1. Синхрон генератор
Ротор нь эргэлдэгч соронзон оронтой адил чиглэлд тэнцүү хурдтайгаар
эргэлддэг цахилгаан машиныг синхрон машин гэнэ.
Ротор ба соронзон орны хурд тэнцүү учир роторын ороомогт гүйдэл
индукцлэгдэхгүй. Иймээс роторын ороомог тогтмол гүйдлийн үүсгүүрээс
тэжээгддэг.
Синхрон машины статорын бүтэц, хийц (зур 1=10.23) асинхрон
хөдөлгүүрийн статорын бүтэц, хийцээс бараг ялгагдахгүй. Статорын ховилуудад
гурван фазын ороомог суулгаж төгсгөлүүдийг нь гаргалтын самбарт холбосон
байдаг. Статор нь энерги хувиргах процесст гол үүрэг гүйцэтгэдэг учир түүнийг
якорь гэж нэрлэдэг.
Синхрон машины ротор ил туйлтай (зураг 2=10.24) ба далд туйлтай (зураг 3)
байна. Ил туйлтай синхрон генератор усан цахилгаан станцын удаан эргэлттэй
турбинаар, далд туйлтай генератор дулааны цахилгаан станцын уурын буюу
хийн өндөр хурдтай турбинаар хөтлөгдөн эргэнэ.
Зураг 3
1

2. Роторын ороомгийг контактын цагираг, сойз бүхий гулсах контактаар
дамжуулан тэжээнэ. Синхрон генераторын өдөөлтийн (роторын) ороомгийг
тэжээх янз бүрийн бүдүүвч байдаг. Синхрон генератортай нэг гол дээр суусан
өдөөгч хэмээн нэрлэгддэг тогтмол гүйдлийн генератор бүхий өдөөлтийн систем
хамгийн өргөн хэрэглэгддэг (зураг 4à).
Зураг 4
Синхрон генераторын өдөөлтийн систөм:
а) цахилгаан машинт үл хамаарах систем, б) өөрийн өдөөлтийн тиристорт
систем. 1- турбин, 2- синхрон генератор, 3- өдөөгч, 4- сойз, 5- контактын
цагираг, 6-статорын ороомог, 7-өдөөлтийн (роторын) ороомог, 8-
тиристорт өдөөгч (шулуутгагч), 9- тохируулгын реостат
Синхрон генераторын статорын ороомог дахь хувьсах хүчдлийг
шулуутган өдөөлтийн ороомгийг тэжээдэг бүдүүвчийг өөрийн өдөөлтийн
тиристорт систем гэдэг(зураг 4.á).
Генераторын хүчдлийг тохируулахын тулд эхний бүдүүвчид өдөөлтийн
хэлхээнд залгасан тохируулгын реостатаар өдөөлтийн гүйдпийг өөрчилнө. Хоёр
дахь бүдүүвчид тиристорын нээгдэх өнцгийг тохируулах замаар өдөөлтийн
гүйдлийг өөрчилнө.
Синуслэг Ц.Х.Х. гарган авахын тулд статор роторын хоорондох агаарын
завсрыг роторын туйлын төгсөвчийн голоос зах руу ихэсгэж хийнэ (зураг 5).
Зураг 5
2

3. Роторыг өдөөж анхдагч хөдөлгүүрээр (турбин) эргүүлэхэд роторын
соронзон орон статорын 3 фазын ороомгийг огтолж тэдгээрт фазаараа 1/3
үеийн (120°) зөрөөтэй 3 синуслэг Ц.Х.Х. индукцэлнэ :
eA = Em Sinωt
eB = Em Sin(ωt − 2 / 3π )
eC = Em Sin(ωt − 4 / 3π )
Ц.Х.Х.-ний үйлчлэх утга:
E = 4.44 fwk0Φ e
Энд : f- давтамж, w- статорын фазын ороомгийн ороодсын тоо,
k0 - ороомгийн коэффициент, Φ e - өдөөлтийн соронзон урсгал. Ц.Х.Х.-ний
давтамж:
pn
f = ,
60
энд : р- машины хос туйлын тоо, n- роторын эргэлтийн хурд,
Статорын ороомогт ачаалал залгахад түүгээр гурван фазын гүйдэл гүйж 1
-р зүйлд үзүүлсэн ёсоор эргэлдэгч соронзон орон үүснэ. Энэ соронзон орны
эргэлтийн хурд
60 f
n1 =
p
Энэ илэрхийлэлд (3)-ыг орлуулбап : n1 = n
Өөрөөр хэлбэл, эргэлдэгч соронзон орны эргэлтийн хурд роторын
хурдтай тэнцүү болох нь батлагдаж байна.
Ийнхүү синхрон генераторт n хурдтай эргэж буй роторын тогтмол соронзон орон
болон n1 = n хурдтай эргэж буй статорын эргэлдэгч соронзон орны (энэ нь
зөвхөн ачаалалтай үед бий болдог) хамтын үйлчлэлээр ерөнхий соронзон орон
тодорхойлогдож байна. Статорын (якорийн) соронзон орноос синхрон машины
ерөнхий соронзон оронд үзүүлэх нөлөөг якорийн хариу үйлчлэл гэнэ.
Энэхүү нөлөө ачааллын шинж чанараас хамаардаг бөгөөд идэвхит ба
индуктив ачааллын үед соронзон сулруулах, багтаамжийн ачааллын үед нэмж
соронзлох шинжтэй байдаг.
Синхрон генераторын хамаарамжуудаас хамгийн их практик ач
холбогдолтой нь гадаад болон тохируулгын хамаарамжууд юм.
3

4. Өдөөлтийн гүйдэл, эргэлтийн хурд, чадлын коэффициент тогтмол үед
авсан генераторын хүчдэл ба ачааллын гүйдлийн хоорондын хамаарлыг гадаад
хамаарамж гэнэ (зураг 6).
Хамаарамжийг авахдаа хэвийн ачааллын ( I = I хэв ) үед U = U хэв байхаар
тохируулсан байна.
Актив ачаалалтай үед ( ϕ =О) якорийн бага зэрэг соронзон сулруулах
үйлчлэлийн улмаас ачааллын гүйдлийн өсөлтийн үед генераторын хүчдэл
буурна (зураг 6, муруй 1).
Индуктив ачааллын үед ( ϕ =+0) якорийн хүчтэй соронзон сулруулах үйлчлэлийн
улмаас хучдэл ихээр буурна (зураг6, муруй 2).
Багтаамжийн ачааллын үед (ф=-0) якорийг нэмэн соронзлох үйлчлэлийн улмаас
хүчдэл өсч байна(зураг 7, муруй 3).
Зураг 6 Зураг 7
Синхрон генераторын Синхрон генераторын
гадаад хамаарамж тохируулгын хамаарамж
1- идэвхит ачааллын үед, 2- индуктив ачаалал, 3- баггаамжийн ачаалал
Хоосон явалтаас (I=0) хэвийн ачаалалд ( I = I хэв ) шилжих үеийн хүчдлийн
өөрчлөлтийг хэвийн хүчдлийн хувиар илэрхийлснийг хүчдлийн хэвийн өөрчлөлт
гэнэ.
U 0 − U хэв ΔU хэв
ΔU хэв = 100 = 100
U хэв U хэв
4

5. Хүчдэл, чадлын коэффициент, эргэлтийн давтамж тогтмол үед авсан
өдөөлтийн гүйдэл ба ачааллын гүйдлийн хоорондын хамаарлыг тохируулгын
хамаарамж гэнэ (зураг 7).
Генераторын гаралтын хүчдлийг тогтмол барихын тулд янз бүрийн ачааллын
үед өдөөлтийн гүйдлийг хэрхэн тохируулах шаардлагатайг тохируулгын
хамаарамжаас харж болно. Актив ба индуктив ачааллын үед хүчдлийн
бууралтыг нөхөхийн тулд өдөөлтийн гүйдлийг өсгөх, багтаамжийн ачааллын үед
хүчдлийн өсөлтийг хязгаарлахын тулд өдөөлтийн гүйдлийг бууруулан
тохируулах шаардлагатай болох нь хамаарамжуудаас харагдаж байна.
Жишээ 2: Синхрон генераторын хэвийн хүчдэл 230В, хүчдлийн хэвийн
өөрчлөлт 5% бол хоосон явалтын хүчдлийг хэдэн вольт байхаар тохируулах
шаардлагатай вэ?
Бодолт. (36) –аас U 0 хүчдлийг олъё.
⎛ ΔU хэв ⎞ ⎛ 5 ⎞
U 0 = U хэв ⎜1 + ⎟ = 230⎜1 + ⎟ = 241.5B
⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠
Синхрон хөдөлгүүр
Синхрон хөдөлгүүр бүтэц хийцийн хувьд синхрон генератортай төсөөтэй.
Ротор нь ихэвчлэн ил туйлтай байдаг. Эргэлдэгч соронзон орон үүсгэхийн тулд
статорын ховилд 3 фазын ороомог суулгасан байх ба ротор нь тогтмол гүйдлээр
тэжээгддэг өдөөлтийн ороомогтой, эсвэл бичил машинд тогтмол соронзон
туйлуудтай хийгддэг (зураг 8=10.30).
5

6. Çóðàã 8 Çóðàã 9
Синхрон хөдөлгүүрийн ажиллах зарчмыг түүний загвар (зураг 9=10.31)
дээр тайлбарлая. N1S1 соронзон дотор NS соронзон байрлуулжээ. Хэрэв N1S1
соронзонг эргүүлбэл тэр нь NS соронзонг F хүчээр чангаана. F хүчийг нормаль
(радиусын дагуу чиглэсэн) Fn ба тангенциал (роторын тойрогт шүргэгчээр
чиглэсэн) Ft хүч болгон задалж үзье:
F = Fn + Ft
Нормаль хүч Fn роторт хурдатгал өгөхгүй учир тангенциаль Ft хүчний
үйлчлэлээр ротор N1S1 соронзонтой нэгэн чиглэлд адил хурдтай (синхроноор)
эргэнэ. Гол дээрх ачаалал их болоход NS ба N1S1 соронзонгуудын
тэнхлэгүүдийн хоорондох Ө өнцөг их болно. Ийнхүү ачааллын хэмжээтэй
пропорциональ учир Ө өнцгийг ачааллын өнцөг гэж нэрлэдэг. Ачааллыг
өсгөсөөр соронзон туйлуудын хоорондын таталцлын хүчнээс их болговол ротор
тормозлогдож зогсоно. Жинхэнэ хөдөлгүүрт N1S1 соронзонгийн оронд статорын
ороомгийн тусламжтайгаар эргэлдэгч соронзон орон үүсгэдэг. Хөдөлгүүрийн
ротор эсвэл статорын соронзон оронтой синхроноор эргэх, эсвэл (хэт ачааллын
үед) зогсоно. (синхронизмаас унана). Ийнхүү синхрон хөдөлгүүрийн ротор гол
дээрх ачааллын хэлбэлзлээс үл хамааран статорын соронзон орны хурдтай
тэнцүү тогтмол хурдтайгаар
60 f1
n = n1 = = const ажиллана.
p
Хурд тогтмол байдаг нь синхрон хөдөлгүүрийн чухал давуу тал юм. Ийм
хатуу тогтмол хурд техникийн янз бүрийн салбарт, тухайлбал, дуу, дүрс бичих
болон тоглуулах хэрэгслүүдэд онцгой шаардагддаг.
Синхрон хөдөлгүүрийн сул тал нь асаалтын моментгүй, бие даан
эргэлтэд орж чаддаггүйд оршино. Синхрон хөдөлгүүрийг асаахын тулд роторыг
нь соронзон орны эргэлтийн чиглэлд синхронтой ойролцоо хурдтай болтол
эргүүлэх хэрэгтэй болдог. Үүний тулд роторын туйлын төгсгөвчид ховил гаргаж,
асинхрон хөдөлгүүрийн роторын ороомогтой адил богино холбоот ороомог
суулгасан байдаг. Асаалтын үед хөдөлгүүр асинхрон хөдөлгүүр мэт ажиллан
эргэлтэд орж синхронтой ойролцоо хурдтай болоход нь өдөөлтийн ороомогт
тэжээл өгнө. Ингэхэд ротор синхронизмд орж ( n = n1 болж) синхрон горимд
6

7. ажиллаж эхэлнэ. (зураг 10). Энэ үед соронзон орноор огтологдохоо болих учир
асаалтын богино холбоот ороомог гүйдэлгүй болно.
Асаалтын энэ аргыг асинхрон асаалтын арга гэж нэрлэдэг.
Зураг 10
7