ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace CZ.1.07/1.5.00/34.0061 VY_32_INOVACE_H.3.03 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec Elektrotechnika 2ME Elektrické stroje točivé Metodický pokyn Zhotoveno květen 2012 Frontální výuka doplněná metodou průběžného kladení otázek pro objasnění probírané látky, po výkladu následuje zpětnovazební test pro ověření vyložené látky
Princip generátorů el.proudu => Flemingovo pravidlo pravé ruky Z již uvedeného Flemingova pravidla pravé ruky plyne, že pohybem vodiče v mg.poli se na něm indukuje napětí U i K pohybu vodiče v mg.poli, a tedy i elektromagnetické indukci, však dochází také v tom případě, že z vodiče vytvoříme smyčku, kterou v tomto mg.poli otáčíme Směr pohybu této smyčky vzhledem k mg.siločarám, stejně jako u přímého vodiče, ovlivňuje velikost naindukovaného napětí U i na jejích koncích. Protože pohyb smyčky je rotační, dráhou pohybu této smyčky je kružnice Okamžitá hodnota naindukovaného napětí U i na koncích této smyčky závisí na úhlu α pod kterým protíná mg.siločáry t.j kde se právě smyčka nachází při svém kruhovém oběhu => l
Dráhou, po které se vodič pohybuje, nemusí být vždy přímka, ale často jí představuje kružnice => nejběžnější generátory el. proudu jsou rotační Základní princip generátorů: Pokud se vodič (cívka) pohybuje v mg.poli indukuje se, podle Flemingova pravidla pravé ruky, na jeho (jejich) koncích napětí U i. Obvykle tento pohyb bývá rotační. U i
Generátory elektrického proudu (alternátory a dynama) Elektrické stroje točivé, které přeměňují mechanickou energii (otáčivý pohyb) na energii elektrickou Využívají elektromagnetické indukce, kdy se na vodiči pohybujícím se v mg.poli indukuje ( vyrábí ) napětí U i Rozdělení rotačních generátorů el.proudu 1) Alternátor vyrábí střídavý el.proud 2) Dynamo vyrábí stejnosměrný el.proud Hlavní části rotačních generátorů el.proudu 1) Rotor pohyblivá (rotující) část 3) Komutátor pouze dynamo 2) Stator nepohyblivá část (mechanický usměrňovač) V praxi bývá nejčastěji rotorem rotující magnet (elektromagnet), který svým otáčením vytváří točivé magnetické pole. V cívkách statoru, umístěných po celém jeho obvodu, se pak indukuje elektrické napětí U i, a generátor vyrábí el. proud Odebírat proud z vinutí rotoru, který se pohybuje v mg.poli, je nepraktická metoda. Při odběru velkých proudů a napětí totiž dochází k nadměrnému přetěžování a opalování sběracích uhlíkových kartáčů vlivem jiskření a následkem toho se stává generátor velmi nespolehlivým
komutátor kroužky
Výhody alternátoru oproti dynamu I. Absence komutátoru Toto mechanické zařízení, které nejen usměrňuje proud ale i jej odvádí z rotoru na vnější svorky, je největším zdrojem poruch a nespolehlivosti u dynama. Protože u alternátoru tento díl odpadá, plyne z toho pro alternátor celá řada výhod II. Téměř žádná údržba Většina alternátorů má sice kroužky a kartáčky, ale těmi se přivádí do rotoru jen slabý budící proud, takže jejich opotřebení je neznatelné. III. Provozní spolehlivost Proud se odebírá ze statoru a odpadají tím jakékoliv kluzné kontakty, které by se opotřebovali, vyžadovali by údržbu a byli by zdrojem poruch i rušení. Mohou se tak volit vyšší otáčky a tím i malé rozměry.. Konstrukce je jednoduchá. IV. Nenáročná regulace Proud alternátoru je omezený reaktancí vinutí statoru, která stoupá s frekvencí, a nemůže překročit určité meze. Lineárně s rostoucími otáčkami roste tedy nejen vnitřní indukované napětí, ale i vnitřní impedance (zdánlivý odpor) alternátoru a tím dochází k jakési samočinné regulaci
Test - 3 1. Na jakém základním principu pracují všechny rotační generátory el.proudu? 2. Jaký proud vyrábí dynamo a jaký alternátor? 3. Vyjmenujte základní části rotačního generátoru 4. Kterými částmi se liší dynamo od alternátoru? Popište výhody které má alternátor vůči dynamu. Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.03 str. 2-6
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 80-86706-13-3) [2] Praktická elektrotechnika Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa- Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9) [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. [5], [5] 3. [5] 5. http://www.cartuningandtricks.estranky.cz/img/picture/17/obr.10.jpg, [5]