Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava

Transkript

1 Kaedra obecné eleroechniy Faula eleroechniy a inforaiy, VŠB - U Osrava ELEKRIKÉ SROJE - rozdělení, druhy provedení, vlasnosi, dienzování. Rozdělení elericých srojů (přehled). Označování elericých srojů Obsah: 3. Záladní pojy a definice u el. srojů (- v souladu s ČS IE 5(4) 4. Záladní vlasnosi a paraery el. srojů dle ČS E Druhy zaížení 6. epelné vlasnosi elericých oorů 7. Vlasnosi a hledisa ES (oorů), eré je nuno zohledni při jejich návrhu. 8. ávrh a dienzování ooru Doc. Ing. Václav Vrána, Sc. Březen 4 poslední úprava: únor 6. Rozdělení ES (přehled) Rozdělení dle různých hledise: - dle funce : oory, generáory (alernáory, hydroalernáory) - dle veliosi napájecího napěí v souladu s ČS 33) : - nízonapěťové, - vysoonapěťové. - dle provedení s ohlede na jejich určení: norální (sandarní) oory - určené pro běžné apliace oory určené pro napájení z ěničů frevence /neharonicé napájení) servooory - - dle druhu napájecího napěí a jejich provedení: sejnosěrné - s rozdělení dle provedení buzení: - s peraneníi agney - s buzenýi póly v provedení: - s cizí buzení (cize buzené) - s vlasní buzení v provedení: - se sériový buzení (sériové) - s paralelní buzení - se síšený buzení (opaudní) - s obinovaný buzení sřídavé - s rozdělení: - dle principu funce: - asynchronní (induční) s následný rozdělení: - dle provedení rooru: - naráo (lecové) - roužové (se sběrací úsrojí - s asivní roore (např. Ferrarisův oor) - dle poču fází: - -fázové - -fázové - 3-fázové - dle provedení vinuí (jejich poču a ožnosi přepínání poču pólů): - s jední nepřepínaelný vinuí (jednovinuťové - jednorychlosní) - s jední přepínaelný vinuí (jednovinuťové - dvourychlosní) - s dvěa vinuíi nepřepínaelnýi (dvouvinuťové - dvourychlosní) - s dvěa vinuíi (z oho s jední vinuí přepínaelný - dvouvinuťové řírychlosní) - synchronní s rozdělení: - dle provedení rooru - s vyjádřenýi (vynilýi) póly, - s hladý roore - dle provedení buzení, - buzené - s peranenníi agney (servooory) - s buzení přes roužy (alernáory) - s buzení bez roužů (saobuzené - vinuí + usěrňovač na rooru) - nebuzené (reluanční) - s luící lecí, - bez luící lece - ouáorové s rozdělení: dle zapojení buzení: - se sériový zapojení (sériové) - derivační s napájení: - do saoru, - do rooru (Schrage) universální (ůže pracova při napájení ss proude nebo -fáz. sř. proude

2 inforační (čidla) - achogeneráory - el. signál je úěrný oáčá (synchronní, asynchronní, sejnosěrné) - selsyn - polohový ransforáor (převádí ech. veličinu na elericou) na ro. pohyb - rozládač - polohové. ransforáory. na ro. pohyb (U výs sin, cos ϕ) - inreenální sníač speciální (např. roový, venilový sř. oor, el. ěniče, důlní sroj, rační, s disový roore,. Označování elericých srojů dle varu ČS E 634-7, I ód, (ožnosi jejich echanicého upevnění, polohy a způsobu onáže) je v souladu s převzaou ezinárodní norou, erá uožňuje dva způsoby označování varů ES: ód označování I - zv. píseno-číslicové (pro oory s ložisovýi šíy) I X číslo ( ) píseno: - B...s vodorovnou osou - V... se svislou osou ód označování II - číslicové -(zv. nový ód): I x xx x čís. zna dle provedení once hřídelů ( 9) číselný zna pro způsob onáže ( 99) supinové číslo varu sroje ( 9) ezinárodní označení varu sroje (Inernaional ouning) - rozdělení dle supinového čísla (první číslice označení) paové (I xx x) paopřírubové (I xx x) přírubové (příruba s ložise) (I 3 xx x) přírubové (příruba bez ložisa) I 4 xx x) bez ložise (I 5 xx x) s ložisovýi sojany (I 6 xx x), (I 7 xx x) se speciální způsobe onáže (I 9 xx x), lapové (rační) abula s uvedení význau čvré číslice v označení (I xxx x) druh číslice Význa žádný onec hřídele, jeden, dva - válcové once hřídele 3,4 jeden, dva - uželové once hřídele 5,6,7 hřídele zaončené přírubai 8 neurčeno 9 jiné provedení 5, 6 - norální pay vlevo, vpravo, vodorovný hřídel 7 norální pay nahoře, vodorovný hřídel 6 - norální pay, zabudovaná převodova pro sroje paopřírubové s první číslici : (I xx.) -... vodorovný hřídel -. svislý hřídel dole pro sroje přírubové s první číslici 3 : (I 3 xx.) - příruba na sr. D, vodorovný hřídel - - -, svislý hřídel dole , svislý hřídel nahoře 4 abula běžných druhů (provedení) ooru ód II ód I vysvělení zobrazení I I B3 paový s jední válcový once hřídele norální pay dole, vodorovný hřídel I 5 (I 6) I B6 (I B7) paový s jední válcový once hřídele norální pay vlevo (vpravo), vodorovný hřídel I 3 I B5 přírubový s jední válcový once hřídele příruba na sr. D, vodorovný hřídel I 3 (I 33) I V (I V3) přírubový s jední válcový once hřídele příruba dole (nahoře), svislý hřídel I 7 I B8 paový s jední válcový once hřídele norální pay nahoře, vodorovný hřídel I (I 3) I V5 (I V6) paový s jední válcový once hřídele pay dole (nahoře), svislý hřídel Význa druhé a řeí číslice v označení varu ( I. xx.) je pro jednolivé provedení (první číslice ) uveden poocí náresů v abulách příslušné nory apř. pro sroje paové s první číslicí (I xx.) - norální pay dole, vodorovný hřídel - norální pay (příruba), svislý hřídel dole - norální pay (příruba), svislý hřídel nahoře 3 4

3 dle ryí - I ód dle ČS E 634-5, 35 IE 34-5 (ČS E 659), eno ód definuje soubor opaření eré delaruje supeň ochrany: osob před nebezpečný úraze osob ES před vninuí cizích předěů ES před vninuí vody ejčasěji používané druhy ryi u el. srojů podle I ódu (Inernaional roecion) oevřené provedení - I, I, I, I 3 uzavřené provedení - I 44, I 54, I 55, I 56 nevýbušné provedení speciální provedení (např. ponorná) ro ES pracující v prosředí s nebezpečí výbuchu plaí zvlášní předpisy. ro druhy nevýbušného provedení se zavedlo označení EEx a alfanuericé značení (dle ČS E 54) udávající yp ochrany, supinu nevýbušnosi a eploní řídu ejčasěji používané druhy nevýbušných provedení ES jsou s ype ochrany proi výbuchu: d - pevný závěr e - zajišěné provedení de - pevný závěr (oor), zajišěné provedení (svorovnice). řílad označení nevýbušného provedení ooru pro použií io hlubinné doly : EEx d II 4 v hlubinných dolech : EEx d I 4 - dle provedení chlazení - I ód, dle ČS E 634-6, (35 6 )-(nahrazuje ČS 35 6): V zásadě ohou bý oory s ohlede na způsob chlazení provedeny : - s přirozený chlazení (bez jaéhooliv veniláoru, chlazení je zde pouze onvecí) - s vlasní chlazení (na hřídeli ooru je veniláor(y), účine(y) je závislý na oáčách ooru) - s přirozený vlasní chlazení (dva oruhy - vniřní onvecí, vnější s veniláore) - s cizí chlazení (venilace je od cizího zdroje nezávislého na oáčách ooru) Inernaional ooling Uspořádání chladícího oruhu : Volný oruh (průchozí věrání) 3: řívody, odvody porubí 4: ovrchové chlazení 5 8: epelné výěníy riární chladivo A : Vzduch ( air) (neusí bý uvedeno) Způsob proudění priárního chladiva : Volná onvece (proudění) : Vlasní chlazení veniláore 6: hlazení cizí (nádsavbovou) jednoou - veniláore Seundární chladivo A : Vzduch ( air) (neusí bý uvedeno) W: Voda (waer) F, H, : Freon, vodí, dusí Způsob proudění seundárního chladiva : Volná onvece (proudění) I 4 (A) (A) 6 : Vlasní chlazení veniláore 6: hlazení cizí (nádsavbový) veniláore 8: Relaivní pohyb (např. rační oor) oznáa: V pořadí první číslice označuje uspořádání chlad. oruhu (syséu oruhů) a je planá pro priární i seundární oruh. V případě zjednodušeného označení se druh chladiva neuvádí, nebo se uvede pouze u seundárního oruhu na onci označení (vynechá se poslední číslice) řílady obvylých (záladních) provedení oorů: Asynchronní oory naráo: I B3 ( I ) - paový s jední válcový once hřídele a s rozěry dle rozěr. abuly I 54 - oor zavřený, ryí vnějšího veniláoru je I x dle ČS E 659 I 4 (I 4) - s vlasní povrchový chlazení I 4: Úplně uzavřený oor bez veniláoru I 4: Úplně uzavřený sandardní oor, s vlasní povrchový chlazení veniláore I 46: Úplně uzavřený oor s přídavný oore veniláoru I 48: Úplně uzavřený oor s povrchový chlazení bez veniláoru I : Oevřené oory I 3W: řívodní a vývodní porubí nebo vodní oběh chladící vody Sejnosěrné oory řady : (ELSLAV Brno) I 3 / I -provedení oevřené / -se závislý chlazení, přívode a odvode vzduchu do oolního prosředí -(O) I 3 / I / - s nezávislý chlazení veniláore vesavěný do sroje, s přívode i odvode vzduchu do O I 3 / I / - s nezávislý chlazení veniláore nasazený na sroj, s přívode i odvode vzduchu do O I 3 / I 7 - -/- s nezávislý zdroje, s přívode vzduchu porubí (anále) a odvode vzduchu do O I 44 / I 4 (4) - provedení uzavřené / - s povrchový chlazení onvecí I 44 / I 4 (4) - - / - s vlasní povrchový závislý chlazení vnější veniláore I 44 / I /- s nezávislý zdroje, s přívode i odvode vzduchu porubí (anále) I54, (I55) / I 4, (I5) 3. Záladní pojy a definice očivých elericých srojů (dle ČS IE 5 4) Jenoviá výonnos, jenovié údaje - souhrn jenoviých hodno a pracovních podíne Jenoviý výon - číselná hodnoa výonu, erá je součásí jenoviých údajů (jenovié výonnosi) u sejnosěrných generáorů - elericý výon na svorách uváděný ve waech (W) u sřídavých generáorů - zdánlivý el. výon na svorách uváděný ve volapérech (VA) u oorů - echanicý výon na hřídeli vyjádřený ve waech (W), u synchronních openzáorů - jalový výon na svorách v jalových volapérech (var). Jenoviý oen - očivý oen na onci hřídele sroje při jenovié výonu a oáčách Jenoviá hodnoa (sroje )- hodnoa veličiny určená výrobce pro sanovené pracovní podíny Záběrný proud (oen) A - naěřený nejvěší usálený proud (oen) při zabrzděné rooru axiální oen (oen zvrau) A - nejvěší očivý oen, erý oor vyvine Zaěžovael - poěr doby zaížení, včeně rozběhu a elericého brzdění době rvání pracovního cylu vyjádřený v procenech haraerisiy (závislosi ezi sledovanýi veličinai): 5 6

4 - oenová závislos ezi oene a oáčai. U A, bývají uváděny v aalogové douenaci, de jsou zařazeny do zv. oenových páse u erých jsou přibližně sejné hodnoy poěrných záběrných a axiálních oenů. Všechny A naráo s veliosí osry do 35 a pro napěí do 69 V usí bý schopny bezpečného provozu při oáčách dle abuly, není-li na šíu sroje uvedeno jina. Velios (osová výša) axiální oáčy o/in p p 4 p 6 <, , 6, ,5,8, oznáa: Za provozu při vyšších oáčách se zvýší hladina hluu a vibrací. Uživael ůže vyžadova jenější vyvážení rooru a je řeba věnova pozornos inervalů azání a době upořebielnosi uu. Brzdový oor - A s vesavěnou echanicou brzdou na au. brzdění po vypnuí ooru řevodový oor - oor onsručně spojený s ech. převode v jeden cele oenový oor - elerooor vyvářející oen při oezené pohybu nebo v nepohyblivé savu Servooor - oor určený do regulačních sruur pohonu s řízení polohy, rychlosi, roory zde vyonávají předepsanou dráhu s vysoou dynaiou (oen. přeížielnos) a s nároy na přesnos polohování, určený převážně pro časově oezenou (ipulzní) přeěnu el. energie na echanicou, jejich ech provedení bývá věšinou hranaé s alý J a s velý přeěžovací oene. Reační oor (reluanční oor) - synchronní oor s nebuzený roore na něž je sanovený poče pravidelných výsupů (zubů) a erý ůže a neusí í lecové vinuí pro rozběh, oor s rvale připojený ondenzáore (ondenzáorový oor) - jednofázový oor s ondenzáore jehož poocný obvod je napájen ja při rozběhu, a běhe chodu Regulační rozsah (rozsah řízení) - pro oblas snižování rychlosi - pro oblas zvyšování rychlosi echanicá odolnos při zvýšených oáčách: axiální oáčy u A :, násobe n, u SS (,..,5) n, popř.,5 násobe n o u sériových a univerz. oorů,, násobe n o Dovolené eploy a oeplení srojů epelná řída izolace izolačních syséů srojů je dána ČS 33 5 (IE 685) a usí bý vyjádřena píseny A, E, B, F, H ab. Dovolené oeplení θ dov a axiální. eploy θ dov pro jednolivé řídy izolace. řída izolace θ dov [K] θ dov [ o ] A 6 E 75 5 B 8 F 4 H 5 65 rezerva dovolené oeplení záladní eploa oolí 4. Záladní vlasnosi a paraery elericých srojů dle ČS E 634- (34 35) Kráodobé oenové přeížení oorů: - u sandardních provedení: -fázový A a SS usí vydrže,6 po dobu 5 sec. U D ooru usí bý oen vyjádřen v závislosi na proudu při přeížení - ouační schopnosi - u A pro zvlášní účely (např. zvedání), se speciálníi rozběhovýi vlasnosi (napájení ze saicých ěničů) usí bý předěe dohody - ahodilé proudové přeížení oorů: u oorů bez ouáoru:,5 násobe I po dobu nejéně in. (pro výon < 35 W) u oorů s ouáore :,5 násobe I po dobu nejéně in. Bezpečné provozní oáčy A naráo. ezní hodnoy oeplení vinuí jsou závislé na způsobu chlazení, druhu chladiva a eodice ěření (eploěr, odpor, vložená sonda) Koreci hodno dovoleného oeplení je nuno provés s ohlede na pracovní podíny ooru : eplou oolí (nad 4 o ) a nadořsou výšu (nad ) nadořsá výša [ ] 7 8

5 Sručný přehled vlasnosí jednolivých druhů oorů : A roužové: věší rozěry oproi A naráo, sběrací úsrojí (údržba, ryí, poruchovos,) vinuá ova (roor) s izolací vodičů (enší dovolené oeplení) snadná ožnos řízeného rozběhu, se sluzovýi zráai vně ooru (např. s vnější rezisore) ožnos podsynchronního brzdění dvoufázový připojení saoru a zařazené rezisoru v ro. obvodě nunos reduce výonu (předienzování) při jeho napájení z ěničů ioču - věší zráy v rooru (cca %, u věších výonů až o 4 %) A naráo: lepší účinnos, alé rozěry, nepříonos sběracího úsrojí - enší nároy na ryí, údržbu (robusnos), ožnosi víceoáčových provedení (vícevinuťové, přepínaelné apod.) ožnos příého připojení na síť, popř. s řízený rozběhe Y-D provedení rooru bez vinuí a í i bez izolace dovoluje jeho vyšší oeplení u regulovaného pohonu s ěniči ioču: - složios aeaicého odelu a í i regulačních sruur (oproi ss ooru), - ožnos řízení v obou rozsazích jední ační člene - ěniče, - věší invesiční náročnos oproi D oorů (zaí) - náročnos na přídavná zařízení (luivy, filry) i na sraně ooru, - enší regulační rozsah oproi D ooru. závislos dovoleného jenoviého oenu na: - provedení izolace vinuí a způsobu chlazení ooru - veliosi ioču a způsobu řízení. oužií oorů s cizí venilací určených pro napájení z ěniče ioču á yo přednosi: - ožnos plného oenového využií (bez reduce) i v oblasi nízých oáče - odsranění hlučnosi veniláoru při vyšších rychlosech ooru - hlídání eploního savu poocí zabudovaných čidel - ožnos lepšího oenového využií v důsledu použié řídy izolace (ini. F) - ožnos sníání rychlosi a polohy poocí zabudovaného inreenálního čidla - lepší dynaicé paraery v důsledu enšího oenu servačnosi - delší živonos ooru ( vyšší napěťová hladina izolačního syséu, včeně jeho provedení) - alé rozěry Synchronní servooory s peranenníi agney napájené z ěniče ioču : - enší (zanedbaelné zráy) v rooru - lepší účinnos ve srovnání s A; - alý oen servačnosi; - vysoá oenová přeížielnos (až 4-násobe jen. oenu); - vyšší hranice axiálních rychlosí (až 6 o/in); - ožnos sníání rychlosi a polohy poocí zabudovan7ch čidel; - vhodnos pro souběh oorů u víceoorových pohonů bez regulace; - vyžadují speciální řízení ěniče 5. Druhy zaížení růběh oeplení ooru předpoládal jeho rvalé, časově neěnné zaížení, eré se v praxi vysyuje jen u něerých zařízení. S výjiou oorů pro speciální použií (jao např. u servopohonů) jsou jenovié paraery ooru udávány pro rvalý provoz. V noha apliacích u nn oorů je druh provozu odlišný od rvalého zaížení (záěžný oen (výon) se ění včeně časých nesacionárních savů (rozběhy, brzdění, reverzace apod.). ři jeho provozování pa dochází rovněž e zěná zrá v ooru a í i jeho oeplení. oče jeho ožných druhů provozu je soro neoezený. roo bylo z důvodu zlepšení ouniace ezi uživaele (projeane) a výrobce přisoupeno e lasifiaci určiých druhů provozu(zaížení). V souladu s ezinárodní lasifiací jsou dle ČS E 634- definovány jednolivé druhy zaížení, označené S S. rvalé zaížení - druh zaížení S rovoz při onsanní zaížení erý je dosaečně dlouhý pro dosažení usálené eploy ( z 3 ). Označení : S (con) - neusí bý vždy uvedeno Kráodobý chod - druh zaížení S rovoz při onsanní zaížení po sanovenou dobu,, erá je raší, než doba nuná pro dosažení usálené eploy. ásleduje doba lidu R a odpojení dosaečně dlouhá, aby eploa sroje opě dosáhla hodnoy oolí (chladiva) s olerancí ± K : ( < 3 ); R > 4. Označení : S (in.) řílad : S 6 in. řerušovaný chod - druh zaížení S3 Sled sejných pracovních cylů z nichž aždý zahrnuje dobu provozu při onsanní zaížení a dobu lidu a odpojení R. o dobu zaížení se nedosáhne usáleného oeplení. Rozběhový proud podsaně neovlivňuje oeplení. Označení : S3 z [ % ], de z [ % ] + norované hodnoy zaěžovaelů pro inu [5 %, 5 %; 4 %; 6 %, ] řerušovaný chod s rozběhe - druh zaížení S4 Sled sejných pracovních cylů, z nichž aždý zahrnuje dosi značnou dobu rozběhu D, dobu provozu při onsanní zaížení a dobu lidu a odpojení R + Označení: S4 z [%] D Jo [g ] J [g ] R řerušovaný chod s elericý brzdění - druh zaížení S5 Sled sejných pracovních cylů, z nichž aždý zahrnuje dobu rozběhu D, dobu provozu při ons. zaížení, dobu el. brždění F a dobu lidu a odpojení R. D + + F Označení : S4 z [%] J o [g ] J [g ] 9

6 řerušované zaížení - druh zaížení S6 Sled sejných pracovních cylů, z nichž aždý zahrnuje dobu provozu při onsanní zaížení a dobu chodu naprázdno - V (není zde doba lidu a odpojení). Označení : S6, z [ % ] V Zaížení V F R Zaížení Zaížení () D Elericé zráy V Elericé zráy V Elericé zráy V θ θax eploa θ θax eploa θ eploa ν θax Obr. 5 řerušovaný chod s elericý brzdění Druh zaížení S5 Obr. 6 - řerušované zaížení. Druh zaížení S6 Obráze - rvalé zaížení. Druh zaížení S Zaížení Elericé zráy V eploa θ Doba jednoho cylu R Obr. 3 - řerušovaný chod. Druh zaížení S3 θax Obráze - Kráodobý chod. Druh zaížení S Zaížení Elericé zráy V eploa θ D R Obr. 4 řeruš. chod s rozběhe. Druh zaížení S4 θax řerušované pravidelné zaížení s elericý brzdění - druh zaížení S7 - (do S5 roě doby lidu a odpojení ). ení zde žádná doba lidu a odpojení R. oznáa : Běhe doby není dosaženo usálené eploy. Zaěžovael Označení : S7 J o [g ] J [g ] řerušované pravidelné zaížení se zěnai oáče spojenýi se zěnai zaížení - druh zaížení S8. Sled sejných pracovních cylů, z nichž aždý zahrnuje dobu provozu při onsanní zaížení odpovídající přede sanovený oáčá n, po níž následuje jedna nebo více dob provozu při jiných onsanních zaíženích odpovídajících jiný oáčá. ení zde žádná doba lidu a odpojení R. Označení: S8 J o [g ] J [g ] [W] n [in - ] z [%], 3 n 3 z 3 epravidelné zaížení a zěny oáče - druh zaížení S9 růběh zaížení, při něž se obecně zaížení a oáčy ění nepravidelně v dovolené pracovní rozsahu. Jsou zde časá přeížení, erá ohou značně přeroči referenční zaížení. Označení: S9 Zaížení s nespojiýi onsanníi zaíženíi - druh zaížení S růběh zaížení zahrnující axiálně čyři nespojié hodnoy zaížení (nebo náhradní za.), přičež aždá hodnoy se udržuje dosaečně dlouho, aby ohl sroj dosáhnou usálené

7 eploy. iniální zaížení v ráci cylu ůže í nulovou hodnou (chod naprázdno nebo lid a odpojení) Jao referenční hodnoa pro nespojiá zaížení usí bý vzaa hodnoa vycházející z druhu zaížení S oznáa: áhradní zaížení se rozuí hodnoa založená na inegrování běhe čas. úseu. axiální zaížení nesí přeroči, násobe axiální hodnoy vycházející z druhu zaížení S. Bližší inforace jsou uvedeny v příslušné norě. Označení: S p / p / p 3 / 3 p 4 / 4 L [-] Hodnoa L - předpoládaná. epelná živonos izolačního syséu v poěrných jednoách - je závislá na hodnoách usálených oeplení v jednolivých úsecích zaěžování. ro jednolivé druhy zaížení S S8 je uváděná jenoviá hodnoa výonu sroje sanovená pro úsey se sálý zaížení. ro druh zaížení S9 je o vhodná hodnoa plného zaížení a pro druh zaížení S je o axiální hodnoa zaížení na záladě druhu zaížení S. epelné vlasnosi elericých oorů epelné poěry ve sroji lze zjednodušeně, (při onsanní zaížení a při uvažování sroje jao hoogenního ělesa s neonečnou epelnou vodivosí a prosředí s neonečnou ep. apaciou ), vyjádři rovnicí epelné rovnováhy (odvozené z energeicé bilance) dq d d( θ ) + A θ d, de dq... vyvinué eplo v ooru za jednou času d (zracená energie) epelná apacia ooru (.c) A.součiniel přesupu epla (Aα.S) nožsví epla vznilé v ooru za jednou času je rovno souču epla spořebovaného oeplení ělesa ooru.d( ϑ). a odvedeného epla do oolí A. ϑ. řechodný děj (pro ons a počáeční oeplení θ ( ) ) (oeplovací řiva) θ θ + θ θ + θ θ e e ( ) e, de... oeplovací časová onsana sroje /A θ... usálená hodnoa oeplení ( ) Usálený sav: d( θ), A θ θ A V případě odpojení sroje od napájecí síě ( ) dojde následnéu ochlazování sroje, θ θ e... ochlazovací řiva ooru de - ochlazovací čas. onsana sroje /A, ons. A zohledňuje chladící poěry sojícího ooru. (u ooru s vlasní chlazení je 4. ) θ - počáeční hodnoa oeplení U srojů se závislý (vlasní) chlazení (veniláor je uísěn uvniř sroje a poháněn hřídele ooru) se zění chladící poěry při odpojení (zasavení) sroje, což se dá vyjádři součiniele odvodu epla α A /A, jehož hodnoa je závislá na onsruční provedení sroje a ěla by bý udána jeho výrobce. řibližně je hodnoa ohoo součiniele α,3... u sroje s vlasní chlazení α... u sroje s nezávislý, (cizí) chlazení. ři rozbězích a brzděních je u srojů s vlasní chlazení je β,5 ( + α). Z výše uvedeného je zřejé, že v případě rovnováhy zráového výonu a výonu odváděného z ooru dojde usálení eploy ooru na onsanní hodnoě. θ ři uvažování eploy oolí θ ab 4 je pa dovolené oeplení sroje θdov θ θax θab θ 5 [K] de θ [K] eploní rozdíl (diference) zohledňující ěřící eodu a rozdíly eplo na sroji: - cca K. ouo dovolenéu oeplení sroje je úěrná dovolená hodnoa axiálního zráového výonu v závislosi na provedení a způsobu odvodu epla vyjádřený pro daný sroj onsanou A. Závislos zráového výonu na suečné zaížení sroje : v, de a... jenovié hodnoy výonů sroje (zráového a echanicého) řeračování ezní hodnoy eplo θ ax, e eréu dochází při zhoršení chladících poěrů (zvýšení eploy oolí, naděrná výša, porucha venilace apod.), způsobuje zv. sárnuí izolace, eré se projeví ve snížení její živonosi a ůže vés časo předčasnéu porušení izolační schopnosi s následný průraze izolace (zv. spálení ooru). ři rvalé přeročení ezní hodnoy eploy o 8 K dochází e snížení živonosi izolace na polovinu. Jenoviý výon sroje se sanoví a, aby usálená hodnoa oeplení nepřeročila jeho dovolenou hodnou úěrnou řídě izolace, aby se vša éo hodnoě co nejvíc přiblížila. ři provozní zaěžování sroje je nuno ověři, zda axiální hodnoa eploy nepřeračuje dovolenou ez. Vlasnosi a hledisa ES (oorů), eré je nuno zohledni při jejich návrhu. Sejnosěrné oory: příonos sběracího úsrojí (ouáoru) nese sebou yo suečnosi: - oezená ožnos proudového přeěžování sroje, - neožnos spušění příý připojení napájecí síi, - náročnos na údržbu sběracího úsrojí (čišění, výěna aráčů, srovnávání povrchu) - náročnos na ryí v nebezpečných prosorách (jisřící čás). oddělené budící vinuí s poěrně velou časovou onsanou vyžadující připojení i pro přerušovaný chod, vzni převážné čási zrá v rooru, poěrně nízá účinnos (např. oproi A ), výonové oezení veliosi sroje u regulovaných pohonů s fázový řízení napěí ovy: - při ons., Φons. a proěnlivé rychlosi řízené napěí ovy je proud na sř. sraně ěniče onsanní - při řízení rychlosi v obou rozsazích jsou pořebné dva ační členy, - nepříznivý účiní při řízené rozběhu napěí ovy, 3 4

8 - jednoduchos lineárního aeaicého odelu a í i regulačních sruur - ožnos dosažení vysoého regulačního rozsahu (např. : i více) - poěrně příznivá cenová náročnos ačního členu (ěniče) včeně reg. obvodů Asynchronní (induční) oor naráo (lecový). alé rozěry, nepříonos sběracího úsrojí, - enší nároy na ryí, údržbu (robusnos), - ožnosi víceoáčových provedení (vícevinuťové, přepínaelné apod.) ožnos příého připojení na síť, popř. s řízený rozběhe Y-D provedení rooru bez vinuí a izolace dovoluje jeho vyšší oeplení lepší účinnos u regulovaného pohonu: -složios aeaicého odelu a í i regulačních sruur, - ožnos řízení v obou rozsazích jední ační člene, - invesiční náročnos - náročnos na přídavná zařízení i na sraně ooru, - enší regulační rozsah oproi SS. Asynchronní oor roužový: věší rozěry oproi A naráo, sběrací úsrojí (údržba, ryí, poruchovos,) vinuá ova (roor) s izolací vodičů snadná ožnos řízeného rozběhu, se sluzovýi zráai vně ooru ožnos podsynchronního brzdění dvoufázový připojení saoru a zařazené rezisoru v ro. nunos reduce výonu (předienzování) při jeho napájení z F - věší zráy v rooru (cca %, u věších výonů až o 4 %) oory s cizí chlazení oužií ohoo způsobu se doporučuje (je vyžadováno) v ěcho případech: - e snížení hlučnosi ooru při jeho chodu v oblasi vyšších oáče ( např. nad u oorů s p - je-li požadován oen v oblasi nízých oáče, včeně oenu při časé rozběhu rovozní vlasnosi řízených asynchronních oorů Záladní pořebné údaje a paraery ooru, eré je nuno zná a následně zhodnoi při jejich návrhu do apliace řízeného pohonu nebo pro jiný druh zaížení než S: 6 f echanicé oáčy ooru n ns ( s ) ( s ) jsou závislé na frevenci f, p počů půlpárů p (zěna synchronních oáče n S ) a sluzu s (v zásadě lze plynulé řízení rychlosi rozděli na sluzové a frevenční), - specificých vlasnosech jednolivých způsobů řízení (např. f sp, druh řízení, apod.) - na druhu chlazení ooru a oolní prosředí (eploa, nadořsá výša apod.) Sluzové řízení rychlosi A DOV; DOV..... dovolený zaěžovací oen ooru (při ons. zráách v rooru) u DOV Ω o s DOV DOV s DOV s axiální oen (oen zvrau) s b ax b ax q b poěrný oen ooru obr. Závislosi oenů ooru Sluzové řízení zařazení přídavného odporu do obvodu rooru b ons., s b var. s * q * s s + s b b R + R R p b * s * s b s DOV obr. Závislosi oenů ooru při axiální oen ooru - u A se jedná o zv. oen zvrau ooru ozn. b,, ( ax ), erý je ožno zísa buď z aalogových údajů ooru nebo z prooolu o ypové zoušce ooru. Ve saicé režiu je ožno oor zaěžova až do 7 % ohoo oenu. Dovolený zaěžovací oen ooru dov, erý je závislý: - na způsobu řízení jeho rychlosi, 5 6

9 b var., s b ons.,, 3 q s,, 3 b (U ) s + s b s s b DO 3, oblas onsanního agneicého ou Φ ons. DOV oblas onsanního výonu ons. oblas zenšování výonu var. izí chlazení ooru Vlasní chlazení ooru U q ( U ) q U s DOV q U,, 3 q,, 3 U U > U > U 3 b,, 3 q 3 q q obr. Závislosi oenů ooru při sluzové řízení rychlosi zěnou veliosi napěí Frevenční řízení A Hodnoy oenů DOV při frevenční řízení rychlosi jsou závislé na: - druhu (oblasech) řízení, (Φ ons, ons., var.), - druhu provozu (S.. S3) - způsobu chlazení ooru (přirozené, vlasní, cizí). ~ n obr. Závislosi dovoleného zaěžovacího oenu a výonu ooru při iočové řízení - zěnou veliosi ioču (frevence) napájecího napěí (za předpoladu haronicého průběhu veličin ) oznáa: K určení výše uvedených závislosí je vhodné si yo buď vyžáda u výrobce, nebo experienálně ověři na onréní ooru. Je zde určiá závislos na vlasní provedení ooru. Vlasní zěna pracovních oenových charaerisi v závislosi na ioču a napěí je uvedena v sylabech předěu Eleroechnia Asynchronní sroje. n 7 8

10 Hledisa: 5. ávrh a dienzování ooru eonoicá (pořizovací a provozní nálady, výsledná produivia syséu) echnicá - energeicá (druh, charaer a velios zaížení, výon zdroje - funční - echnologicá ( charaerisiy, řidielnos, spoušění, reverzace, brzdění aj.), - pracovní prosředí (vnější vlivy - eploa oolí, prašnos,vlhos, výša, hlučnos aj.) odíny při návrhu ypové veliosi ooru.. oen ooru O usí bý vždy věší než axiální hodnoa požadované oenu od poháněné sousavy OŽ O OZ axiální hodnoa požadovaného oenu je dána souče dynaicého a saicého oenu (např. při rozběhu zaíženého pohonu). axiální oen ooru ( b )je závislý na druhu ooru.u A je o oen zvrau, u SS je jeho hodnoa dána spolehlivou ouací a uváděna výrobce ( cca,5 násobu jenoviého proudu I ). eploa ooru nesí přeračova ezní dovolenou hodnou danou epelnou řídou izolace vinuí. Jeliož θ a popř. (u oorů s derivační charaerisiou j. při a ons.) je pro dienzování sěrodaný zv. zaěžovací diagra obsahující závislosi n(), I() popř. (), (). Zaěžovací diagra ooru se určí na záladě zaěžovacího diagrau pracovního echanisu (záěže) a určení pořebných dynaicých oenů pro přechodné savy (rozběhy, brzdění, zvyšování, snižování oáče). a oeplování ooru ůže í dále vliv : druh a provedení ooru (A, D, oevřený, uzavřený apod.) způsob chlazení (vlasní, cizí, chladící ediu apod.), druh napájení (síť, ační člen - ěnič) 3. oor usí í v případě spoušění příý připojení napájecí síi dosaečný záběrový oen U navrženého ooru pro pohony s proěnlivý a nesálý zaížení splňujícího podínu oenovou je nuno provés následnou onrolu na jeho oeplení. K usnadnění éo onroly byly sanoveny. v souladu s ezinárodní norou zv. druhy zaížení S - S pro eré lze snadněji provés přiřazení ypové veliosi ooru. V případě, že suečnéu zaěžování ooru lze přiřadi uvedený druh zaížení, lze na záladě příslušných paraerů udávajících výonnos ooru požadova u výrobce (dodavaele) sanovení ypové veliosi ooru pro eno zadaný druh zaížení. ři dienzování ooru pro rvalé zaížení S je ožno vycháze z jenoviých paraerů ooru popř. zohledni eplou ooru a způsob chlazení, což se věšinou projeví v reduci jenoviých paraerů. (apř. oor s vlasní venilací pracující rvale při n<n ) Z hledisa dienzování ooru pro osaní druhy zaížení (roě rvalého S) se v zásadě jedná o dvě supiny sanovených druhů zaížení. V první supině je časo ožné zvýšení jeho dodávaného výonu oproi jenoviéu výonu ooru udaného pro rvalý chod S, uožňující vlasně jeho ráodobé přeěžování. oo se projevuje u druhů zaížení S, S3 a S6. Ve druhé supině je nuno provés nezanedbaelné snížení dovoleného zaížení ooru oproi jeho jen. výonu udaného pro rvalé zaížení S. rojevuje se o zejéna u druhů zaížení S4, S5, S7, S9, S de se uplaňuje oeplení běhe přechodných savů (rozběhy, brzdění, přeěžování ). V případě opaovaného časově proěnlivého zaěžování lze posupova ay a, že se oo zaížení nahradí zv. onsanní evivalenní zaížení při dodržení podíny, že oeplení na onci pracovního cylu bude v obou případech sejné. ao podína se dá vyjádři ay určení zv. sředních zrá běhe pracovního cylu. Velios ěcho zrá způsobujících oeplení sroje usí bý enší než hodnoa zrá ooru zaíženého jenoviý oene. ři zjednodušené předpoladu, že všechny zráy vzniající ve sroji, jsou epelné a že oen ooru je přío úěrný jeho proudu, lze provés z časového průběhu proudu určení zv. evivalenní hodnoy proudu I Eq a oenu Eq de I Eq n i i n i i d Eq... celová doba pracovního cylu n i + d n... doby jednolivých časových úseů pracovního cylu ro ao určené evivalenní hodnoy usí pro navržený oor plai I I Eq V případech proěnlivých rychlosí dochází u oorů s vlasní chlazení proěnlivéu odvodu epla do oolí. ao suečnos se zohlední poocí oeficienů α, erý se vynásobí doba i příslušného pracovního úseu. (např. α,33 pro oory s vlasní chlazení). Dienzování ooru pro druhy zaížení, S, S3, S6 ezní výony z hledisa dovoleného oeplení lze pro jednolivé druhy zaížení urči následovně: epla S S 3 (S) (S ) exp + S 6 (S) z ( z) h ( ) z (s venilací / bez venilace ) Eq... doba provozu (zaížení)... oeplovací časová onsana sroje... součiniel udávají poěr evivalenních (epelných) zrá v ooru při savu naprázdno / při zaížení z... poěrný zaěžovael z + R h...součiniel udávající poěr odvodu 9

11 ezní hodnoa axiálního výonu ooru z hledisa jeho dovoleného ráodobého oenového přeížení (dle ČS E 634-,+A+A ed. ods. 8.3 ) při zohlednění - % olerance axiálního oenu (ods. ab.9). AX S AX S q 8, 8, oznáa: Hodnoy součinielů, h, onsany jsou závislé na vlasní provedení a veliosi ooru a ěly by bý udány jeho výrobce. abuly součinielů, h u asynchronních lecových oorů (s ovou naráo) ro případ znalosi rozdělení zrá v ooru je ožno ay urči pořebné výony na záladě ěcho vzahů: u α, S S3 ( + ), ( + ) α S α α z α S e de u zráy ve vodiči (ědi) závislé na zaížení ooru zráy nezávislé na zaížení ooru (v železe, echanicé) Rozdělení zrá v ooru lze zísa od výrobce z zv. rooolu o ypové zoušce ooru Dienzování ooru pro druhy zaížení S4, S5, S7 S Velios ohoo snížení výonu je závislá na suečné husoě spínání, oenech servačnosi a zaíženích v usálených i přechodných savech. ro yo druhy zaížení je vhodné povés výpočy: následující axiálních hodno huso spínání ooru pro jednolivé druhy zaížení Sx ři ěcho výpočech se vychází ze znáých hodno zv. axiálních hodno huso spínání ooru naprázdno udaných výrobce a dosupných paraerů ooru a záěže. Z S 4 ( ), FI velios ooru (osová výša) poče pólů p L,35,45,5,5-6L,5,5,3,3 8 a 6L,5,5,3,3 L - 5,5,3,3,3 8S - 35,35,35,3,3 ( f ), de FI S5 rozb Z f pro brzdění proiproude ( 6) f,, pro brzdění ss proude yp ooru LA5, J5 LA6, J6 ( ) z ( ) ( ) z + z h h poče pólů p 4 6 8,38,45,5,5,3,8,8,8 S7 ( f ), de FI J O + J J FI J J Zav O O Z sřední hodnoa záěžného oenu při rozběhu rozb sřední hodnoa rozběhového oenu ooru Z sálé zaížení při provozu (even. jeho sřední hodnoa). oěr výonů Z / lze nahradi poěre proudů ooru I Z /I. součiniel pro zvýšení dovolené husoy rozběhů ooru naprázdno oproi husoě spínání, erá zahrnuje i elericé brzdění U běžných oorů je,3,5. U oorů brzdových bývá již zahrnu v součiniel zohledňující oen záěže Z při rozběhu (jeho sřední hodnoa) součiniel zohledňující sálé zaížení výone Z o provedené výpoču dovolené husoy spínání DOV usí plai SKU DOV, v opačné případě se usí zvoli oor věšího výonu, popř. variana pohonu s řízený rozběhe. V případě že není dosupná hodnoa,, lze ji přibližně urči z epelné energie vyvinué při reverzaci naprázdno W 4. W in a dovolených (jenoviých) Joulových zrá u ve vinuí ooru následující výpoče. 36 W 4 5 J, Ω + V u Vu ( R R ) R, R.. odpory saorového a roorového vinuí přepočeného na saor