Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Název: Téma: Autor: Číslo: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Střídavé motory Spouštění, změna otáček a brzdění trojfázových asynchronních motorů Ing. Radovan Hartmann VY_32_INOVACE_41-13 Anotace: Materiál je určen pro 2. ročníky SPŠ obor strojírenství. Jedná se o výkladovou prezentaci k problematice spouštění, změny otáček a brzdění. Leden 2013 Podpora digitalizace a využití ICT na SPŠ CZ.1.07/1.5.00/34.0632
Základem činnosti asynchronního motoru je vytvoření točivého magnetického pole, které vznikne průchodem střídavého trojfázovéhoprouduvinutím statoru. Toto magneticképole indukuje v rotorunapětía vzniklý proud vyvolává sílu otáčející rotorem. Otáčky točivého pole jsou dány kmitočtem napájecího napětíodebíraného ze sítěa počtem pólů trojfázového motoru.
kde jekmitočetproudu a je počet pólových dvojic statoru.
Při běžnépasivnízátěži se rotor nemůže otáčet stejnými (tj. synchronními) otáčkami jako magnetické pole statoru, pro generování momentu je potřeba, aby měl rotor jiné otáčky nežstator. Při synchronních otáčkách by se rotor a magneticképole vůči sobě nepohybovaly a tím by se v rotoru neindukovalo napětí a nevznikala by točivá síla.
Míra rozdílu otáček pole a rotoru je nazývánaskluz, udávána v procentech a definována jako: kde jsou otáčky magnetického pole statoru, jsou otáčky rotoru (bývápřibližně3% až 8% jmenovitých otáček).
Podle hodnoty skluzu lze snadno rozdělit oblasti práce asynchronního stroje: generátor motor brzda
Při spouštěni asynchronního motoru je záběrový proud až7 krát vyššínežhodnota nominálního proudu. Tím vznikají v síti velké proudovérázy při poměrněmalém záběrovém momentu. Proto je přímé spouštěnípovoleno pouze pro motory s výkonem přibližně do 3 kw.
Regulace otáček jsou tedy dány skluzem,kmitočtemnapájecího napětí, a počet pólů. Regulovat otáčky tedy můžeme změnou kterékoliv z těchto veličin.
Druhy regulací: Regulace změnou skluzu změníme-li výkon, který se spotřebovává v rotoru, změní se i skluz. Regulace změnou kmitočtu Připojením měniče kmitočtu můžeme řídit napětí a tím i vytvářené magnetické pole statoru. Regulace změnou počtu pólů lze dosáhnout pouze skokovézměny otáček, protože počet pólových dvojic musí být celé číslo.
Regulace změnou napětí- je založena na změně tvaru momentovécharakteristiky se změnou napětís následným posunutím pracovního bodu. Pohony s trojfázovými asynchronními motory musí být často zabrzděny, např. u jeřábůpři spouštěníbřemene nebo u obráběcích strojů při rychlém zastavení. Kbržděníse nabízířada možností. Při ztrátovém bržděníje přeměňována kinetickáenergie venergii tepelnou, při rekuperačním bržděníje přeměňována kinetická energie v elektrickou energii.
Energie odebranáasynchronním motorem během (nezatíženého) rozběhu je vzhledem ke klesajícímu skluzu přeměněna přibližnězjednépoloviny na teplo a zdruhépoloviny na kinetickou energii rotoru. Při bržděníje třeba odebrat a přeměnit energii rotoru Případněsoustavy spojenésrotorem přes hřídel motoru). Při brzdění třecí brzdou, podasynchronním brzděním a při brzděnístejnosměrným proudem tekoucím statorem je energie rotoru přeměňována vteplo.
Při nadsynchronním brzděnípracuje motor jako generátor, takže docházíjen kmalým ztrátám. Nadsynchronní brzdění lze dobře využít u motorů spřepojitelnými póly, kdyžpřepólujeme zvysokých otáček na nízké a kotva pak předbíhá točivé (pomalootáčkové) pole statoru. Pokud se u motoru spřepojitelnými póly spoměrem počtůpólů 2:1 použije třecíbrzda jen kdobrzděnízpolovičních otáček, budou tepelnéztráty při brzděníčinit jen 25% ztrát podobného motoru bez přepojitelných pólů.
Při bržděníopačným proudem (statoru) jsou ztráty zvláštěveliké, neboťskluz klesáběhem brzděníz200% na 100%. Je-li motor během brzděnízatížen, musíbýt při brzděnípřeměněna navíc energie soustavy spojenáshřídelímotoru. I zde je možno použít ztrátové nebo rekuperační brzdění. Nadsynchronní brždění je výhodné, brzdění opačným proudem je nevýhodné.
ZDROJE: TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. Vyd. 1. Praha, 2002. ISBN 80-867-0600-1.