generator rotorlari ayon qutbli shaklga ega, ya’ni yaqqol qutb shaklida yasalgan bo‘ladi. Bunda xar bir qutb alohida bo‘linma shaklida yasalib, magnit o‘zak 1, uchlik 2 (nakonechnik) va qutb g‘al­tagi­dan iborat bo‘ladi (10.3,a-rasm). Rotorning barcha qutb­lari to‘g‘in 4 (obod)ga maxkamlanadi; to‘g‘in yana mashina qutblari­ning magnit oqimlari tutashadigan yarmo vazifasini ham baja­radi. Gidrogeneratorlar, aksariyat, vali vertikal joylashgan holat­da yasaladi (10.4-rasm).

10.4-rasm.

Bug‘ turbinasining samarali ishlash rejimlari yuqori aylanish tezliklarida namoyon bo‘ladi. Shu sababli, u harakatga keltira­digan turbogenerator deb nomlangan generator, tezyurar sinxron mashinasi hisoblanib, uning rotori yokki ikki qutbli (n₁=3000 ay/min), yoki to‘rt qutbli (n₁=1500 ay/min) bajariladi.

Katta aylanish tezligiga ega bo‘lgan turbogeneratorning ishlash jarayonida rotorda juda katta markazdan qochmi kuch hosil bo‘ladi. Shuning uchun, mexanik mustahkamlik shartlariga ko‘ra turbo­generatorda noayon qutbli rotor ishlatiladi. Uning ko‘rinishi uzun silindr shaklida bo‘lib, frezer stanogida bo‘ylama pazlar qirqiladi va ularga qo‘zg‘otish chulg‘amlari o‘rnatiladi (10.3,b-rasm).

Ayon qutbli rotorning qo‘zg‘otish chulg‘ami rotor perimetrining 2/3 qismni (pazlar joylashgan qismi) egallaydi. Qolgan yuzaning 1/3 qismini qutblar tashkil etadi. Rotor chulg‘ami tirsak qismini markazdan qosma kuch-ning buzuvchi ta’siridan himoya qilish uchun, ikki yon yuzasidan nomagnit po‘lar halqalar bilan maxkamlanadi.

Tog‘-kon sanoatida ishlaydigan tegirmonlar, turbokompres­sorlar va turbobosim xaydagichlarda SDS-19-56-40, 4000, 2500, 1250 kVt li, STD-1250, STD-3200 1250 va 3200 kVt li sinxron motorlari ham kichik aylanish tezligiga ega bo‘lib, rotori ayon qutbli shaklda bo‘ladi. Ammo ushbu sinxron motorlar vali gori­zontal holatda joylashtirilgan.

10.5-rasm. Turbogenerator: 1- qo‘zg‘otkich; 2-korpus; 3-stator magnit o‘zagi; 4-vodorodli sovutish sektsiyalari; 5-rotor

10.6-rasm. Sinxron generator (dizel-generator): 1-kontakt halqalari: 2-shyotka ushlagich; 3-rotorning qutb g‘altagi; 4-qutb uchi; 5-stator magnit o‘zagi;

6-ventilyator; 7-val

Dizelgeneratorlar rotorlari 600-1500 ay/min aylanish tez­ligi­ga ega bo‘lib, ayon qutbli rotorlar ishlatiladi (10.6-rasm).

Tog‘-kon sanoati korxonalarining sinxron mashinalari katta guruxini quvvati birnecha MWtgacha bo‘lgan ventilyatorlar, tegir-monlar, nasoslar va aylanish tezligini boshqarish talab etil­maydi­gan boshqa sinxron motorlari tashkil etadi. Misol tariqa­si­da, SDN2 seriyadagi motorni ko‘raylik. Bu seriyadagi motor­larni rotor aylanishi tezligi 300 dan 1000 ay/min gacha va quvvati 315 dan 4000 kVtgacha, stator chulg‘ami kuchlanishi 6 yoki 10 kV, chasto­tasi 50 Gs bo‘lgan motorlar tashkil etadi (10.7-rasm).

10.7-rasm. SDN-2 turdagi sinxron motor tuzilishi

Po‘lat korpusga presslangan stator 1 magnit o‘zagi, 0,5 mm qalinlikdagi elektrotexnik po‘lat tutikachalardan shtamplab yig‘ilgan paket-segmentlardan iborat. Motorni jadal sovitish uchun motor magnit o‘zagi paketlari kengligi 10 mm bo‘lgan radial ventilyasiyaon kanal bilan ajratilgan. Stator 12 chulg‘ami ikki qatlamli, qisqartirilgan qadamli qilib yasalgan. Rotor qutblari magnit 11 o‘zagi 3 to‘g‘inga 5 shpilkalar yordamida maxkamlanadi. Rotor chulg‘ami qutb g‘altaklaridan iborat. Qo‘zg‘otish chulg‘amlariga o‘zgarmas tok etkazuvchi kontakt halqalar 8 valning uchiga maxkam­lanadi. Rotorda markazdan qochmi ventilyatorning parrak­lari 6 mavjud.

Ustunsimon podshipniklar 2 va 7 podshipnik qalqonlari 1 va 9 da o‘rnatilgan. Motor yon tomonlarida po‘lat 13 qalqon bilan berkitilgan. 10 korpusda ventilyasion darchalar mavjud bo‘lib, jalyuzi bilan berkitilgan. Korpusning yon tomonida chiqish klem­malarining qutisi joylashgan. Motorning qo‘zg‘otkichi tirist­orli o‘zgartkichdan iborat bo‘lib, motor ishga tushirilishi va to‘xta­tilishida qo‘zg‘otish toki avtomatik boshqariladi. Qutb uchlik­larining pazlarida ishga tushirish (so‘ndirish) chulg‘amining jez yoki mis o‘tkazgichli 6 sterjenlar joylashgan. Sterjenlarning ikki uchlarida qisqa tutashtiruvchi 7 segmentlar ulangan.

Qutb uchlarining tashqi silindrik yuzasi va stator magnit o‘zagining ichki silindrik yuzasi orasida ishchi havo δ oralig‘i mavjud. Qutb o‘qiga mos kelgan bu oraliq δ ning qiymati minimal, qutb uchliklarining chekkasida δ_max. Qutb uchligining bunday shakl tuzilishi havo oralig‘ida magnit induksiyasining sinusoidal taqsimlanishini ta’minlash uchun qabul qilingan.