Komutátorové motory Komutátorové stroje v sobě sdružují výhodné regulační vlastnosti ss motorů s výhodou přímého připojení ke střídavé síti. V současnosti používáme 1.f sériové motory 1.f. repulsní motory 3.f. derivační motory s napájeným statorem (Winterův-Eichbergův motor) s napájeným rotorem (chrageho motor) sériový mysl tažné síly při p i sériovs riovém zapojení kotvy a buzení Ia U~ Ia=Ib φ t Ib ib -ib φ bt2 ia -ia φ bt1 Ia U~ mysl tažné síly při p derivačním m zapojení ib ia t5 t4 t2 t1 t3 φ t Ib t3 Pokud ia=0 a ib=0 pak φbt3 =0 a tedy M=0 t4 Pokud ia=0 a ib=0 pak sice φbt4 =0 ale M=0 t1 ib t2 -ib φ bt2 t5 -ib φbt5 ia -ia ia φ bt1
Moment komutátorov torového stroje Moment stejnosměrn rného stroje π.a dosazením m okamžitých hodnot a úpravou dostaneme 2 složky momentu 2.p Činný moment M =.N. φ.i. cos ψ č max b a π.a trvale kladný, kmitá od 0 do max. hodnoty Reakční moment kmitá s dvojnásobným kmitočtem tem a je střídav davě kladný a zápornýz Výsledný moment je dán d n jejich součtem tředn ední hodnota Mč p.n M M = =. φ.i. cosψ s b a 2 π.a. 2 p.n =. φ.i a Moment komutátorov torového stroje Pohybové indukované napětí (na kartáčích) p.n kmitočet U ve vodičích kotvy je f V = 60 a nezávis visí na kmitočtu tu sítěs na kterou je stroj připojenp Komutátor tor funguje jako měnim nič kmitočtu tu (fv( mění na kmitočet sítě) s e ve fázi f nebo v protifázi s mag.. tokem podle směru otáčen ení a jeho kmitočet souhlasí s kmitočtem tem mag.. toku tedy i sítě, s, která ho budí e ve fázi f s proudem statoru, mám stejnou frekvenci jako proud statoru a závisz visí na otáčkách N Ef.. hodnota pohybového ho U U = 2. 2.f.. φ ip v 2a b
Transformační napětí Vytváří ho střídavý magnetický tok budícího vinutí. Předbíhá mag.. tok o 90. ef. hodnota U = 4. 44.f. φ. N Nepříznivě ovlivňuje komutaci!!! Ze vzorce vyplívají možnosti jeho snížení (co nejmenší počet závitů,nižší kmitočet sítě, φ chceme zachovat co nejvyšší) it s b c Časová změna proudu při p i každé komutaci je jiná tedy jiné je i reaktanční napětí di L. c dt Ur je úměrné rychlosti otáčen ení a proudu stroje Částečně lze potlačit pomocnými póly p zapojenými do série s s kotvou u r =
Transformační napětí můžeme zrušit stejně velkým napětím m opačně orientovaným, které se indukuje pohybem komutující cívky v poli pomocných pólů. p Nevýhoda: Kompenzace probíhá pouze za chodu Při rozběhu komutátor značně jiskří Transformační napětí nesmí překročit 2,5V Výsledné komutační napětí je dáno vektorovým součtem reaktančního a transformačního napětí. I PP U R Ipp Ir Ut předbíhá proud stroje o 90, nezávisí na rychlosti otáčení Ur je v protifázi s proudem stroje Upp jedná se o pohybové napětí, je ve fázi s proudem stroje a závisí na rychlosti otáčení ut ur uk α Upp Ipp I Ir Upp Vetší motory mají vždy pro dosažen ení lepší komutace pp i kompenzační vinutí na potlačen ení reakce kotvy Používaj vají se kartáče e z tvrdého grafitu a odporové spojky mezi vinutím m a lamelami ohledem na komutaci se používaj vají stroje na nižší napětí
ednofázový sériový s motor Zapojení podobné jako u ss stroje KV kompenzační vinutí vytváří mg. pole působp sobící proti mag.. poli reakce kotvy. Zlepšuje účiník Zapojuje se do série s s kotvou Ia=Ib BV U~ RT PP KV Nejrozší šířenější komutátorový torový stroj na střídavý proud Vyšší otáčky než indukční stroj. Může e pracovat i na ss proud Otáčky lze řídit Změnou Rs Změnou Ra (výhodnější ší) Podstatou je změna napětí (otáčky klesají se čtvercem napětí) ednofázový sériový s univerzáln lní motorek U Rs Ra I BV P=U.I P=U.I.cos cosϕ Μ=P/ =P/ω ω= = 2.π.n/60.n/60 60 M =.U.I 2. π.n = 60 M =.U.I.cosϕ 2. π.n Při stejném m M je poměr r otáček?? Nakreslete momentovou charakteristiku!! Magnetický obvod
U nás n s se nerozší šířil, používá se při p napájen jení sníženým kmitočtem tem (UA 25Hz NR, Švýcarsko) Velký záběrný z moment ednofázový trakční sériový motor trolej vn T U~ PP KV R BV Trojfázový komutátorový torový motor Používaj vají se derivační (tvrdé zatěž ěž. char.) ériové se prakticky nepoužívaj vají Rozeznáváme provedení s napájeným statorem (Winterův-Eichbergův motor) s napájeným rotorem (chrageho motor) Winterův-Eichbergův motor
Regulace otáček Pδ- výkon točiv ivého m.p. Pr-výkon odebíraný nebo vracený do sítěs přes transformátor. tor. P výkon na hřídeli. h Ps výkon odebíraný ze sítěs ve vinutí rotoru se indukuje napětí Ui2=s.Ui20 o frekvenci f2=s.f1 (Ui20 je napětí stojícího rotoru) =Ur/U20 regulačním m napětím m lze nastavit libovolný skluz Regulace otáček Otáčky kom. stroje můžeme jednoduše a hospodárně měnit pod i nad synchronními otáčkami změnou velikosti a fáze řídícího napětí přiváděného do rotoru Účiník k motoru Za podsynchronního ho chodu je velmi špatný a u většív ších stroju je nutná kompenzace Natočen ení kartáčů proti smyslu otáčen ení rotoru nepoužívá se (pro každé otáčky jiné natočen ení, stroj je obecně choulostivý na špatné nastavení) Zvláš áštní pomocné vinutí transformátoru toru (vyrobí napětí které protlačí rotorem proud ten mám charakter magnetizačního proudu a snižuje tak magnetizační proud statoru dodávaný ze sítě. s
chrageho motor Na komutátoru jsou na každou pólovou dvojici tři dvojice kartáčů tator a-a0, b-b0, c c0 - trojfázové (sekundární)vinutí, rotor A-B-C - trojfázové vinutí spojené do trojúhelníku napájené přes kroužky + RV ss regulační vinutí vyvedené na komutátor Řízení otáček Kartáče e na stejné lamele synchronní otáčky Napětí se odečítaj tají I a M se zmenšuje n klesají Napětí se sčítajs tají I a M se zvětšuje n rostou Účiník k se kompenzuje nesouměrným natočen ením kartáčů čů. chrageho motor chrageho motor se obvykle spouští přímým připojenp ipojením m na síťs na min otáčky Iz (1,5 aža 2) In, Mz (1,5 aža 2,5) Mn Výhodou proti W-E W E je to, že e nepotřebuje ebuje zvláš áštní zdroj regulačního napětí Výhodou W-E W E jsou většív dosažiteln itelné výkony a to,že e nepotřebuje ebuje zařízen zení pro natáčen ení kartáčů