Základy elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů



Podobné dokumenty
Základy elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů

6. Vliv způsobu provozu uzlu transformátoru na zemní poruchy

Třetí Dušan Hložanka Název zpracovaného celku: Řetězové převody. Řetězové převody

V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

III. Základy termodynamiky

4 Ztráty tlaku v trubce s výplní

Teplovzdušné motory motory budoucnosti

TERMOMECHANIKA 12. Cykly tepelných motorů

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6

Úloha č. 4 Kapacitní posouzení neřízené průsečné úrovňové křižovatky

Termodynamika ideálního plynu

1. Ukazatele primární: - jsou přímo zjišťované, neodvozené - např. stav zásob, počet pracovníků k , atd.

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava ENERGETIKA U ŘÍZENÝCH ELEKTRICKÝCH POHONŮ. 1.

Základy teorie vozidel a vozidlových motorů

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

Sylabus tématu. L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y. 1. DC stroje. 2. AC stroje. Vítězslav Stýskala TÉMA 4

Určeno pro studenty kombinované formy FS, předmětu Elektrotechnika II. Vítězslav Stýskala, Jan Dudek únor Sylabus tématu


elektrické filtry Jiří Petržela základní pojmy

7. VÝROBNÍ ČINNOST PODNIKU

Bc. Martin Sládek, Chudenín 31, Nýrsko Česká republika

Tepelně technické posouzení plochých střešních konstrukcí a jejich návrh se započítáním vlivu vlhkosti materiálů

Vítězslav Stýskala TÉMA 2. Oddíl 3. Elektrické stroje

Zkoušení a dimenzování chladicích stropů

Vítězslav Stýskala TÉMA 2. Oddíl 3. Elektrické stroje

Regulace frekvence a napětí

Bibliografický popis elektronických publikací v síti knihoven ČR

Řetězy Vysokovýkonné IWIS DIN 8187

Tlakové spínače (P/E převodníky)! Pneumatické tlakové spínače (P/E převodník)! Elektronické tlakové spínače (P/E převodník)

TECHNICKÝ KATALOG GRUNDFOS. Hydro Multi-E. Automatické tlakové stanice se dvěma nebo třemi čerpadly CRE

MATURITNÍ OKRUHY STAVBA A PROVOZ STROJŮ TŘÍDA: 4SB ŠKOLNÍ ROK: SPEZIALIZACE: TECHNICKÝ SOFTWARE

Ostrovní provoz BlackOut

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Trojfázové asynchronní motory nakrátko, zavøené 1LA7. 0,04-18,5 kw. Katalog K CZ

CVIČENÍ 1 - část 3: PROVOZNÍ STAVY VZDUCHOTECHNICKÉ JEDNOTKY

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

Základní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ

Třífázové VN a NN asynchronní elektromotory s kotvou nakrátko a kotvou kroužkovou VÝROBA, REKONSTRUKCE, OPRAVY A MONTÁŽ ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ

OPTIMALIZACE DOPRAVNÍCH TRAS PÁSOVÉ DOPRAVY

Elektrické servomotory pákové s proměnnou ovládací rychlostí KATALOG. Typová čísla /14

TURBOPROP AIRCRAFT ENGINE MODELING AND SIMULATION

FSP Regulátor otáček


POUŽITÍ PRACOVNÍ PODMÍNKY PRACOVNÍ REŽIM. Třídy vnějších vlivů Základní charakteristiky - výňatek z ČSN (mod.

TZB - VZDUCHOTECHNIKA

8. ZÁKLADNÍ MĚŘENÍ ASYNCHRONNÍCH MOTORŮ

Nelineární model pneumatického pohonu

CVE. SIGMA GROUP a. s. Divize průmyslová čerpadla HORIZONTÁLNÍ ČLÁNKOVÁ VODÁRENSKÁ ČERPADLA

3. Dynamika. Obecné odvození: a ~ F a ~ m. Zrychlení je přímo úměrné F a nepřímo úměrné m Výpočet síly a stanovení jednotky newton. F = m.

Stabilita prutu, desky a válce vzpěr (osová síla)

OPTIMALIZACE PLÁŠTĚ BUDOV

Metody termické analýzy. 3. Termické metody všeobecně. Uspořádání experimentů.

Způsob určení množství elektřiny z kombinované výroby vázané na výrobu tepelné energie

Elektrotechnické znač Elektrotechnické zna k č y k transformátor ů v jednopólových schématech Značky ve schématech El kt e ro kt t h ec ni k c á kká

Měřicí a řídicí technika Bakalářské studium 2007/2008. odezva. odhad chování procesu. formální matematický vztah s neznámými parametry

5. Pneumatické pohony

Termodynamika pro +EE1 a PEE

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

MTN - Č MTN - Č. Elektrické servomotory přímočaré (táhlové) MODACT MTN MODACT MTN CONTROL. Typová čísla ,

Rozvodovky. Konstrukčně nenahraditelná, propojuje převodovku a rozvodovku Je konstantním činitelem v celkovém převodovém poměru HÚ

nízkonapì ové asynchronní motory 1MJ6 18,5-200 kw Katalog K CZ

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

R w I ź G w ==> E. Přij.

Termodynamické základy ocelářských pochodů

Obvodové rovnice v časové oblasti a v operátorovém (i frekvenčním) tvaru

-V- novinka. Servomotory EMME-AS technické údaje

TERMOMECHANIKA 4. První zákon termodynamiky

HYDROMECHANIKA 3. HYDRODYNAMIKA

Kruhový děj s plynem

Systémové struktury - základní formy spojování systémů

BH059 Tepelná technika budov Konzultace č. 2

Program: Analýza kinematiky a dynamiky klikového mechanismu čtyřdobého spalovacího motoru

Elektrikář TECHNOLOGIE 3. ROČNÍK

NÁVRH KONSTRUKCE OMÍLÁCÍHO STROJE

Obr. V1.1: Schéma přenosu výkonu hnacího vozidla.

MODELOVÁNÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ VE VÝUCE AUTOMATIZACE

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Plynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

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

12 Prostup tepla povrchem s žebry

RÁDIOVÉ URČOVÁNÍ POLOHY

Elektroměry. Podle principu měřicí soustavy dělíme elektroměry na: indukční elektroměry, elektronické impulzní elektroměry.

9. Umělé osvětlení. 9.1 Základní veličiny. e. (9.1) I =. (9.6)

Oddělení technické elektrochemie, A037. LABORATORNÍ PRÁCE č.9 CYKLICKÁ VOLTAMETRIE

Katalog K CZ. nízkonapěťové. Trojfázové nevýbušné asynchronní motory nakrátko 1MJ7 osová výška 225 až ,5 až 200 kw. Katalog K CZ

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

STRATEGIE ŘÍZENÍ TOKU ENERGIE PRO POHON VOZIDLA S PNEUMATICKY HYBRIDNÍM MOTOREM Energy Management Strategies for Hybrid Pneumatic Engine

VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízení budov

þÿ M e t o d i k a my e n í v ý k o n u a z t r á t válcovém dynamometru

Gibbsova a Helmholtzova energie. Def. Gibbsovy energie G. Def. Helmholtzovy energie A

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

Řada 82 - Časové relé průmyslové, 5 A

K141 HY3V (VM) Neustálené proudění v potrubích

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJNICKÁ A STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA PROFESORA ŠVEJCARA, PLZEŇ, KLATOVSKÁ 109. Josef Gruber MECHANIKA

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

Vnitřní odpínače H 27. trojpólové provedení jmenovité napětí 12 a 25 kv jmenovitý proud 630 A

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

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

Transkript:

Základy elektrických ohonů, otelování,ochlazování motorů Určeno ro studenty kombinované formy FS, ředmětu Elektrotechnika II an Dudek únor 2007 Elektrický ohon Definice (dle ČSN 34 5170): Elektrický ohon (EP) je zařízení ro elektromechanickou řeměnu energie (včetně řízení této řeměny), které slouží k tomu, aby ředesaným zůsobem uvedlo oháněný racovní mechanismus nebo zracovávanou látku do ožadovaného ohybového stavu. 1

Elektrické ohony Výhody elektrického ohonu oroti neelektrickému: rychlá (téměř okamžitá) ohotovost nasazení jednoduchost ovládání a dobrá řiditelnost mechanických veličin (moment, rychlost, oloha) snadná reverzovatelnost, možnost krátkodobého řetížení dobrá účinnost, malá hmotnost, malá náročnost na údržbu a snadná vyměnitelnost. možnost oužití i do složitých a nebezečných rostředí Hlavními nevýhodami elektrického ohonu jsou: závislost na řívodu el. energie (výjimkou jsou ohony s naájením z akumulátorů) vysoké jmenovité otáčky (vyžaduje oužití mechanických řevodů). Elektrické ohony Druhy elektrických ohonů Podle druhu ohybu Podle druhu oužitého elektromotoru Podle druhu řízení točivý ohon ovládaný ohon netočivý ohon (nař. lineární) regulovaný ohon (regulátor se zětnou vazbou) stejnosměrný ohon (se stejnosměrným motorem, DC-drive) střídavý ohon ( s hnacím střídavým elektromotorem, AC-drive) ohon s krokovým motorem (uvedení názvu druhu elektromotoru) 2

Základní rovozní ojmy elektrických ohonů Souštění ohonu.: činnost otřebná ro rozběh ohonu Rozběh ohonu.: řechod EP z klidu na stanovenou rychlost. záběr - začátek rozběhu ohonu doba rozběhu (z klidu na stanovenou rychlost) míra rozběhu - kvantifikuje obtížnost rozběhu a lze jej definovat vztahem dle velikosti míry rozběhu m: - lehký rozběh m 0,75 normální rozběh 0,75 < m 1,5 těžký rozběh m > 1,5 Zastavení ohonu : řechod ohonu z racovní rychlosti do klidu Doběh ohonu : zastavení ohonu bez brždění motorem Brždění ohonu : - činnost otřebná ro zastavení ohonu, (elektrickémotorem, mechanické - brzdou) Pracovní stavy ohonu Pohánění ( tok mechanické energie je od motoru k racovnímu mechanismu) motor racuje v motorickém režimu Brždění ( tok mechanické energie je od racovnímu mechanismu k motoru), motor racuje buď v brzdném nebo v generátorickém režimu 3

Pohybová rovnice Pohybová rovnice ro konstantní moment setrvačnosti celk : P = D moment motoru P moment rac. mechanismu D - dynamický moment, rojevuje se ři urychlování nebo zomalování soustavy D = celk * ε D dynamický (též akcelerační) moment celk celkový moment setrvačnosti (součet všech momentů setrvačnosti, jedná se o setrvačné rotující hmoty), kdysi nazývaný GD 2 ε - úhlové zrychlení jedná se o změnu úhlové rychlosti δωδ t omentová rovnováha omentová rovnováha u elektrického ohonu nastane tehdy okud moment oháněcího motoru je shodný s momentem oháněného mechanizmu, to znamená, že ohon běží ustálenou, tj. konstantní rychlostí. Platí tedy: = P ; D = 0, ε = 0 e-li dynamický moment nulový, je rychlost konstantní. V řechodových dějích tj. nař. ři rozběhu, brzdění není dynamický moment nulový. e-li dynamický moment kladný, dochází k akceleraci, ři oačném tj. záorném D dochází k deceleraci. Platí tedy: P ; D 0, ε 0 Při D > 0 je ε > 0 roto Ω(t) roste Při D < 0 je ε < 0 roto Ω(t) klesá 4

Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Výtahová charakteristika zdvihací mechanismy, těžní stroje, výtahy Při změně smyslu otáčení se mění smysl výkonu možný řechod do generátorického režimu (IV. Kvadrant) Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Hoblovková charakteristika - šouátka, ventily, ojezdy bagrů, ohony mlýnů, hoblovek Při změně smyslu otáčení se nemění smysl výkonu tzv. reakční zatížení (III. Kvadrant) 5

Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Kalandrová charakteristika - kalandr, aírenský stroj, textilní stroj Při změně smyslu otáčení se nemění smysl výkonu - (III. Kvadrant) Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Ventilátorová charakteristika - ventilátory, čeradla, lodní šrouby Při změně smyslu otáčení se nemění smysl výkonu - (III. Kvadrant) 6

Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Navíječková charakteristika navíječky ásů, lechů s konstantním tahem v ásu a navíjecí rychlostí Hyerbolický růběh zatěžovacího momentu, konstantní výkon Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Zatížení závislé na úhlovém natočení komresor (vlevo) a lis (vravo) 7

Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Podle časového růběhu zatížení rozlišujeme 3 tyy: časově roměnné zatížení (mlýn, důlní kombajn) eriodické zatížení (výtahy, lisy) neravidelné zatížení (trakce, ruční nářadí) Základní momentové charakteristiky racovních mechanismů Vlevo růběh eriodického zatížení, vravo růběh neravidelného zatížení 8

Převodové mechanismy Požaduje-li P jiné trvale otáčky než motor, vkládá se mezi motor a P řevod. Rozsahy otáček motorů bývají 750-3000 min-1 Pro analýzu nutno rovést řeočet statických a dynamických momentů na hřídel motoru Převodové mechanismy 9

Přeočet kroutících momentů a momentů setrvačnosti ideální řevodovka Převodový oměr: Přeočet momentu rac. mechanismu na hřídel motoru: Přeočet momentu setrvačnosti rac. mechanismu na hřídel motoru: nmot i = nm m = i m = i m m 2 Přeočet momentu motoru a momentu setrvačnosti na stranu hřídele rac. mechanismu m m = = m m i i 2 Přeočet krouticích momentů a momentů setrvačnosti reálná řevodovka Tok energie z motoru do rac. mechanismu (I.,III. kvadrant) Převodový oměr: Přeočet momentu rac. mechanismu na hřídel motoru: Přeočet momentu setrvačnosti rac. mechanismu na hřídel motoru: n i = n m m mot m m = i η m = i η 2 Přeočet momentu motoru a momentu setrvačnosti na stranu hřídele rac. mechanismu m m = i m m = i 2 η η 10

Přeočet krouticích momentů a momentů setrvačnosti reálná řevodovka Tok energie z rac. mechanismu do motoru (brzdný generátorický režim), II,IV. kvadrant Převodový oměr: n Přeočet momentu rac. mechanismu na hřídel motoru: Přeočet momentu setrvačnosti rac. mechanismu na hřídel motoru: i = m m n = i = i mot m m 2 m η η Přeočet momentu motoru a momentu setrvačnosti na stranu hřídele rac. mechanismu m m m i = η m i = η 2 Stabilita neregulovaného elektrického ohonu Stabilitou elektrického ohonu rozumíme schonost ohonu vrátit se do výchozího racovního bodu v říadě, že dojde ke krátkodobé změně zatížení res. momentu motoru matematicky toto lze interretovat jako: P Ω Ω OT n P n OT 11

n,(ω) d = OT P n P (Ω P ) Při řechodu k větší Ω je Δ d < 0, to vede ři P > ke snížení rychlosti. P = f(ω) = k P stab. n P (Ω P ) Při řechodu k menším Ω a ři P < se rychlost zvýší. P nestab. 0 ech. charakteristika A + výtah n,(ω) Dynamický moment je malý ři záběru, narůstá až do momentu zvratu ak do rac. bodu klesá n P (Ω P ). d P = f(ω)= k = OT P d P n P (Ω P) 0 z 12

ech. charakteristika A + ventilátor n,(ω) Dynamický moment je do momentu zvratu rakticky konstantní. U ventilátorové charakteristiky bylo uvažováno i tření. n P (Ω P ) d =. OT P = f(ω) = k. Ω 2 P d P n P (Ω P) 0 z Ω Ω N ednoduchý zatěžovací diagram jednoho racovního cyklu - hoblovka t a m + ideální řevodovka = P + a t z ě t = P = P - a t = P + a = P - a P OT = P ROZEZD A URYCHOVÁNÍ PRÁCE USTÁLENOU RYCHLOSTÍ BRZDĚNÍ KLID ROZEZD A ZPOALOVÁNÍ A URYCHOVÁNÍ PRÁCE USTÁLENOU RYCHLOSTÍ BRZDĚNÍ A ZPOALOVÁNÍ t 13

Ω Ω N ednoduchý zatěžovací diagram jednoho racovního cyklu - výtah t a m + reálná řevodovka = ( P + a ). 1 η t z ě t = ( P + a ). η = P.1 η = P. η = ( P - a ).1η t P OT = ( P - a ). η ROZEZD A URYCHOVÁNÍ ÍZDA USTÁLENOU RYCHLOSTÍ BRZDĚNÍ KLID ROZEZD A ZPOALOVÁNÍ A URYCHOVÁNÍ ÍZDA USTÁLENOU RYCHLOSTÍ BRZDĚNÍ A ZPOALOVÁNÍ t Energetika ohonu, otelování ohonu Přeměna forem energie v elektrickém stroji je dorovázena ztrátami ΔP, které se dají vyjádřit účinností stroje η. 14

Otelování a ochlazování motoru Převážnou část závislých ztrát tvoří ouleovy ztráty ( I 2 ), z nichž vzniklé telo oteluje vinutí a konstrukční části stroje - C δθ (C... teelná kaacita [.K-1], - množství tela otřebné k jeho ohřátí o 1 K). je odváděno vně stroje A Δθ *dt (v závislosti na zůsobu rovedení odvodu tela vyjádřené konstantou A [W.K-1] a rozdílem telot mezi strojem a chladivem (okolím) - Δθ =θ θ amb dq=δp dt =C d(δθ)+a Δθ dt kde dq... vyvinuté telo v motoru za jednotku času dt (ztracená energie) Otelování a ochlazování motoru V říadě řiojení stroje k naájecí síti ( ΔP > 0) dojde k následnému otelení stroje, V říadě odojení stroje od naájecí sítě ( ΔP = 0) dojde k následnému ochlazování stroje,... ochlazovací křivka motoru kde T2 - ochlazovací čas. konstanta stroje T2 = CA2, konst. A2 zohledňuje chladící oměry stojícího motoru. (u motoru s vlastním chlazením je T2 4. T1) Δθ0 - očáteční hodnota otelení (t=0) 15

Otelování a ochlazování motoru Druhy zatížení S1-S10 V mnoha alikacích u nn motorů je druh rovozu odlišný od trvalého zatížení (zátěžný moment (výkon) se mění včetně častých nestacionárních stavů (rozběhy, brzdění, reverzace aod.). Při jeho rovozování ak dochází rovněž ke změnám ztrát v motoru a tím i jeho otelení. Počet jeho možných druhů rovozu je skoro neomezený. Proto bylo z důvodu zlešení komunikace mezi uživatelem (rojektantem) a výrobcem řistoueno ke klasifikaci určitých druhů rovozu (zatížení). V souladu s mezinárodní klasifikací jsou dle ČSN EN 60034-1 definovány jednotlivé druhy zatížení, označené S1 S10. Druh zatížení S1 - trvalé zatížení Provoz ři konstantním zatížení, který je dostatečně dlouhý ro dosažení ustálené teloty θmax (tz 3 T1), Označení S1 (...) - nemusí být vždy uvedeno. Druhy zatížení S2- S10 U těchto druhů zatížení neracuje motor trvale ři konstantním zatížení. otor je zatěžován v časových úsecích (doby rozběhu, zatížení, brždění, narázdno, klidu) roměnlivým zatížením, což je dorovázeno kolísáním jeho teloty od dovolenou maximální hodnotou. 16

Druhy zatížení S1 Trvalé zatížení - druh zatížení S1 Provoz ři konstantním zatížením který je dostatečně dlouhý ro dosažení ustálené teloty Označení : S1 (cont) - nemusí být vždy uvedeno Druhy zatížení S2 t P ± 2 K Krátkodobý chod - druh zatížení S2 Provoz ři konstantním zatížení o stanovenou dobu, Δ t P, která je kratší, než doba nutná ro dosažení ustálené teloty. Následuje doba klidu Δt R a odojení dostatečně dlouhá, aby telota stroje oět dosáhla hodnoty okolí (chladiva) s tolerancí +- 2 K Označení : S2 Δt P Příklad : S2 60 min (min.) 17

Druhy zatížení S3 Přerušovaný chod - druh zatížení S3 Sled stejných racovních cyklů z nichž každý zahrnuje dobu rovozu ΔtP ři konstantním zatížení a dobu klidu a odojení ΔtR. Po dobu zatížení se nedosáhne ustáleného otelení. Rozběhový roud odstatně neovlivňuje otelení. normované hodnoty zatěžovatelů ro dobu cyklu T C = 10 minut 15 %, 25 %; 40 %; 60 % ΔtP Označení : S3 z [ % ], kde z [ % ] 100 = ΔtP = 100 Δt + Δt T P R C Ostatní druhy zatížení Přerušovaný chod s rozběhem - druh zatížení S4 Přerušovaný chod s elektrickým brzděním - druh zatížení S5 Přerušované zatížení - druh zatížení S6 Přerušované ravidelné zatížení s elektrickým brzděním - druh zatížení S7 Přerušovanéravidelnézatíženíse změnami otáček sojenými se změnami zatížení - druh zatížení S8 Neravidelné zatížení a změny otáček - druh zatížení S9 Zatížení s nesojitými konstantními zatíženími druh zatížení S10 18

Základy dimenzování ohonů Při navrhování elektrických ohonů se vybírá vhodný motor ro rovoz ro konkrétní zatížení. aximální moment motoru musí být vyšší než maximální uvažovaný moment v konkrétní alikaci, motor však musí vyhovovat i teelně, tj. otelení motoru musí být nižší než maximální říustné otelení motoru. V raxi se tedy setkáváme s dvěma stavy: otor, který má často nestacionární stavy (rozběh, brzdění, reverzace) je z důvodu vysokých ztrát a otelení vyššího jmenovitého výkonu než by se očekávalo orientačním návrhem (vyšší ztráty, nutno odchladit) otor, který nemá časté nestacionární stavy a je určen ro řerušovaný nebo krátkodobý chod je nižšího jmenovitého výkonu než by se očekávalo orientačním návrhem (motor se stihne ochladit) 19