Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, synchronní stroje Pracovní list - příklad vytvořil: Ing. Lubomír Kořínek Období vytvoření VM: září 2013 Klíčová slova: synchronní stroj, alternátor, motor, kompenzátor Materiál je určen k procvičení probíraného učiva pod vedením učitele Dostupné z Metodického portálu www.sstrnb.cz/sablony, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.Provozováno Střední školou technickou a řemeslnou Nový Bydžov.
Synchronní stroje Konstrukce, princip činnosti, rozdělení synchronních strojů
Synchronní stroj je střídavý elektrický točivý stroj, jehož frekvence napětí je úměrná otáčkám rotoru: n s - synchronní otáčky f n s 60. p p počet pólových dvojic Rozdělení synchronních strojů: 1) Synchronní generátory alternátory 2) Synchronní motory 3) Kompenzátory
Konstrukční uspořádání synchronních strojů. Synchronní stroje se skládají ze statoru, rotoru a budiče. Stator magnetický obvod složený z plechů, na jejichž vnitřním průměru jsou drážky, kde je uloženo třífázové vinutí jehož konce jsou vyvedeny na svorkovnici. Rotor podle uspořádání rotoru rozdělujeme synchronní stroje do dvou skupin: a) s vyniklými póly b) s hladkým rotorem
Stroje s vyniklými póly mají rotor tvořen hřídelí, na které je magnetové kolo s póly a pólovými nástavci. Magnetický obvod rotoru může být z plechů nebo z jednoho kusu železa. Na pólech je navinuto budící vinutí zapojené sériově tak, aby se střídal severní a jižní pól. Stroje s hladkým rotorem mají rotor tvořený plným hladkým válcem z jednoho kusu legované oceli. Na dvou třetinách obvodu jsou drážky, kde je uloženo dvoupólové budící vinutí. Rotor má malý průměr, otáčí se rychlostí 3000 ot /min.
Princip činnosti synchronního generátoru. Statorové vinutí tvoří tři cívky vzájemně prostorově natočené o 120. Rotor je buzen stejnosměrným proudem, a vytváří tak statické magnetické pole. Otáčením rotoru konstantní rychlostí se do cívek statoru indukuje magnetickým polem rotoru napětí. Toto napětí je střídavé, trojfázové. Synchronní otáčky: f frekvence střídavého napětí p počet pólových dvojic 60. n s p f
Momentová charakteristika synchronního stroje
Synchronní motor Synchronní motor se konstrukcí podobá synchronnímu alternátoru. Stator synchronního motoru je připojen k třífázové střídavé síti a rotor je napájen přes kroužky stejnosměrným proudem z budiče (polovodičový usměrňovač). Nabuzený synchronní motor se po připojení k síti sám neroztočí, neboť rotor se z klidového stavu vzhledem ke své hmotnosti sám nevtáhne do synchronismu (nerozeběhne se). Pokud však rotor roztočíme na otáčky blízké synchronním a nabudí se, bude se již sám otáčet synchronní rychlostí. Pokud se u synchronního motoru zvětší zátěžný úhel nad stanovenou mez (90 el.), vypadne ze synchronismu a zastaví se.
Způsoby spouštění synchronního motoru. 1) Asynchronní rozběh na rotoru je umístěno rozběhové (klecové) vinutí. Motor se rozebíhá jako asynchronní motor s kotvou nakrátko a jakmile dosáhne motor otáčky blízké synchronním, nabudí se a vtáhne se do synchronismu. 2) Rozběh pomocným motorem pro rozběh se použije rozběhový asynchronní motor a při otáčkách blízkým synchronním se synchronní motor nabudí a tím se vtáhne do synchronismu. Rozběhový motor se odpojí. Otáčky synchronních motorů lze řídit změnou kmitočtu s využitím polovodičových měničů
Synchronní kompenzátor Jedná se o synchronní motor běžící naprázdno v přebuzeném stavu. Mohou tak dodávat do sítě jalovou energii kapacitního charakteru, a tím kompenzovat účiník v síti. Použité zdroje: Voženílek Lstibůrek: Základy elektrotechniky II, SNTL Praha 1985 Jan, Kubát, Žďárský - Automobily, elektrotechnika motorových vozidel I, nakladatelství AVID s.r.o., ISBN 978-80-87143-05-6