ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

Transkript

1 ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace CZ.1.07/1.5.00/ VY_32_INOVACE_H.3.12 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec Elektrotechnika 2ME Elektrické stroje točivé Metodický pokyn Zhotoveno květen 2012 Frontální výuka s videosekvencemi doplněná metodou průběžného kladení otázek pro objasnění probírané látky, po výkladu následuje zpětnovazební test pro ověření vyložené látky

2 Dynamo generátor stejnosměrného proudu: Elektrický stroj v němž se přeměňuje mechanická energie (pohybová energie rotoru rotační pohyb) na energii elektrickou. Vlivem komutace je výstupní proud dynama stejnosměrný (DC), ( = ) Každý stejnosměrný stroj může pracovat jako generátor, nebo jako motor Oproti alternátoru je součástí rotoru dynama tzv. komutátor, což je vlastně rychlý otočný přepínač plnící funkci mechanického usměrňovače. Obvodu válcového komutátoru je složen z více navzájem odizolovaných vodivých lamel, ke kterým jsou připojeny jednotlivé cívky rotoru. Vodivý styk těchto lamel s okolím i při otáčení zajišťují dva protilehlé grafitové kartáče uhlíky komutátor

3 Princip usměrnění proudu pomocí komutátoru Vzájemné poloha lamel komutátoru a kartáčů je nastavena tak, aby došlo k přepnutí (prohození) vývodů každé cívky v okamžiku, kdy se na jejích koncích mění polarita indukovaného napětí a proudu, z kladného na záporný. Díky tomu pak lze z jednoho kartáče odebírat trvale kladný a z druhého záporný proud dochází k usměrnění

4 Při přenášení velkých proudů komutátorem dochází k nežádoucím mechanickým poruchám a elektromagnetickým rušením, jež vzniká vlivem jiskření. To je způsobené nedokonalosti styku mezi kartáči a členitým povrchem komutátoru. Dynamo je poměrně nespolehlivé a rovněž se nehodí do prostředí s možností výskytu hořlavých a výbušných plynů Protože se kartáče i lamely komutátoru vlivem tření a jiskření rychle obrušují, vyžaduje dynamo daleko častější servis než alternátor Výhodnější metodou, jak generovat stejnosměrný proud, je že za spolehlivější střídavý alternátor zařadíme polovodičový usměrňovač * Kontroly závad komutátoru => žárovka se při zkratu rozsvítí

5 Konstrukce dynama Do statorových cívek dynama je přiveden stejnosměrný budící proud a přes komutátor a uhlíky se odebírá z rotoru vygenerovaný stejnosměrný pulzující proud. Statorové vinutí někdy může být nahrazeno permanentními magnety

6 Konstrukce dynama Stator - je složen z ocelového prstence, v němž jsou uloženy póly s budicími cívkami (nebo permanentními magnety), které kolem sebe tvoří mg.pole Rotor - je sestaven ze svazku elektrotechnických plechů, v nichž je umístěno vinutí. Začátek a konec cívek rotorového vinutí jsou zakončeny v lamelách komutátoru Komutátor - je složen z měděných vzájemně odizolovaných lamel, na něž jsou vyvedeny začátky a konce rotorového vinutí (jsou pootočeny o 180 ). Po lamelách komutátoru kloužou protilehlé sběrné kartáče (uhlíky) vyvádí ss (DC) proud => usměrňuje Rotor: 1- hřídel rotoru 2- rotorové vinutí 3- rotorové plechy 4- komutátor Stator: 1- plášť dynama 2- statorové vinutí 3- statorové plechy 4- prostor s uhlíky

7 Porovnání dynama s alternátorem Nevýhody Větší rozměry a hmotnost Složitější konstrukce a vyšší poruchovost Omezený počet otáček pro velkou odstředivou sílu Při nízkých otáčkách pod 100 dynamo nedodává proud, kvůli složitosti regulace a komutace Regulace musí obsahovat proudovou i napěťovou složku Značné rušení způsobené jiskřením komutátoru Výhody Dynamo nepotřebuje polovodičový usměrňovač

8 Výstupní napětí dynama U Ui R a I a Ui k b Indukované napětí U i v rotoru závisí na budícím toku úhlové rychlosti ω Φ b a na Svorkové napětí dynama U je sníženo o úbytek napětí v rotoru R a * I a

9

10 Test Popište k čemu slouží dynamo a v čem se liší jeho konstrukce ve srovnání s alternátorem? 2. Jaký význam má u dynama komutátor? Popište jej. 3. Načrtněte a popište jednotlivé díly dynama a jaký mají význam pro jeho funkci 4. Jaké má dynamo nevýhody oproti alternátoru? Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.12 str. 2-9

11 ISŠT Mělník Použitá literatura: [1] Příručka pro elektrotechnika Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN ) [2] Praktická elektrotechnika Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN ) [3] Základy elektrotechniky II, pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických Ing.Ladislav Voženílek, Ing.František Lstibůrek, vydalo SNTL Praha 1 v roce 1989 [4] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců elektromotrů [5] Archiv autora Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace: 2. Kommutator_animiert.gif, [5], [5], [5] [5], [5] 8. [5], [5] 9. PC Program Jaroslav Kusala Elektřina 2 a Akustika, Pachner, animace Generátor stejnosměrného proudu dynamo