L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y. Vítězslav Stýskala TÉMA 2. Oddíl 1 až 6. Sylabus tématu

Transkript

1 L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y Vítězslav Stýskala TÉMA 2 Oddíl 1 až 6 1 Sylabus tématu 1. Definice elektrických strojů (ES) 2. Zařazení a rozdělení AC strojů dle ČSN EN 3. Konstrukční uspořádání 3f AM, popis, hlavní části 4. Klecové a kroužkové AM 5. Vytvoření kruhového točivého EM pole, princip činnosti AM 6. Vznik tažné síly 7. Příklad 8. Určení parametrů naprázdno a nakrátko z měření 9. Výkonová analýza diagram výkonové bilance 3f AM 10. Mechanické charakteristiky výkony, momenty, proudy 11. Mechanické charakteristiky při změně kmitočtu 12. Jednofázové AM, konstrukce, charakteristiky, vlastnosti, použití 2 1

2 Přednáška 1 3 DEF. Elektrické stroje jsou zařízení, která přeměňují jeden druh energie na jiný, nebo mění její velikost (parametry), přičemž alespoň jedna z nich je elektrická. 4 2

3 Rozdělení elektrických strojů ELEKTRICKÉ STROJE T O Č I V É NETOČIVÉ GENERÁTORY M O T O R Y TRANSFORMÁTORY (jedno a trojfázové) MĚNIČE Stejnosměrné cizím buzením derivační kompaudní sériové Střídavé (Alternátory) Stejnosměrné Střídavé cizím buzením derivační kompaudní sériové Komutátorové síťové (výkonové) pecní svařovací (rozptylové) měřící (MTP, MTN) speciální (autotransformátory, bezpečnostní, izolační, atd.) usměrňovače střídavé měniče napětí střídače pulzní měniče měniče kmitočtu synchronní asynchronní asynchronní synchronní 5 Střídavé (AC) motory Dělí se na asynchronní (AM) synchronní (SM) komutátorové 3 fázové AM - používají se k pohonu mechanických zařízení se stálou nebo proměnnou rychlostí. Jejich otáčky, resp. úhlová rychlost závisí jen na mechanickém zatížení, kmitočtu a počtu pólů motoru. Rotor je válcové těleso a je buď vinutý kroužkový AM, nebo nejčastěji s klecovým vinutím, tzv. motor klecový - nakrátko V rotorovém vinutí protéká indukovaný proud jako důsledek točivého EM pole ve statoru (je základní podmínkou činnosti 3f AM). Vzájemné působení vlastního EM pole rotoru a točivého EM pole statoru vytváří točivý moment M na hřídeli. 6 3

4 ASYNCHRONNÍ STROJE - OBECNĚ Asynchronní stroj (AS) je používán jako 1f a 3f motor (AM) a také jako generátor. Nejčastěji však jako 3f motor. Je nazýván tažným koněm průmyslu. Většina 3f AM používaných v průmyslu je s klecovým rotorovým vinutím, tzv. 3f AM nakrátko. Oba motory třífázový i jednofázový mají velmi široké použití. AS jako asynchronní generátor má ojedinělé použití, typické je použití v hobby malých větrných a vodních elektrárnách. 7 Stator - konstrukce Jádro (paket) z izolovaných dynamoplechů s drážkami Vinutí z izolovaných Cu vodičů, zpravidla tří nebo jednofázové, je vytvarováno a uloženo oddělené drážkovou izolací v drážkách jádra Rotor klecového AM - konstrukce Paket z izolovaných dynamolechů s drážkami na vnějším obvodu Kovové tyče vinutí zalisovány v drážkách, zpravidla slitiny na bázi Al Dva kruhy spojující tyče nakrátko Drážky a tyče jsou zešikmeny z důvodů snížení hlučnosti vlivu harmonických Řez statorovým vinutím Jádro Statorová drážka Řez tyčí rotorového vinutí Rotorové tyče mírné zešikmení a) Spojovací kruhy b) 8 4

5 Hlavní části 3f asynchronního motoru Rotor Stator 9 KLECOVÉ Konstrukce Statorový paket je tvořen mezikružími z izolovaných elektrotechnických plechů s drážkami na vnitřním obvodu Ve statorových drážkách je uloženo třífázové vinutí vyvedené na svorkovnici Na hřídeli je nalisován rotorový paket také z izolovaných elektrotechnických plechů s drážkami po vnějším obvodu Vzduchová mezera Koncepce 3f klecového AM Fáze U Statorové jádro - paket z izolovaných dynamoplechů V - U + W + Kruhy nakrátko tvořící s tyčemi rotorové klecové vinutí - klec Fáze W Statorové drážky s vinutím Klecový rotor: Tyče z vodivého materiálu jsou na obou koncích spojeny nakrátko vodivými kruhy (časté u montáže AM středních a větších výkonů) Paket z rotorových plechů Fáze V W - V + U

6 KROUŽKOV KOVÉ Rozdílnost konstruce Vinutý rotor: Trojfázové rotorové vinutí je uloženo v rotorových drážkách. Je zapojen zpravidla do hvězdy (Y), zřídka do trojúhelníka (D) Konce fází rotoru jsou vyvedeny na kroužky, začátky do uzlu (Y) Tři uhlíkové kartáče dosedají na tři kroužky Rotorové vinutí může být spojeno s externími variabilními rezistory nebo se samostaným zdrojem (měničem) Třífázové statorové vinutí Vzduchová mezera 3f rotorové vinutí uložené v rotorových drážkách vyvedené na kroužky Fáze V Koncepce 3f AM s vinutým rotorem Statorové jádro - paket z izolovaných dynamoplechů Fáze U W - U + W + V + V - Rotorový paket z izolovaných dynamoplechů U - Statorové drážky s vinutím Fáze W hřídel motoru 11 Zapojení statorové svorkovnice 3f klecového AM 12 6

7 Konstrukce statoru Obrázky a) a b) ukazují řez typickým jádrem statoru - paketem. Paket je zalisován do kostry motoru - u menších motorů ze slitiny Al, u větších z šedé litiny Cívky vinutí jsou uloženy v podélných drážkách, izolovány, bandážovány a zaklínovány Konce cívek jsou tvarovány podle jádra a svázány dohromady nití nebo tkanicí Vinutí vysokonapěťových motorů je impregnováno. Konstrukce jádra a) b) 13 Konstrukce vinutí statoru Na obrázku je typická statorová cívka Jednotlivé závity cívek jsou tvarovány z lakovaných izolovaných měděných vodičů Cívky jsou navzájem izolovány izolační páskou Vůči statorovému paketu jsou cívky izolovány drážkovou izolací v drážkách Obě strany cívky jsou vůči sobě natočeny přibližně o 180 elektrických Tape-wound coil insulation konec cívky strany cívky navinutý pásek závitové izolace cívky konec cívky vývody cívky 14 7

8 Klecový rotor Obrázky ukazují rotor motoru malého (a)) a velkého (b)) výkonu Oba typy rotorů tvoří rotorový paket z izolovaných dynamových plechů s drážkami pro vinutí Zešikmení hliníkových tyčí a drážek rotoru je jen u malých a středních motorů. Snižuje to hlučnost a vliv harmonických a zlepšuje výkon Lopatky z Al jsou vyrobeny současně s odlitím kruhů a tyčí, pracují jako ventilátor a zlepšují chlazení Velké AM mají také lopatky, kruhy tyč, ale tyče nejsou zešikmeny. a Hliníkové lopatky chladícího ventilátoru a) Konstrukce rotorů Spojovací kruhy Lopatky ventilátoru Hliníkové vodiče Zešikmení drážek Hliníkové spojovací kruhy Jádro z dynamoplechů Rotorové tyče 3/7/2007 Téma Téma Indukční stroje b) 15 Vinutý rotor Konstrukce vinutého rotoru Na obrázku je vinutý rotor kroužkového motoru velkého výkonu Konce všech fází jsou vyvedeny na kroužky Pomocí tří sběracích kartáčů dosedajících na kroužky bývá k rotorovému vinutí připojena trojice vnějších rezistorů R ad spojených do Y R adu R adv Kroužky R adw Uhlíkové kartáče 16 8

9 Princip činnosti 3f AM Statorové vinutí je napájeno třífázovým napětím, které v něm vyvolá souměrný střídavý proud. Protékající třífázový proud generuje ve statoru točivé EM pole. Toto EM pole rotuje (obíhá, otáčí se) synchronní úhlovou rychlostí ω 1 = π n 1 /30. Synchronní rychlost je úměrná synchronním otáčkám n 1, ty závisí na frekvenci napájecího napětí AM a počtu pólových dvojic (pólpárů) p: n 1 = 60 f / p (min -1 ) Rotující EM pole indukuje indukované napětí do vodičů rotorového vinutí nakrátko. Indukované napětí vyvolá v klecovém vinutí rotoru el. proud. 17 Točiv ivé EM pole TOČIVÉ ELEKTROMAGNETICKÉ POLE m -FÁZOVÉ Napájíme-li systém m stejných cívek, rozložených po obvodu stroje o elektrický úhel souměrným m -fázovým proudem, vznikne kruhové točivé elektromagnetické pole. Při 3-fázovém napájení je el. úhel roven 120! 18 9

10 Točiv ivé EM pole vznik tažné síly I U -max. I v -max. I w -max. Extrémní případ kruhového pole je kruhové točivé elektromagnetické pole o nulové rychlosti, tj. pole stejnosměrné. 19 Točiv ivé EM pole Při nedodržení některé podmínky, vznikne místo kruhového točivého pole, pole eliptické : Extrémní případ eliptického pole je pulzující elektromagnetické pole (jednofázové). Při napájení cívek neharmonickým proudem, nebo postupným připínáním cívek na zdroj stejnosměrného proudu (obdélníkový průběh), vznikne skákající elektromagnetické pole o prostorový úhel 360 /m

11 Točiv ivé EM pole Princip točivého elektromagnetického pole udává vztah časovou závislostí elektrického proudu I (fázorem proudu) a prostorovou závislostí magnetického toku (prostorovým vektorem toku) Φ. TOČIVÉ ELEKTROMAGNETICKÉ POLE JE ZÁKLADNÍ UNIFIKAČNÍ PRVEK PRINCIPU VŠECH ELEKTRICKÝCH STROJŮ TOČIVÝCH. Statorové m 1 - fázové vinutí, protékané m 1 - fázovým symetrickým proudem o kmitočtu f 1, vytvoří kruhové točivé magnetické pole statoru o úhlové rychlosti Ω 1 (synchronní úhlová rychlost). Ω 1 = 2 π f 1 21 Princip vzniku kruhového točiv ivého magnetického pole ve statoru 3f AM fáze statorového vinutí napájení z 3f střídavého zdroje harmonického napětí U u U v U v n 1.. synchronní otáčky točivého mag. pole ve statorovém vinutí, resp. ve statorovém paketu 22 11

12 Vznik točiv ivého magnetického pole ve statorovém m vinutí 3f AM vlivem trojfázov zového napájec jecího napětí Symetrické 3 fázové napětí (harmonické) 3 fázové statorové vinutí, vznik a pohyb fázoru magnetického toku N a p ě t í Fázový úhel L1 L2 L3 L1 L2 L3 W1 U1 V1 = proud vtékající do vinutí = proud vytékající z vinutí 23 Vyvolání rotorového mag.. pole AM Klecový rotor: Φ s Magnetický obvod (Fe) Hliníkové (Al), nebo měděné (Cu) tyče Φ R Osa motoru Kruhy 24 12

13 Princip činnosti 3f AM - pokračování Interakce mezi rotorovým proudem a statorovým EM polem vyvolá tažnou sílu AM: F = B I l sin ϕ Velikost indukovaného napětí je závislá na rozdílu rychlostí mezi točivým EM polem statoru a rotorem Největší rozdíl rychlostí je při rozběhu (spuštění - rotor byl v klidu) a vyvolá nárůst záběrného proudu. Kmitočet indukovaného proudu v rotoru f 2 je při nepohybujícím se rotoru roven f 2 = f 1 = 50 Hz Když se rotor roztáčí, rozdíl rychlostí klesá a to znamená, že: klesá hodnota kmitočtu indukovaného napětí (proudu) rotoru klesá velikost rotorového proudu (a také statorového) a indukovaného napětí 25 Vznik tažné síly AM Točivé EM pole indukuje proud v tyčích rot. vinutí Vzájemné působení tohoto proudu a EM točivého pole vyvolá hybnou sílu přenášenou na hřídel F = B I 2 l l je délka rotoru Síla F Force l n, Ω I 2 Tyče rotorového vinutí BIndukce rotating B točivého EM pole PRAVIDLO LEVÉ RUKY Ring 3/7/2007 Téma 1-6 Rotorové... Indukční kruhy stroje 26 13

14 Vznik síly s a momentu EM pole vytvoří moment (točivý) úměrný tangenciální síle F x v místě x: F x = B x i x l kde B x je elektromagnetická indukce výsledného pole v místě x a l je délka vodiče v elektromag. poli a rotor motoru se začne otáčet. Při synchronní rychlosti otáčení rotoru Ω = Ω 1 je skluz s =0,kmitočet f 2 = 0, zanikne rotorový proud i moment stroje!. motor naprázdno. Stroj nemůže při synchronní rychlosti otáčení rotoru pracovat jako motor (ideální chod naprázdno), proto se nazývá asynchronním. Při stojícím rotoru, kdy Ω = 0 je s = 1 a f 2 = f 1 motor nakrátko. 27 Působení kruhového točivého magnetického pole ve statoru 3f AM na rotor, znázornění vzniku točivého momentu n 1 synchronní otáčky Statorové vinutí n. otáčky (aktuální) rotoru Stator Rotor (rotorové vinutí není nakresleno) 3 fázový zdroj 28 14

15 3f AM - Význam skluzu Když se rotor otáčí stejnou úhlovou rychlostí (resp. otáčkami) jakou má točivé EM pole statoru, je jím indukované napětí, proud a moment roven nule. Proto k vytvoření momentu musí mít rotor AM rychlost menší než je rychlost synchronní (Ω < Ω 1, resp. n < n 1 ). Motor ke své činnosti potřebuje stále určitý rozdíl rychlosti(otáček) rotoru vůči rychlosti (otáčkám) synchronní, vytvořené EM polem statoru. Tento poměrný pokles otáček se nazýván skluz s a je dán vztahem: s = (n 1 - n)/n 1 Frekvence indukovaného napětí a proudu v rotoru je: f 2 = s f 1 Jmenovitý skluz s n (při jmenovitém zatížení) AM bývá od 0,5 do 5%, u velmi malých motorů až 10%. 29 3f AM - Skluz - Příklad výpočtu Třífázový AM 14,7 kw, 3 x 230V, 50Hz, šestipólový, zapojený do Y, má skluz 5%. Vypočtěte: a) Synchronní otáčky a synchronní rychlost b) Otáčky rotoru c) Frekvenci rotorového proudu Řešení a) Synchronní otáčky : n 1 = 60 f /p = / 3 = ot./min., tj. 16,667 ot./s. synchronní úhlová rychlost : Ω 1 = 2 π n 1 = 104,669 rad./s. b) Otáčky rotoru: n = (1 - s ) n 1 = (1-0,05) = 995 ot./min. c) Frekvenci rotorového proudu: f 2 = s f 1 = 0,05 50 = 2,5 Hz 30 15

16 Sestrojení náhradního (elektrického) obvodu 3f AM, aby bylo možno popsat AM jen elektrickými obvodovými veličinami Toto je úplné náhradní schéma AM: δ 1 I 1 j X σ1 R 1 a I 0 j X σ21 R 21 /s 2 U 1 I Fe R Fe U i1 I μ jx μ Ui I 21 = I 2 /K 1 2 Náhrada statorového obvodu Náhrada magnetického obvodu AM Náhrada rotorového obvodu 31 POSTUP PŘI VÝPOČTECH Nákres a určení náhradního obvodu AM Výpočet impedance motoru na skluzu s Výpočet statorového a rotorového proudu na skluzu s Výpočet příkonu, výkonu, momentu a účinnosti na skluzu s (grafické znázornění) Výpočet úhlové rychlosti, resp. otáček motoru a grafické znázornění průběhu točivého momentu na úhlové rychlosti, resp. otáčkách motoru Určení maximálních hodnot momentu, účinnosti Výpočet velikosti záběrného momentu a záběrného proudu 32 16

17 Přednáška 2 33 TÉMA PŘEDNÁŠKY: 3f AM -Určení parametrů podle zkoušek - měření Parametry AM se určují na základě třech zkoušek: Měření naprázdno (nezatížený AM) - Poskytne údaje o ztrátovém odporu jádra R Fe a hlavní magnetizační reaktanci X μ Zkouška nakrátko (při zabržděném rotoru) - Poskytne hodnoty ( R 1 + R 21 ) a ( X 1σ + X 21σ ) Měření odporu statorového vinutí stejnosměrnou Ohmovou metodou - Umožní určit velikost odporu R 1. Měření při zatížení poskytne hodnoty pro určení účinnosti 34 17

18 Určení parametrů 3f AM podle zkoušek Měření odporu statorového vinutí stejnosměrnou Ohmovou metodou Zdroj DC napětí! se připojí mezi dvě fáze (např. U a W jako na obr.) Změří se hodnoty ss napětí a proudu Hodnotu rezistoru určíme následně: + I d U jxσ 1 R 1 = U d 2 I d U d - jxσ 1 W R 1 R 1 R 1 35 Určení parametrů 3f AM podle zkoušek Měření naprázdno AM (Y) se napájí sdruženou hodnotou střídavého napětí U 1N(S), měří se proud naprázdno I 0 a el. příkon naprázdno P 10 Příkon naprázdno P 10 tvoří především výkonové ztráty hysterezní ΔP h a vířivými proudy Δ P v ve statorovém paketu. Další, podstatně menší (vlivem malého I 0 ), jsou ztráty Jouleovy ve statorovém vinutí Δ P j1 a mechanické ztráty Δ P mec 36 18

19 3f AM - Určení parametrů podle zkoušek Měření naprázdno - pokračování Mechanické výkonové ztráty Δ P mec ( způsobené třením otáčejícího se rotoru v úzké vzduchové mezeře, ventilační ztráty, apod.) Při chodu naprázdno je skluz velmi malý (s min.), proto Jouleovy ztráty v rotorovém vinutí na něm přímo závislé zanedbáváme Příkon naprázdno P 10 se tedy zmaří především ve ztrátách v rotorovém paketu Δ P j1 a v mechanických ztrátách Δ P mec 37 3f AM - Určení parametrů podle zkoušek Zkouška nakrátko (při zabrzděném rotoru) AM je napájen sníženým napětím U 1k (sdružená hodnota) a někdy i se sníženou frekvencí, jejíž hodnota se určí: f 1(mes) = 0,3 f 1 = 15 Hz. Sníženou frekvencí se simuluje stav, kdy rotorová frekvence proudu je při normálním chodu malá. Měří se hodnoty napětí U 1k, proudu nakrátko I 1k a el. příkonu P 1k Při zabržděném rotoru (n = 0) je hodnota skluzu s = 1. Hlavní magnetizační reaktance X μ a ztrátový rezistor R Fe se v celkové velikosti impedance nakrátko neprojeví, ta je velmi malá, proto musíme AM napájet sníženým napětím

20 3f AM - Určení parametrů měřením 1. Měřením nakrátko Při tomto stavu je náhradní obvod následující: I 1k I 1N U 1k jx σ1 R 1 jx σ21 R 21 R Fe a X μ se neuplatní! Hodnota rezistoru nakrátko se určí: P R = 1k k 3 I2 A hodnota impedance nakrátko se určí: Z = k k U k 3 I k 39 3f AM - Určení parametrů měřením 1. Měřením nakrátko # Reaktance nakrátko při redukované frekvenci f 1(mes) je: Xk = Z (mes) k Rk # A skutečná reaktance nakrátko se přepočte frekvencí: X k = X k(mes) (f 1N /f 1(mes) ) # Parametry náhradního obvodu jsou dány: R k = R 1 + R 21 a X k = X 1 + X 21 # kde R 1 je určen měřením, viz. str

21 Přednáška 3 41 TÉMA PŘEDNÁŠKY: 3f AM - Výkonová analýza - bilance výkonů a výkonových ztrát Výkony a ztráty jsou u AM vyjádřeny s použitím jeho náhradního schématu. Diagram toku výkonů při jmenovitém zatížení ukazuje následující obrázek: Výkon přenášený EM točivým polem ze statoru do rotoru přes vzduchovou mezeru δ Výkon elektromagnetického pole (vnitřní) P 1N = Re {3 U 1 I 1 *} = = 3 U 1NS I 1S cosϕ 1N Ztráty v železe ΔP Fe S t a t o r Ztráty ve vinutí statoru ΔP j1 = 3 I 2 1 R1 P δ = M em Ω 1 Ztráty v rotorovém vinutí ΔP j2 = 3 I 2 2 R21 P mec = M mec Ω N Mechanické ztráty ΔP mec R o t o r Dodatečné ztráty P mec = 3 I 2 2 R 21 (1- s)/s P δ = 3 I 2 2 (R 21 /s) P 2N = M N Ω N ΔP toč = ΔP mec + ΔP d P 2N = P mec - ΔP toč 42 21

22 Názorný řez 3f AM v patkovém provedení statorová svorkovnice motorový přívod elektrické energie příkon P 1 výkonový štítek ventilátor kryt ventilátoru ložiska 3f statorové vinutí proud chladícího vzduchu hřídel výkon P 2 přední a zadní ložiskový štít ztráty ΔP patka litinová nebo hliníková kostra s chladícími žebry 43 Doplňte názvy n ozna SAMOKONTROLA: ených konstrukčních zvy označených konstruk ch části tohoto 3f klecového asynchronního ho motoru! Pokračujte i u další ších částí!??????? 44 22

23 3f AM - Mechanická charakteristika - odvození Charakteristika se určí pomocí náhradního obvodu. Vzduchová mezera Fázová hodnota U 1 jxσ 1 R 1 jxσ 21 R 21 I 1 I Fe1 I μ I 21 = I 2 /K R Fe jx μ náhradní zatěžovací rezistor závislý na skluzu R 21 (1-s)/s s t a t o r r o t o r Elektrický výstup nebo AM vyvinutý výkon na hřídeli je: 2 1 s P2 = 3 I2 ( ) R s f AM - Mechanická charakteristika - vznik momentu Výkon ve vzduchové mezeře je: 2 R21 Pδ = 3 I2 s Při synchronní rychlosti, která je: Ω 1 = 2 π n 1 = 2 π f 1 /p Elektromagnetický (vnitřní) točivý moment vyvinutý rotorem je: M e = P δ Ω

24 Mechanická (momentová) charakteristika 3f AM- průběh a důležité hodnoty Momentová charakteristika, tzn. n = f (M) závislost rychlosti, resp. otáček AM, či skluzu na zatěžovacím momentu se dá sestrojit např. pomocí programu MathCad. Obrázek ukazuje důležité body a hodnoty, včetně nominálního bodu A. AM pracuje jako motor v rozsahu skluzu od 1 do 0. n 1 n 0 0,0 0,05 0,1 M 0 A n = f (M) n N 0,2 n b 0,3 M N 0,4 0,5 n, resp. Ω s 0,6 M b 0,7 0,8 M l 0,9 s = 1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 M 4,0 47 n 1 n 0 M 0 s = 0,00 0,05 0,1 A n = f (M) n N 0,2 n b 0,3 M N 0,4 0,5 n, resp. Ω s 0,6 M b 0,7 0,8 M l 0,9 s = 1 0,0 1,0 2,0 3,0 M 4,

25 3f AM - Záběrný moment Při spouštění AM je hodnota skluzu s = 1! Motor přitom vyvine při nulových otáčkách záběrný moment M Z (viz. str. 38). Na obrázku je náhradní schéma situace při zpouštění. Vzduchová mezera jxσ 1 R 1 jxσ 21 R 21 Fázová hodnota I 1k I Fe1 I μ I 21k U 1 R Fe jx μ R 21 (1-s)/s = 0 Neuplatní se 49 3f AM - Elektromagnetický moment a záběrový proud Moment AM je tvořen elektromagnetickým momentem vzniklým vlivem výkonu ve vzduchové mezeře P δ. (viz. str. 35 a 38) Záběrový (při spouštění) proud I 1l je při jmenovité hodnotě napájecího napětí U 1N vlivem minimální impedance (Z (s=1) ) zpravidla 5 až 7 krát větší než jmenovitý problémy při spouštění AM. Elektromagnetický moment AM při spouštění je: M e δ ( = P s=1) Ω 1 Pozn. Tento dispontabilní moment vznikající mezi rotorem a statorem však nemůžeme využít celý! (viz. str. 35 a 39) 50 25

26 Závislost mechanických charakteristik n = f(m) na kmitočtu tu napájec jecího statorového vinutí, jmenovitý pracovní bod, jmenovité hodnoty M / M N 2.5 f 1 = 12.5 Hz f 1 = 25 Hz f 1 = 37.5 Hz f 1 = 50 Hz n 1 = k. f 1 M o m e n t Jmenovitý pracovní bod otáčky n N n / n 1 51 Pracovní režimy asynchronního ho elektrického stroje grafy spojitých přechodů charakteristik jednotlivých pracovních stavů n = f(m) I = f(n) 52 26

27 Provozní charakteristiky klecových 3f AM velkých výkonů udávají závislosti důležitých veličin statorového proudu, účinnosti, účiníku a skluzu na zatížení 53 Jednofázový AM Rozběhový kondenzátor Ložiskový štít - zadní Ložiskové pouzdro Hřídel Výkonový štítek motoru Svorkovnice 54 27

28 Jednofázový AM řez motorem ložiskový štít statorové vinutí ložiska hřídel klecový rotor 55 Jednofázový AM - princip Pro vytvoření záběrového momentu jednofázového motoru je třeba vytvořit alespoň eliptické elektromagnetické pole. Pulzující jednofázové elektromagnetické pole lze rozložit na dvě kruhová pole protitočivá. Záběrový moment obou polí je stejný, ale opačného smyslu, takže výsledný záběrový moment je nulový. Při impulsu otáčení jakýmkoliv směrem moment v tomto směru narůstá proti brzdnému momentu a motor se rozběhne. Konstrukce Stator -jesloženzestatorovýchplechů a dvojího vinutí. Hlavní vinutí je ve 2/3 drážek a pomocné vinutí je ve zbývající 1/3. Rotor - je vždy klecového provedení

29 Princip činnosti jednofázového AM Při jednofázovém napájení se musí proudy v hlavním a pomocném vinutí fázově posunout, aby vzniklo eliptické elektromagnetické pole. To se dociluje zapojením kondenzátoru, příp. činného odporu nebo zvýšenou indukčností pomocného vinutí. Fázový posun mezi proudy bývá 90. Působení pomocného vinutí není pro samotný běh motoru již nutné, a tak se po rozběhu odpojuje. Nejčastější způsob odpínání pomocného vinutí je odstředivým spínačem. Použití Používá se pro pohony malých výkonů, zpravidla do 500 W, neboť ve veřejných sítí není dovoleno velké jednofázové zatížení. Užití tedy najde především v pračkách, ledničkách, ručním hobby nářadí apod. 57 Příklady použit ití jednofázových AM 58 29

30 Příklady provedení převodových 3f AM jsou kombinací převodového ústrojí a motoru brzdný kotouč s elektromagnetem Brzdový 3f AM 59 Provedení 3f AM pro speciáln lní prostřed edí a použit ití vodotěsný 3f AM prachu a vodě odolný a vodotěsný 3f AM 3f AM pro 3f AM pro chemické výbušné prostřed edí prostřed edí 60 30

31 O t á z k y k z á v ě r e č n é ú v a z e k t é m a t ů m? Který typ AC motoru použijete v domácím elektrickém grilu? Trojfázový nebo jednofázový?? Dá se reverzovat směr otáčení u 3f AM? Jakým způsobem?? Proč má málo zatížený AM nízký účiník (cosϕ)?? Jaké jsou moderní možnosti řízení rychlosti u3f AM?? Kde se používají 3f AM? 61 Použitá a doporučená literatura Mravec, R.: Elektrické stroje a přístroje, SNTL,Praha,1983 Fetter, F.: Obecná elektrotechnika pro strojní inženýry, SNTL/SVTL, Praha, 1967 Keppert, S.: Indukční motory, skriptum VŠB Ostrava, 1980 Sylaby katedry 452-obecné elektrotechniky, Vladař, J., Zelenka, J.: Elektrotechnika a silnoproudá elektronika, SNTL/ALFA, Praha, 1986 A další vhodné učebnice, skripta a informační zdroje

32 V případě potřeby konzultací se obraťte na pedagogy katedry obecné elektrotechniky - budova N, 7. patro - č. kanc. 715 až