Asynchronní motor s klecí nakrátko

Transkript

1 Aynchronní troje

2 Aynchronní motor klecí nakrátko

3 Řez aynchronním motorem

4 Princip funkce aynchronního motoru Točivé magnetické pole lze imulovat polem permanentního magnetu, otáčejícího e kontantní rychlotí n. n otáčky točivého pole (Lenzovo pravidlo) n Utálený tav: n < n Základní vlatnot: M p n aby u iv, i v, F v n(m) kleá od n

5 Základní pojmy f p n n n úhlová rychlot točivého pole při napájecím kmitočtu f úhlová rychlot rotoru úhlová rychlot rotoru vůči poli kluz f f kluzová úhlová rychlot kluzový kmitočet (kmitočet napětí a proudů v rotoru) úhlová rychlot rotoru

6 Základní pojmy n n n kluz 0 n < n tedy > > 0 - motorický chod n > n tedy - < < 0 - generátorický chod (rotor je poháněn ve mylu otáčení pole) < < + - brzda (rotor je poháněn proti točivému poli)

7 Napěťové rovnice U i X j U U X j U i 44, 4 v i k N f U 44, 4 v i k N f U U 0 X j U i Po úpravě na f jako je ve tatoru: X j X j U i Obdobná rovnice platila pro tranformátor e zátěží: Z ndukované napětí: Analogicky jako u tranformátoru: f f

8 Náhradní chéma Přepočet parametrů náhradního chématu Pro zachování Φ μ e nemí změnit F m, které jej vyvolává: F F F F F m p k N m p k N m v v 45 0, 0,45 Přepočet proudů: v v k N m k N m Přepočet napětí: v v i i i k N k N U U U Přepočet činných odporů: m m (zachování ztrát) v v k N k N m m m m Přepočet rozptylových reaktancí: v v k N k N m m X m m X X

9 Náhradní chéma Použití přepočtených parametrů pro náhradní chéma U i X j U X j U i X j U i Napěťová rovnice aynchronního motoru pro tator: Napěťová rovnice pro rotor: nebo také: Jouleovy ztráty v rotorovém vinutí Přeměňovaný elektromechanický výkon

10 Náhradní chéma aynchronního troje Pro každou fázi motoru:

11 Fázorový diagram aynchronního troje Bez ztrát v železe Proudy při uvažování ztrát v železe

12 Výkonová bilance aynchronního troje Odpovídá Jouleovým ztrátám v rotorovém vinutí Odpovídá přeměňovanému elektromechanickému výkonu U U U Odpovídá elektrickému výkonu na kroužcích troje Odpovídá přeměňovanému výkonu při připojení rotorového vinutí na zdroj nebo na potřebič Přeměňovaný elektromechanický výkon 3 P P U P j im P je elektrický výkon dodávaný trojem (je záporný)

13 Výkon přenášený vzduchovou mezerou Výkonová bilance aynchronního troje Vnitřní elektromechanický moment P P P M el m el m m im i P M P el m i

14 Vnitřní moment: P P P M m el m m m im i 3 X k U 3 k m i X U M Elektromagnetický moment M Doazením Vnitřní moment aynchronního troje

15 Momentová charakteritika M M M z zv n M zv n BZDA MOTO GENEÁTO

16 Momentová charakteritika M M p M zv M z M N n N 0 n n M zv Momentová přetížitelnot mmax,7, M N

17 U = kont. f = kont. Mechanická charakteritika n (M) n n M p n N M N

18 Elektromagnetický moment M Moment záběrný: = 3 U Závií na M iz X Moment zvratu (maximální) Nezávií na M Skluz zvratu dm Závií na zv 0 Nezávií na U d zv m 3 m U X k X k k Kloův vztah M M zv zv zv

19 Jednovrtvé vinutí outředné čela dvoupatrová q = y = τ p Dvouvrtvé vinutí cívkami tejného kroku q = 3 y d = 7

20 Jednovrtvé vinutí outředné čela dvoupatrová q = Dvouvrtvé vinutí cívkami tejného kroku q = 3 y d = 7

21 Schéma zapojení jedné fáze dvouvrtvého vinutí p = 4 q =, y = τ p

22 Tvary drážek tatoru L lichoběžníkové S polozavřené Vinutí vypávané dvouvrtvé jednovrtvé

23 Tvary drážek tatoru L lichoběžníkové S polozavřené Vinutí vypávané dvouvrtvé jednovrtvé

24 Klecové rotorové vinutí aynchronního motoru Tyče v rotorových drážkách Kruhy pojující tyče dokrátka

25 Klecové rotorové vinutí aynchronního motoru Pro Q p celé čílo platí: Fáze vinutí rotoru m = Q N = 0,5 k v =

26

27 Změna mylu otáčení u v w u v w n n Dvě kontrukční řešení rotoru aynchronních motorů: a) kotva klecová, nakrátko b) kotva kroužková: trojfázové vinutí i na rotoru vyvedeno pře kroužky

28 Motor kotvou kroužkovou Hlavní výhoda: lze měnit pomocí tří reg Frekvence f : f f n n f n ozběh do chodu naprázdno: = až 0 Vztahy platí obecně, tedy i pro klec na rotoru

29 Aynchronní motor kotvou kroužkovou

30 Fyzikální předtava n P p n M Zjednodušení pro výpočty: Uvažujeme jen ΔP j (Otatní ztráty zanedbáváme) P p = ΔP j + P m M p (M - na hřídeli) Utálený tav u ná: M = M ΔP j =.P p! ( ) Pj M P p!

31 Spouštění aynchronního motoru Úkol: Zajitit - dotatečně velký záběrný moment, - omezit záběrný proud. Kroužkové motory: ** Snížením U, pouštěcím odporem v rotoru Motory nakrátko: * Přímým připnutím na íť * Snížením napájecího napětí U - Přepínačem Y Δ - Spouštěcím odporem v obvodu tatoru!!! - eaktorem v obvodu tatoru - Autotranformátorem v obvodu tatoru * Frekvenčním rozběhem * Softtartem * Zvětšením odporu v rotoru?

32 Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko Přepínání Y/D ( u větších trojů nízkého napětí ) Příklad: Motor 60 kw; Z k =,3 Ω, 3x400 V V praxi: motor pracuje v D na 3x400 V, pro rozběh ve Y ve rovnání přímým připnutím v D k ítě 3x, M z 3x Pro většinu rozběhů metoda vyhoví. ( M ~ U )

33 Přepínání Y/D ozběh aynchronního motoru kotvou nakrátko M D M p 0,8 0,6 0,4 0, 0

34 Přepínání Y/D Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko M D M Y M p 0,8 0,6 0,4 0, 0

35 Přepínání Y/D Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko M D B M Y M p A 0,8 0,6 0,4 0, 0

36 Přepínání Y/D Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko D Y 0,8 0,6 0,4 0, 0

37 Přepínání Y/D Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko D Y A B 0,8 0,6 0,4 0, 0

38 Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko Snížení rozběhového proudu a) tatorový pouštěč p 3xU AM Po rozběhu e p zkratuje. Jištění + : omezí k vhodným p (např. 3x jako Y/D) - : při k 3x muí U také 3x ( Z k mot =kont ) M z 9x! Pouze pro lehký rozběh.

39 Snížení rozběhového proudu b) ofttart Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko Během rozběhu e mění tatorové napětí podle předem tanovených podmínek polovodičovým pouštěčem. U U N z U N t n

40 Snížení rozběhového proudu b) ofttart Během rozběhu e mění tatorové napětí podle předem tanovených podmínek polovodičovým pouštěčem. U U N Spouštění aynchronního motoru kotvou nakrátko z U N t n

41 Řízení otáček aynchronního motoru kotvou nakrátko každé řízení, kde η!! Snížení napětí U M ~ U Malý regulační rozah 0,8 0,6 0,4 0, 0

42 Řízení otáček aynchronního motoru kotvou nakrátko Přepínání počtu pólů

43 Řízení otáček aynchronního motoru kotvou nakrátko Změna napájecí frekvence n ~ f Stejné náhradní chéma jako u tranformátoru, proto i zde platí: U 44 Ui 4, N f hm f B hm Pro B hm = kont muí platit U / f = kont.

44 Řízení otáček aynchronního motoru kotvou nakrátko Změna napájecí frekvence Hodnocení: nejlepší řízení otáček, 0 proto η optimální, pokleem ceny měniče narůtá použití

45 Měnič frekvence

46 Princip pulzně šířkové modulace

47 Brzdění aynchronního motoru Podynchronní ( protiproudem) Počáteční Brzdění tav J Φ M p P p n M P m n ΔP j