Үш фазалы, қысқа тұйықталған асинхронды қозғалтқыштың құрылысы

«Шымкент аграрлық  колледжі» МКҚК

Пәні: «Электрлік машиналар және трансформаторлар»

Тақырыбы:  Үш фазалы, қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштың құрылысы

Күні:              16.02.2017ж.

Оқытушы:   Беркимбеков Алиаскар Адилханович

Тобы:            Э9 – 141 

Дәрістің тақырыбы:  Үш фазалы, қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштың құрылысы

Дәрістің мақсаттары:       

Білімділік: Оқушыларға қысқа тұйықталған роторлы үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың құрылысын түсіндіру, олардың ерекшеліктері мен қасиеттерін ажырата білуге үйрету.

Тәрбиелік:  Оқушыларға үш фазалы, қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқышты желіге қосу сұлбаларын салдырта отырып, олардың кәсібилік және ізденімпаздық қабілеттерін дамыту.

Дамытушылық: Оқушылардың пәнге және мамандыққа деген қызығушылығын арттыра отырып, оларды еңбекке баулу, адамгершілікке тәрбиелеу.

Дәрістің түрі: Теориялық

Оқыту әдісі: Түсіндіру, әңгімелеу, ой қозғау.

Әдістемелік қамтамасыз етілуі:

«Электрлік машиналар және трансформаторлар» пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға әдістемелік нұсқаулар

Көрнекіліктер: 

1. Үш фазалы, қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш.

2. Сұлбалар мен плакаттар.

3. Электронды плакаттар.

4. Слайдылар.

 

ОТҚ:

1. Интерактивті тақта.

2. «Электрлік машиналар» стенді.

3. Электрмонтаждау стенді.

4. Электромонтер құралдарының жиынтығы.

 

Пән аралық байланыс:    

1. Электрлік өлшеулер

2. Физика

3. Электротехниканың теориялық негіздері.

Қолданылатын әдебиеттер:

1. Негізгі        М.Исаханов, Ш.Өмірзақов, Электр машиналар, Астана, Фолиант, 2010ж.

2. Қосымша Қ. Қосыбаев, Электртехниканың қысқаша анықтамалығы, Астана, Фолиант, 2010ж.

Дәрістің құрылымы мен мазмұны

І. Ұйымдастыру кезеңі:

1. Оқушыларды түгелдеу, дәрісхана тазалығын тексеру, оқушылардың сабаққа дайындығын бақылай отырып, зейінін сабаққа аудару.

2.Өткен білімдерге сүйене отырып, оқу әрекетін дамыту

ІІ. Оқушыларды мына тақырып бойынша тексеру:

Асинхронды қозғалтқыштардың арналымы.

«Кім жылдам?» ойыны арқылы.

Сұрақтар:

1. Асинхронды қозғалтқышты кім және қай жылы ойлап тапты?–1889 жылы орыс электротехнигі М.О. Доливо-Добровольский алғаш ұсынды(№ 51083, 1889 жылғы герман патенті).
2. Асинхронды қозғалтқыштардың қолданылатын салаларын атаңыз? – шаруашылықтың кез-келген саласында қолданылады.
3. Қозғалтқыштың жылдамдығы қандай өлшем бірлігімен көрсетіледі? – қозғалтқыштың жылдамдығы бұрыштық жылдамдық деп аталады, ол айн/мин деп айналу жиілігін көрсетеді.
4. Асинхронды қозғалтқыштардың қуатының өлшем бірлігі және ол қандай диапазонда болады? – қозғалтқыш қуаты Вт немесе кВт-пен өлшенеді, диапазоны бірнеше Вт-тан МВт-тарға дейін.
5. Ауыл шаруашылығында асинхронды қозғалтқыштарды қолдану орынын атаңыз? – желдеткіш, сорғы, конвейер және басқа да электр жетек үшін қолданылады.Ауылшаруашылығында шаңды орта мен химиялық зиянды орталарда жұмыс жасай алатын бірден-бір электр қозғалтқыш осы асинхронды машина ғана.
6. Асинхронды қозғалтқыштардың параметрлерін қандай шамалармен сипаттауға болады? – басты параметр – қуаты, айналу жылдамдығы, ПӘК, жалғану тәсілі,cos φ.
7. Асинхронды қозғалтқыштың ең басты артықшылығы атаңыз? – электр энергиясын механикалық энергияға айналдырудың ең тиімді (ПӘК- 98%)және ең арзан түрі.

ІІІ. Жаңа сабақ:

1. Статор

2. Ротор

3. Орамалар

 

Жаңа тақырыпты баяндау

Асинхронды электрлік қозғалтқыш (АЭҚ) – электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіруге арналған электр машинасы.

АЭҚ-тың жұмыс принципі ротор мен статордың магнит өрістерінің өзара әрекетіне негізделген. Статор орамдары арқылы ток өткенде, айнымалы магнит өрісі пайда болады. Бұл өріс ротор орамында ток тудырады. Пайда болған ток айнымалы өріспен әсерлесіп, роторды ілестіре айналдырады. Оның бұрыштық айналу жылдамдығы полюстер жұбының санын ауыстырып қосу, қоректік ток жиілігін, ротор тізбегіндегі кедергіні өзгерту, сондай-ақ бірнеше машинаны тізбекке қосу арқылы реттеледі. АЭҚ-тың айналу бағытын статор орамасының кез келген екі фазасын ауыстырып қосу арқылы өзгертуге болады. АЭҚ-тың құрылымы қарапайым әрі сенімді болғандықтан электр жетегіндегі негізгі қозғалтқыш ретінде қолданылады.

АЭҚ негізгі екі құрамдас бөліктен тұрады: статор және ротор.

 

 

Статор

Асинхронды қозғалтқыштың статоры арнайы тісті электртехникалық болаттан жасалған іші қуыс цилиндр, оның магнит өткізгіштігі (μ) кәдімгі құрылымдық болаттан жоғары.Бұл айнымалы магнит өрісті статор темірінде артық магниттелуден (гистерезис) болатын шығындарды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Статорды құйып жасамайды, қалыңдығы 0,35-0,5мм тісті қаңылтыр электртехникалық болаттан жинайды, мақсаты - ол арқылы Фуко құйынды тогының өтуіне кедергіні көбейту. Қаңылтырдың арасында электрлік түйіспе болдырмау үшін қаңылтырларды электр оқшауландырғыш лакпен бояйды. Осының барлығын бірге алғанда, статор болатында құйынды токтармен гистерезистен болатын электрлік және магниттік шығындарды азайтуға көмектеседі, нәтижесінде оның қызуын азайтады. Құйынды токтар мен гистерезистен болатын электрлік және магниттік шығындар, ақыр соңында ПӘК-нің мөлшеріне әсер етеді. Болаттың магнит өткізгіштігі неғұрлым жоғары, ал қаңылтыр неғұрлым жұқа механикалық бекемдігі жеткілікті болса, асинхронды қозғалтқыштың шығыны соғұрлым аз және ПӘК жоғары болады. 98% -ға дейін және одан жоғары болады. Іштен жанатын қозғалтқыштардың бірде-бірінде мұндай көрсеткіш жоқ.

Статор асинхронды қозғалтқыштың қаңқасына мықтап тығыздалады. Ондай қаңқа шойыннан немесе салмағы жеңіл арнайы қорытпалардан құйылады және жұмыс жағдайына арналған іргетасқа не арнайы тірекке бекітіледі. Статорды тісті қаңылтырлардан құрастырған кезде оның ішкі бетінде белгілі пішінді ойық пайда болады.

Статор фазаларының жалпы саны Z_nc, деп белгіленеді және полюстер мен фазаларға сай ойықтар саны q арқылы фаза сандары мен машиналардың полюстерімен байланысады.

 

мұндағы:т₁ - статор орамасының фазалар саны; 2р – статор орамасының полюстерінің саны.

Үш фазалы қозғалтқыштар статорының ойықтарының саны жұп және алтыға еселенетін болуы тиіс, оны жоғарыдағы теңдеуден анық көруге болады:

Z = q·m·2p = 6k

мұндағы: K = qp =1, 2, 3 және т.б.

Ротор

Ротор–қозғалтқыштың айналып тұратын бөлігі. Асинхронды қозғалтқыштардың роторлары қалыпталып жасалған тісті дөңгелек қаңылтырдан құрастырылады. Қаңылтырлар гистерезис құбылысынан болатын магниттік және электрлік шығындарды азайту үшін арнайы электртехникалық болаттардан жасалып, құйынды токтың өтуіне кедергіні арттыру үшін лакпен оқшауландырылады.

Ротордың қаңылтырлары цилиндр түрінде престеледі, оның қажет пішінде ұзына бойында ойығы болады. Роторды білікке мықтап отырғызып кілтекпен (шпонкамен) бекітеді, ол жүктеме кезінде айналып кетуден сақтандырады. Айналған кездегі ортадан тепкіш күштердің әсерінен, ротордың ойықтары статордың ойығына қарағанда жабықтығы жоғары болғандықтан, оның орамаларына аз әсер етеді. Қысқа тұйықталған роторлар үшін ойықтың жабық түрлерінде қолдануға болады. Қозғалтқыштың жұмыс кезіндегі шуылын азайту және оның іске қосу сипаттамасын жақсарту мақсатында ойықтың қиғаштығын да пайдаланады.

Қысқа тұйықталған ротордың ойықтарының саны Z_пр асинхронды қозғалтқыштардың жұмысын нашарлататын зиянды моменттерді азайту үшін статор ойықтарының санымен Z_пc сәйкес келуі тиіс.

Орамалар

Үш фазалы асинхронды электрқозғалтқыштарда статор мен ротор орамаларының бірнеше түрі, олардың ішінде тұзақты, толқынды және қысқа тұйықталған (тек қысқа тұйықталған роторлар үшін) орамалар қолданылады.

Статор орамалары.

Қуаттылығы кіші машиналар үшін тұзақты орамаларының бір түрі ретінде тіркеспелі орамаларда қолданылады. Асинхронды машинаның қуаттылығына, кернеуінің мөлшері мен ойықтарының пішініне қарай орамаларының түрін таңдап алады. Бір қабатты тізбекті орамалар қуаттылығы 7 кВт-қа дейінгі асинхронды қозғалтқыштарда қолданылады. Қуаттылығы жоғары болса, екі қабатты тұзақты орамалар қолданылады. Толқынды орамалар негізінде фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыштардың роторларында қолданылады.

Орамалардың сипатталуы:

• фазаларының санымен (т);
• жұп полюстарының санымен (р);
• параллель жұп тармақтар санымен (у);
• фазаның қатарлас тармақтарындағы біріне-бірі тізбектей жалғанған орамдарының санымен (w);
• ораманың коэффициентімен К_о.

 

К_о = К_у К_р К_с

мұндағы: К_у– орамды қысқарту коэффициенті, К_р – статордың бойымен фаза орамасының орамдары қалай бөлініп орналасуын ескеретін коэффициенті, К_с – ротордың немесе статордың ойықтарының орналасу қиғаш коэффициенті.

 

Асинхронды қозғалтқыштың статорындағы үшфазалы орамды шарғының орналасуы және екі өткізгішті саңылау.

а) тұзақты орамалар

б) толқынды орамалар

Ораманың негізгі элементтері: орам, секция және шарғы. Орам ойықтарда полюстік бөлінуіне бірдей немесе одан кем қашықтықта біріне-бірі жалғастырыла орналасқан екі өткізгіштің жиынтығы:

мұндағы D - статордың ішкі жоңылу диаметрі; 2р - орама полюстерінің саны.

Полюстік бөлінуді ойық саны Z_пс арқылы көрсетуге болады:

Орамасының орамы құрастырылуы жағынан «ажыратылмайтын» бір өткізгіштен арнайы тұрақты пішіндегі қалыпқа оралған (ораманы дайындаудың шарғылық тәсілі) немесе «ажыратылатын» екі өткізгіштен жасалып, ойыққа салғаннан кейін біріне-бірін тізбектей қосқан (ораманы өзек арқылы даярлау тәсілі) болады. Орамдарды шарғы әдісімен даярлау тек қана қимасы жіңішке сымдарды пайдаланып және қуаты кіші электрқозғалтқыштардың орамалары ретінде қолданылады. Ажыратылмайтын орамаларды орауға арнайы орауыш машиналарды пайдаланады. Секциялық әдісімен даярланған орамалардың қуаттылығы шектелмейді. Бөлім (секция) – бір-біріне тізбектей жалғастырылған бір немесе бірнеше орамдар. Шарғы – ортақ оқшаулағышпен біріктірілген бір немесе бірнеше секциялар. Мұның айтарлықтай айырмашылығы жоқ. Ораманың бөлімдері өзінің қадамымен сипатталады, «у» деп белгіленеді.

Орамалар статор мен ротордың ойықтарында орналасады.

а)

б)

 

а) статор ойықтары, б) ротор ойықтары. Ашық, жартылай ашық, жабық.

Асинхронды қозғалтқыштардың статорындағы ойықтары тік бұрышты болады. Ойықтардың ашықтығына қарай, олар жабық – қуаттылығы 100 кВт-тан төмен машиналар үшін, жартылай ашық – қуаттылығы 100 кВт-тан жоғары машиналар үшін және ашық – қуаттылығы өте жоғары машиналар үшін.

Асинхронды қозғалтқышты үш фазалы желіге қосу кезінде «жұлдызша» немесе «үшбұрыштап» жалғау тәсілдері болады. Бұл жалғаулар кезінде орамалардың ұштары жалғанады.

«жұлдызшалап»     «үшбұрыштап»

Үш фазалы, қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштың толық құрамдас бөліктеріне тағы да: білік, желдеткіш, подшипниктер, станина, орама ұштарының қорабы, сыртқы қорап және жерлендіру құрылғысынан тұрады.

 

«Асинхронный электродвигатель» («Асинхронды электр қозғалтқыш») бейне материалы – 10 мин.

ІV. Жаңа сабақты бекіту

«Жекпе-жек» ойыны

Топтағы 20 оқушы біріне бірі сұрақты таңдау арқылы қарсыласының сұрағына жауап береді.

 

Сұрақтар

1. Асинхронды қозғалтқыштардың негізгі құрамдас бөліктерін атаңыз?

2. Неге ротор «қысқа тұйықталған» деп аталады?

3. Статор орамаларының қандай түрлері болады?

4. Үш фазалы асинхронды қозғалтқышты желіге қандай тәсілдер арқылы қосуға болады?

5. Статор қалай және қандай материалдан жасалады?

6. Асинхронды қозғалтқыштардың ПӘК-і қандай шамаға дейін болады?

7. Орамалардың параметрлерін қандай шамалар арқылы сипаттауға болады?

8. Роторлардың қандай түрлері болады?

9. Орамалардың негізгі түрлерін атаңыз?

10. Орама қандай элементтерден тұрады?

11. Орамаларға арналған ойықтардың қандай түрлері болады?

12. Қозғалтқыштың зауыттық параметрлері қай жерде жазылады?

13. Айнымалы ток электр машиналарының қандай түрлері болады?

14. Құйынды токты басқаша қалай атаймыз?

15. Қозғалтқыш пен генератордың басты айырмашылығы неде?

16. Желіге қосылған қозғалтқыштың екі фазасының орынын ауыстырсақ не болады?

17. Орама ұштары ескіше және жаңаша қалай белгіленеді?

18. Желдеткіштің негізгі арналымын атаңыз?

19. «Жұлдызша» жалғану сұлбасын салыңыз.

20. «Үшбұрыштап» жалғану сұлбасын салыңыз

 

V. Сабақты қорытындылау және бағалау:

1. Оқушылардың негізгі қателерімен жұмыс жасау.

2. Рефлексия. Оқушылардың сабақтан алған білімін бағалау. «Бас бармақ» тәсілі.

3. Кері байланыс. Оқушылардың өзін – өзі бағалауы. «Бес саусақ» әдісі.

4. Оқушылар білімін бағалау.

VІ. Үй тапсырмасы

1. М.Исаханов, Ш.Өмірзақов, Электр машиналар, Астана, Фолиант, 2010ж. 58 – 60 беттерді қайталап оқып келу.
2. Үш фазалы асинхронды қозғалтқышты бір фазалық желі арқылы іске қосу (қалай жасалады және не керек).

 

Ұйымдастыру кезеңі.

Сабақтың басталуы.  Староста қатысым мәліметін беруде.

Оқушыларды өткен тақырыпты бойынша тексеру

«Асинхронды қозғалтқыштардың арналымы» тақырыбын «Кім жылдам?» ойыны арқылы тексеру.

Жаңа тақырыпты баяндау

Жаңа тақырып: Үш фазалы, қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштың құрылысы.

Жаңа тақырып бойынша слайдылар мен көрнекі материалдар арқылы баяндау.

Жаңа сабақты бекіту

«Жекпе-жек» ойыны. Топтағы 20 оқушы біріне бірі сұрақты таңдау арқылы қарсыласының сұрағына жауап береді.

Колледж әдіскерлері мен кафедра меңгерушісі.

---