Ауыл шаруашылығында электр қуатын пайдалану

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ..3
І . Тарау. Тұрақты ток машиналары.
1.1. Тұрақты ток генераторының жұмыс принципі...4
1.2. Тұрақты ток генераторының құрылысы ... ... ... 5
1.3. Тұрақты ток машиналары якорьларының обмоткалары ... ... ... ... ... ... ... ..9

ІІ. Тарау. Тұрақты ток машинасының жүк кезіндегі магнит өрісі ... ... ... ... .13
2.1. Ток коммутациясы ... ... ... ..15
2.2. Тұрақты ток генераторының жұмысы ... ... ... 19
2.3. Тұрақты ток генераторларын қоздырудың тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ..21

ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
IV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ...25

Электротехника - электр энергиясын өндіру, алысқа жеткізу және пайдалану жөніндегі ғылым. Электр энергиясының құнды қасиетіне механикалық, жылулық, жарық, химиялық және т. б. энергия түрлеріне оңай түрленетіні жатады. Энергияның бұл түрлері тиісті жағдайларда өз тарапынан электр энергиясына айнала алады.
Электр энергиясын қолданудың нәтижесінде өндіріс процесі түгелдей түбегейлі өзгерді. Жылдан жылға машиналардың жаңа автоматты линиялары, цехтар және автомат-заводтар қатарға қосылып келе жатыр. Электр адамдарды ауыр физикалық еңбектен босатады.
Электр энергиясының көмегімен электрлік пісіру, болатты жоғары жиілікті токтармен суару, металл балқыту жүзеге асырылады. Электрлік транспорттың, электрленген ауыл шаруашылық машиналарының, телефон, радио және телевидениенің электр энергиясын қолданбайынша жұмыс істеуі мүмкін емес.
Электроника — электротехниканың қауырт дамып келе жатқан саласы. Мұнда электрондық лампылардың иондық және шала өткізгіштік приборлардың, фотоэлементтердің және тағы басқа жеке механизмдердің, станоктардың тасымал линиялардың басқару функциясын орындайтын, сондай-ақ оларды бақылайтын аппаратурадағы қондырғылардың техникалық пайдалану мәселелері қарастырылады.

1. Ө. Өтешев. «Село электригінің серігі» Алматы 1986ж.
2. В.Е.Китаев, Л.С.Шляпинтох «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері» Алматы 1972ж
3. 2006-2007 оқу жылында Қазақстан Республикасының жалпы білім беру ұйымдарында ғылым негіздерін оқыту ерекшеліктері туралы әдістемелік нұсқау хат.- Алматы, 2006.
4. Физика. Орта жалпы білім беретін мектептің 10-11-сыныптарына арналған бағдарламалар. – Алматы, 2006.-23 бет.
5. Бондарев А., Виноградов Т. «Применение электроэнергии в сельском хозяйстве»

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

Жоспары

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
І – Тарау. Тұрақты ток машиналары.
1.1. Тұрақты ток генераторының жұмыс
принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
1.2. Тұрақты ток генераторының
құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.3. Тұрақты ток машиналары якорьларының
обмоткалары ... ... ... ... ... ... ... ..9

ІІ. Тарау. Тұрақты ток машинасының жүк кезіндегі магнит
өрісі ... ... ... ... .13
2.1. Ток
коммутациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ..15
2.2. Тұрақты ток генераторының
жұмысы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... .19
2.3. Тұрақты ток генераторларын қоздырудың
тәсілдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... 21

ІІІ.
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... 24
IV. Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .25

Кіріспе

Электротехника - электр энергиясын өндіру, алысқа жеткізу және
пайдалану жөніндегі ғылым. Электр энергиясының құнды қасиетіне механикалық,
жылулық, жарық, химиялық және т. б. энергия түрлеріне оңай түрленетіні
жатады. Энергияның бұл түрлері тиісті жағдайларда өз тарапынан электр
энергиясына айнала алады.
Электр энергиясын қолданудың нәтижесінде өндіріс процесі түгелдей
түбегейлі өзгерді. Жылдан жылға машиналардың жаңа автоматты линиялары,
цехтар және автомат-заводтар қатарға қосылып келе жатыр. Электр адамдарды
ауыр физикалық еңбектен босатады.
Электр энергиясының көмегімен электрлік пісіру, болатты жоғары
жиілікті токтармен суару, металл балқыту жүзеге асырылады. Электрлік
транспорттың, электрленген ауыл шаруашылық машиналарының, телефон, радио
және телевидениенің электр энергиясын қолданбайынша жұмыс істеуі мүмкін
емес.
Электроника — электротехниканың қауырт дамып келе жатқан саласы. Мұнда
электрондық лампылардың иондық және шала өткізгіштік приборлардың,
фотоэлементтердің және тағы басқа жеке механизмдердің, станоктардың тасымал
линиялардың басқару функциясын орындайтын, сондай-ақ оларды бақылайтын
аппаратурадағы қондырғылардың техникалық пайдалану мәселелері
қарастырылады.
Электрониканың өнеркәсіпке және халық шаруашылығының басқа да
салаларына кеңінен ендірілуі жас жұмысшыларды электроника элементтерінің
құрылысымен және қолданылуымен таныстыру қажет екенін барынша талап етіп
отыр.
Осы материал жарым-жартылай қайта қарастырылып, тұрақты ток көздері,
айнымалы токтың бір фазалы двигательдері, трансформаторлар жөніндегі
мәліметтермен толықтырылды, жартылай өткізгіштік приборлар жөніндегі тарау
кеңейтілді.

Тұрақты ток машиналары
Тұрақты ток генераторының жұмыс принципі

Қез келген электр генераторының жұмысы электро-магниттік индукцияның
заңын пайдалануға негізделген. Сондықтан тұрақты токтың генераторы да,
айнымалы токтың кез келген генераторы сияқты полюстер мен обмоткасы бар
якорьдан тұрады.
N және S полюстерінің магнит өрісінде айналатын орам ең қарапайым
генератор болып табылады. Ондай орамда, уақытпен салыстырғанда, айиымалы э.
қ. күш индукцияланады. Сондықтан орам ұштарын ораммен бір-ге айналатын
контактілі сақиналармен қосқанда, жүктегі қозғалмайтын щеткалар арқылы
айнымалы ток жүреді, яғни мұндай машина айпымалы токтың генераторы болып
табылады.
Айнымалы токты тұрақты токқа айналдыру үшін, жұмыс принципі
төмендегідей коллектор қолданылады. Орамның ұштарын коллектор
пластиналары деп аталатын, екі мыс жарты сақинаға (сегменттерге)
қосады. Бұл пластиналарды машинаның валына мықтап бекітеді де, оларды
бір-бірінен және валдан изоляциялайды. Пластиналарға энергия
қабылдағышпен электрлі қосылған қозғалмайтын щеткалар орнадастырылған.
Орам айналғанда коллекторлы пластиналарда қозғалмайтын щеткалардың
әрқайсысы пластинамен ауыса жанасатындай, машинаның валымен қоса айналады.
Коллектордағы щеткалар орамда индукцияланатын
э. қ. күш нольге тең болған кезде бір пластинадан екіншіге ауысатындай етіп
орнатылады. Бұл жағдайда якорь айналғанда, магнит өрісінің бір қалыпты
таралуынан, орамда синусоидалы өзгеретін э. қ. күші индукцияланады, бірақ
щетканың әрқайсысы коллекторлы пластинамен берілген уақытта белгілі бір
полярлықтағы полюс астындағы өзіне сәйкес өткізгішпен жанасады.
Олай болса 2 және 3 щеткаларда э. қ. күштің бағыты өзгермейді де
тұйықталған электр желісінің сыртқы участогында ток бір бағытқа, 2 щеткадан
кедергі арқылы 3 щеткаға, қарай жүреді. Алайда сыртқы желіде
э. қ. күштің бағыты өзгермесе де, оның шамасы уақытқа байланысты өзгереді,
яғни тұрақты емес, толықсымалы э. қ. күш пайда болады. Сыртқы желідегі
токта толықсымалы болады. Егер якорьға бірімен-бірі 90° бұрыш жасап
орналасқан екі орам орналастырып, олардың ұштарын төрт коллекторлы
пластиналармен қоссақ, онда э. қ. күш пеп сыртқы желідегі токтық
толықсымасы едәуір азаяды. Қоллекторлы пластиналардың санын арттырғанда,
толықсымасы жылдам азаяды да жұп полюске 16 пластина келетін болғанда 1 %-
тен аз болады. Сонымен көп санды коллекторлы пластиналарда э. қ. күш пен
ток іс жүзінде тұрақты болады.

Тұрақты ток генераторының құрылысы

Кез келген электр машинасындағы сияқты, тұрақты токтың генераторында
да қозғалмайтын және айналмалы бөліктер бар. Тұрақты ток машинасында
қозғалмайтын бөлігі индукциялаушы, яғни магнит өрісін туғызушы, ал айналушы
- индукцияланатын бөлігі болып табылады.
Машинаның қозғалмайтын бөлігі (статор) бас полюстерден 1, қосымша
полюстерден 2 және станинадан 3 құралады. Бас полюс машинада магнит ағынын
туғызатын, электромагнит болады.

1-сурет. Тұрпқты ток машинасы статорының құрылысы:
а — статор құрылысының схемасы, 6 — бас полюстер құрылысының схсмасы,
— бас полюстер,
2- косымша полюстер, 3— станина, 4 — өзекше, 5 — болттар, 6 — табаны,
7- қоздыру обмоткасы, 8 - полюстің ұшы.

Электромагниттің құраушы бөліктері өзекше 4, қоздыру обмоткасы 7 және
полюс ұшы 8 болып табылады. Полюстер табанға 6 болттың 5 жәрдемімен
бекітіледі. Полюстің өзекшесі болаттан кұйылады және көлденең қимасы
сопақша болып келеді. Полюстің ішіне изоляцияланған мыс проводтардан оралып
жасалған қоздыру обмоткасының катушкасы орналастырылады. Барлық полюстердің
катушкалары қоздыру обмоткасын жасай отырып, тізбектеп жалғанады. Қоздыру
обмоткасынан жүріп өтетін ток магнит ағынын туғызады. Полюстің ұшы қоздыру
обмоткасын полюсте ұстап тұрады да, полюстің астында магнит ағынының
біркелкі тарауын қамтамасыз етеді. Полюстің ұшын полюс пен якорь арасындағы
ауа кеңістігі полюстік доғаның ұзына бойында бірдей болатындай формада етіп
жасайды.
Сондай-ақ қосымша полюстер де өзекше мен өзекшеге орналастырылған
катушка түріндегі обмоткадан тұрады. Қосымша полюстер бас полюстердің
ортасындағы нүктелерге орналастырылады және олардың саны не бас полюстердің
санына тең, не екі есе аз болуы мүмкін. Жоғары қуатты машиналарға арналған
қосымша полюстер щеткалар астындағы ұшқынды жою қызметін атқарады. Қуаттары
аз машиналарда, әдетте, қосымша полюстер болмайды.
Генератордың табаны болаттан құйылады да, машинаның тұлға сүйеніші
болып табылады, оның ішіне магнит ағыны тұйықталатын болғандықтан оны кейде
(ярмо) мойынтұрық деп атайды. Табанға басты және толықтауыш полюстер
бекітіледі, сондай-ақ маңдай жағына машинаның валын ұстап тұратын
подшипникті бүйір қалқандар бекітіледі.
Машинаның айналмалы бөлігі (якорь) өзекшеден 1, обмоткадан 2 және
коллектордан 3 (2, а-сурет) тұрады.
Якорьдың өзекшесі цилиндр түрінде болып келеді де электротехникалық болат
табақшалардан қаттап жиналады. Бұл табақшалар кұйынды токтардағы шығынды
азайту үшін бір-бірінен лакпен немесе қағазбен изоля-
цияланады. Болат табақшаларды станоктарда қалыпқа салып штамптайды,
осыдан пайда болған паздарға (ойықтарға) якорь обмоткасының өткізгіштері
салынады.
Якорьдың корпусына обмотка мен якорь өзекшесін салқындататын ауа
каналдары жасалады. Якорь обмоткасы изоляцияланған мыс проводтан немесе
көлденең қимасы тік төртбұрыш мыс стерженьдерден жасалады.
Обмотка, арнаулы қалыптарда дайындалып, якорь өзекшесінің паздарына
орналастырылған секциялардан тұрады.
Бір орамды секция өз ара қосылған екі актив провод болып табылады.
Секцияларда біреу емес, бірнеше орам болуы мүмкін. Мұндай секциялар көп
орамды деп аталады.
Обмотка өзекшеден мұқият изоляцияланып паздарға ағаш сыналармен
бекітіледі. Маңдай бөліктер болат құрсаулармен бекітіледі. Якорьға
орналастырылған, обмотканың барлық секциялары өз ара тізбектеліп қосы-лып,
тұйық тізбек жасайды. Обмотка схемасы бойынша, бірінен соң екеншісі келетін
екі секцияны жалғастырушы проводтар коллекторлы пластиналарға қосылады.
Коллектор жеке пластиналардан тұратын цилиндр болып табылады. Коллекторлы
пластиналар суық күйде созылған мыстан жасалып, өз ара және корпустан
миканит қабатымен изоляцияланады. Втулкаға коллекторлы пластиналарды бекіту
үшін оны қарлығаш құйрығы формалы етіп жасайды да, пластина формасына сай
істелген шайба мен втулканың шығыңқы жеріне қыстырады. Шайба втулкаға
болттармен бекітіледі.

2-сурет. Тұрақты ток машинасының якоры:
а — жалпы көрінісі, б - щетка мен щетка ұстағыш, 1 - өзекше, 2 - обмотка,
3 — коллектор,
4- щетка, 5- пружина.
Коллектор конструкциялық жағынан машинаның ең күрделі және жұмыс
істеуде ең жауапты бөлігі болып табылады. Щетканың астындағы соғуды және
ұшқындануды болдырмау үшін коллектордың беті мұқият цилиндр түрінде жасалуы
керек.
Якорьдың обмоткасын сыртқы тізбекпен жалғау үшін коллектордың ішіне
қозғалмайтын щетка орналастырылады, олар графитті, көмір-графитті немесе
жез-графитті болуы мүмкін. Жоғары кернеулі машиналарда, щетка мен
коллектордың арасында ауыспалы кедергісі көп болатын графитті щетка,
төменгі кернеулі машиналарда бронь-графитті щетка пайдаланылады.
Щеткаларды ерекше щетка ұстағыштарға (2, б-сурет) орналастырады. Щетка
ұстағышқа орналастырылған щетканы 4 пружина 5 коллекторға жапсырып тұрады.
Әрбір щетка ұстағышта, параллель қосылған, щетка болуы мүмкін.
Щетка ұстағыштар траверске бекітілген щеткалық болт-саусақтарға
орналастырылады. Щетка ұстағышта щеткалық саусақты бекітуге арналған тесік
болады. Щеткалық саусақтар изоляциялык, шайба мен втулкалар ар-қылы
траверстен изоляцияланады. Щетка ұстағыштардың саны, әдетте, полюстер
саныиа тең болады.
Шағын және орташа қуатты машиналарда траверс подшипникті қалқанға
орнатылады немесе үлкен қуатты машиналарда олардың табандарына бекітіледі.
Траверсті бұруға, сонымен бірге полюстермен салыстырғанда щеткалардың орнын
ауыстыруға болады.
Әдетте траверс, әрбір щетка бас поліостердін, біреуінің ортасында
болатындай етіп орнатылады.

Тұрақты ток машиналары якорьларының обмоткалары

Жоғарыда көрсетілгендей, тұрақты ток машиналарының якорь обмоткалары
изоляцияланған мыс проводтардан, ал қуатты машиналарда — көлденең қимасы
тік төртбұрышты шиналардан дайындалады; обмоткалары тұйықталынып жасалады.
Көлденең қимасы тік төртбұрышты шинадан обмотка дайындағанда, олар
стерженьді етіп жасалады және олардың әрбір секциясы екі актив проводтан
тұруы мүмкін (бір орамды секция).
Изоляцияланған мыс проводтан обмотка секциясы белгілі бір орам саны
бар катушка түрінде жасалынады (көп орамды секция).
Тұрақты ток машиналарында якорь паздарына секцияның актив бөлігі қабатталып
орналыстырылған қос қабатты обмотканы пайдалану айрықша орын алып отыр.
Обмотка секциясының әрқайсысы бірінен-бірі полюстік бөлікке t жақын, яғни
көрші орналасқаи, әр аттас полюстердің өзекшелері арасына тең қашықтықтағы,
екі актив қабырғадан тұрады. Актив өткізгіштердің арасындағы мұндай
қашықтықта (обмотка жүрісінде), осы өт-кізгіштерде индукцияланатын, э. қ.
күш секцияны айнала өткенде бір жаққа қарай бағытталған болады және
секцияның э. қ. күш шамасы ең үлкен мәніне жетеді, себебі оның актив
қабырғалардағы э. қ. күші қосылады (147-сурет).
Секцияның актив белігінің біреуі паздың жоғары қабатында, екіншісі —
төменгісінде болады. Обмотканың ажыратылған схемаларында,

3-сурет. Полюстік
бөліктен тұрған обмотка секциясының актив қабырғаларындағы э. қ.
күшінің бағыты.

паздың жоғары қабатында жататын актив қабырғалары тұтас, ал төменгі
қабаттағы қабырғалар пунктир сызықпен кескінделген. Секцияның ұштары
обмотканың басқа секцияларымен де және коллектер сәйкес келуі, яғни бір
бағытта болуы қажет. Бұл үшін секцияның тізбектеліп жалғасқан бастапқы
өткізгіштері (немесе соңғы) кез келген уақытта полярлығы бірдей полюстердің
астында болуы керек.
Секцияларды өз ара жалғастыруға байланысты обмоткалар параллель
(тұзақты) және тізбекті (толқынды) болуы мүмкін.
Кез келген коллекторлы пластина (мысалы, 1) екі актив проводтармен
жалғасады, полярлығы әр түрлі екі щетканың арасында обмотка екі парал-лель
тармақ жасанды, олардың әрқайсысынан, обмотка тармақтарындағы параллель
токтардың ія біреуі ағып өтеді.
Параллель обмоткаларда щеткалардың саны барлық уақытта полюстер санына
2 р-ға тең, олай болса, бұл обмоткалардағы параллель тармақтардың саны 2 а
полюстердің санына тең.
Полюстердің саны көп болғанда, параллель обмотка көп параллель
тармақтар жасайды, бұл бір тармақтағы токты азайтуға және өткізгіштің
көлденең қимасын кішірейтуге мүмкіндік береді.

4-сурет. Қарапайым тізбектеп жалғастырылған
обмотканың екі секциясының кеңейтілген схемасы: а — бір орамды, б
— көп орамды.

Параллель обмоткаларда щеткалардың саны әрқашан да полюстер санына
тең. Тізбектелген обмоткаларда секциялардың бастапқы (соңғы) актив
өткізгіштері бірдей полярлықтағы әр түрлі полюстердің астында болады (4-
сурет).
Обмотка схемасын жоғары өткізгіштен n бастап айналып шыққанда, актив
қабырғалары N1 және S1 полюстерінің астында болатын (схемада секция жуан
сызықпен көрсетілген), бірінші секцияны шығарып аламыз.
Бірінші мен тізбектеле жалғасқан екінші секцияның актив қабырғалары N2
— N2 полюстерінің астында, үшінші секцияның – N3 мен N3 полюстерінің
астында т. с. с. болады. Якорь шеңберін толық бір айналып шыққанынан кейін
обмотканың айналысын бастаған n жұп өткізгішінің қатарында (ең дұрысы сол
жағында) жатқан n - 1 жұп өткізгіштің жоғарғы ұшына келеміз.
Жоғарғы жұп өткізгішпен n - 1 тізбектей S1, N2, S2 т. с. с. полюстер
астында жатқан өткізгіштерді жалғастырамыз, осылайша якорь шеңберін тағы
айналып шығып n — 1 өткізгіштің қатарында жатқан өткізгішке келгенше
қосамыз. Осыдан кейін обмотка схемасы бойынша өткізгіштерді тұйықталған
тізбекке жалғанбайынша, өткізгіштердің жаңадан айналып шығуы орындалады т.
с.
Полюстердің санына байланыссыз жай тізбектелген обмотка параллель екі
тармақты құрайды, яғни 2а = 2. Сондықтан полюстердің кез келген санында,
егер якорь обмоткасы тізбектеле жалғастырылған болса, онда ма-шинаның тек
екі щеткасы болады, әрі бұл щеткалар коллектор шеңберінің - 12р
бөлігіндей қашықтыққа орналасуы керек (мысалы, р = 2-ге болғанда
щеткалардың арасындағы қашықтық коллектор шеңберінің ширегіне тең).
Бұл коллектор шеңберін түгел тексермей, оның тек бір бөлігін ғана
тексеруге мүмкіндік береді. Тек қана екі параллель тармақтың болуы, әрбір
тармаққа тізбектей көп санды актив проводтар жалғанатындығын және машинаның
э. қ. күшінің мәні барлығының айғағы. Сондықтан тізбектелген обмоткалар
жоғары кернеуліктегі машиналар үшін қолданылады.

Тұрақты ток машинасының жүк кезіндегі магнит өрісі

Машинаның бос жүрісі кезінде якорьда ток болмайды да, магнит өрісін
полюстердің магниттеуші күші туғызады. Бұл магнит өрісі полюстердің осімен
салыстырғанда симметриялы болады да ауа кеңістігінде шамамен бір қалыпты
орналасады (150, а-сурет). Щеткаларды геометриялық нейтралда, яғни якорьдың
центрімен полюс осьтеріне перпендикуляр сызық бойында орналасқан деп
жорамалдайық. Машинаның жүктелген кезінде магнит тізбегінің бойымен,
полюстер мен якорьдың біріккен әсерлерінен пайда болған қорытқы магңит
ағыны Фқ тұйықталады.

5-сурет. Тұрақты ток машинасының магнит өрісі: а —' полюстердің
өрісі,
6 - якорь реакциясының өрісі, в- жүк кезіндегі қорытқы
магнит өрісі.

Қорытқы магнит ағыны Фқ қоздыру обмоткасының магниттеуші күштері
туғызған немесе бос жүріс туғызған полюстердің магнит ағынына Фп тең
болмайды. Машинаның жүктелген кезінде, якорьда қозған ток өрісінің
полюстердің магнит өрісіне әсері якорь реакциясы деп аталады.
Егер қоздырылған машинаның якорь обмоткасының өткізгіштерімен сыртқы
ток көзінен машинаның жүктелген кезіндегідей ток жіберсек, онда якорьдық
магнитт өрісі пайда болады (5, б-сурет). Якорьдың бұл өрісі по-люстер осіне
көлденең тұйықталады да якорьдың көлденең оріс реакциясы деп аталады.
Якорьдың магниттеуші күші полюстің бір шетінің астында (генератор үшін
жинақталушының астында және двигателі үшін шашырап шығушының астында)
полюстердің магниттеуші күшіне қарсы бағытталған, ал полюстердің екінші
шетінің астында (генератор үшін шашырап шығушының астында, ал двигатель
үшін жинақтаушының астында) полюстердің магниттеуші күшімен үйлесетін
болады. Олай болса, магнит индукциясы полюстердің бір шетінің астында
азаяды, ал екінші шетінің астында көбейеді.
Сонымен, машинаның жүктелген кезінде қорытқы магнит өрісі полюстер
осіне қарағанда симметриялы болмайды (5, в-сурет), яғни якорьдың көлденең
өріс реакциясы полюстердің магнит өрісінің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.