Energetická bilance elektrických strojů



Podobné dokumenty
Synchronní stroje Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., únor 2006

Základy elektrotechniky

20ZEKT: přednáška č. 10. Elektrické zdroje a stroje: výpočetní příklady

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

Vítězslav Stýskala TÉMA 1. Oddíly 1-3. Sylabus tématu

Základy elektrotechniky

Asynchronní stroje. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO. Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Katedra elektrotechniky.

Elektrický výkon v obvodu se střídavým proudem. Účinnost, účinník, činný a jalový proud

Studijní opory předmětu Elektrotechnika

Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava

AS jako asynchronní generátor má Výkonový ýštítek stroje ojedinělé použití, jako typický je použití ve větrných elektrárnách, apod.

1 ELEKTRICKÉ STROJE - ZÁKLADNÍ POJMY. 1.1 Vytvoření točivého magnetického pole

TRANSFORMÁTORY Ing. Eva Navrátilová

STŘÍDAVÝ ELEKTRICKÝ PROUD Trojfázová soustava TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ - AUTOMATIZACE

Základy elektrotechniky

Synchronní stroje. Φ f. n 1. I f. tlumicí (rozběhové) vinutí

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Příloha P1 Určení parametrů synchronního generátoru, měření provozních a poruchových stavů synchronního generátoru

ELEKTRICKÉ STROJE Ing. Eva Navrátilová

Stejnosměrný generátor DYNAMO

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

Elektrické stroje. stroje Úvod Asynchronní motory

21ZEL2 Transformátory

Osnova kurzu. Elektrické stroje 2. Úvodní informace; zopakování nejdůležitějších vztahů Základy teorie elektrických obvodů 3

Pohonné systémy OS. 1.Technické principy 2.Hlavní pohonný systém

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, konstrukce a princip činnosti stejnosměrných strojů

Transformátory. Mění napětí, frekvence zůstává

3. Střídavé třífázové obvody

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

Synchronní stroj-řízení napětí, budící soustava, zdroje buzení, řízení otáček synchronního motoru

Synchronní stroj je točivý elektrický stroj na střídavý proud. Otáčky stroje jsou synchronní vůči točivému magnetickému poli.

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, synchronní stroje. Pracovní list - příklad vytvořil: Ing.

Osnova kurzu. Elektrické stroje 2. Úvodní informace; zopakování nejdůležitějších vztahů Základy teorie elektrických obvodů 3

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

Elektrické výkonové členy Synchronní stroje

Ele 1 asynchronní stroje, rozdělení, princip činnosti, trojfázový a jednofázový asynchronní motor

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY

Elektrické. stroje. Úvod Transformátory Elektrické stroje točiv. ivé

PŘÍLOHA A. ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií 72 Vysoké učení technické v Brně

Elektro-motor. Asynchronní Synchronní Ostatní DC motory. Vinutý rotor. PM rotor. Synchron C

Elektro-motor. Asynchronní Synchronní Ostatní DC motory. Vinutý rotor. PM rotor. Synchron C

Elektrické stroje. Úvod Transformátory - Elektrické stroje točiv. Určeno pro studenty komb. formy FMMI předmětu / 04 Elektrotechnika

Transformátory. Teorie - přehled

Elektrické stroje. Jejich použití v automobilech. Použité podklady: Doc. Ing. Pavel Rydlo, Ph.D., TU Liberec

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

Základy elektrotechniky

1. Pracovníci poučení dle 4 Vyhlášky 50/1978 (1bod):

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2)

Digitální učební materiál

A B C. 3-F TRAFO dává z každé fáze stejný výkon, takže každá cívka je dimenzovaná na P sv = 630/3 = 210 kva = VA

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

Transformátor-princip, převod, indukované napětí

Ele 1 základní pojmy, požadavky a parametry, transformátory - jejich význam. princip činnosti transformátoru, zvláštní transformátory

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

1. Pojistky, jističe a proudové chrániče

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_355

Měření výkonu jednofázového proudu

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

Elektrické stroje pro hybridní pohony. Indukční stroje asynchronní motory. Doc.Ing.Pavel Mindl,CSc. ČVUT FEL Praha

SYNCHRONNÍ STROJE (Synchronous Machines) B1M15PPE

STŘÍDAVÝ PROUD POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 8. TRANSFORMÁTORY

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Elektromagnetické kmity a střídavé proudy (pokračování)

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Stejnosměrné stroje Konstrukce

Výkon střídavého proudu, účiník

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava. (Návod do měření)

ELEKTRICKÉ STROJE ÚVOD

Konstrukce stejnosměrného stroje

Stejnosměrné generátory dynama. 1. Princip činnosti

Pohony šicích strojů

Asynchronní motor s klecí nakrátko

3-f Transformátor Laboratorní cvičení č. V-3

2.6. Vedení pro střídavý proud

1 JEDNOFÁZOVÝ INDUKČNÍ MOTOR

1.1 Trojfázové asynchronní motory s kotvou nakrátko

Trojfázový transformátor

Ele 1 Synchronní stroje, rozdělení, význam, princip činnosti

Měření na 3-f Asynchronním motoru ASM pokyny k měření Laboratorní cvičení č. V-4

Střídavý proud, trojfázový proud, transformátory

Transformátory. Produkt: Zavádění cizojazyčné terminologie do výuky odborných předmětů a do laboratorních cvičení

1. Spouštění asynchronních motorů

Příloha 3 Určení parametrů synchronního generátoru [7]

Elektrotechnika SOUBOR PŘÍPRAV PRO 3. R. OBORU M/01 Strojírenství

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Střídavé motory. Název: Téma:

Řízení asynchronních motorů

9 Měření na jednofázovém transformátoru při různé činné zátěži

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

ELEKTRICKÉ STROJE. Laboratorní cvičení LS 2013/2014. Měření ztrát 3f transformátoru

5. POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

princip činnosti synchronních motorů (generátoru), paralelní provoz synchronních generátorů, kompenzace sítě synchronním generátorem,

Skripta. Školní rok : 2005 / 2006 ASYNCHRONNÍ MOTORY

Měření a automatizace

21. Výroba, rozvod a užití elektrické energie

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

Aplikace měničů frekvence u malých větrných elektráren

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

Transkript:

Energetická bilance elektrických strojů Jiří Kubín TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Plánem dnešního cvičení jsou příklady na výpočet energetické bilance Transformátoru ho motoru ho motoru ho

Opakování základních vztahů Výkon ve stejnosměrných obvodech P U.I R.I 2 U 2 /R (W)

Opakování základních vztahů Výkony v jednofázové střídavé soustavě Výkon činný P U.I.cosφ (W) Výkon jalový Q U.I.sinφ (Var) Výkon zdánlivý S U.I (VA)

Opakování základních vztahů Výkony v třífázových střídavých soustavách Výkon činný P 3.U f.i f.cosφ 3.U s.if.cosϕ 3.Uf.Is.cosϕ (W) Výkon jalový Q 3.U f.i f.sinφ.u.i.sinϕ 3.U.I 3 s f f s.sinϕ (VAr)

Opakování základních vztahů Výkon zdánlivý S U.I 3.U.I 3.U.I (VA) s f f s Mechanický výkon na hřídeli motoru 2.. n M. π 60 P M.ω (W, N.m, rad/s, ot/min) Přepočet mezi sdruženým a fázovým napětím U 3. s U f

Stručný popis Transformátor je elektrický stroj netočivý, který mění velikost střídavého napětí resp. Proudu Základní vztahy Převod transformátoru N1 U1i U1 p & N U U 2 2i 20

Poměrné napětí nakrátko u k U U 1K 1N.100 Indukované napětí dφ ui N. dt U 4,44.NΦ i max f

Příklad 1: Trojfázový transformátor v zapojení Dd6 má štítkové údaje: Zdánlivý výkon S n 800 kva Jmenovité napětí na primáru U 1n 15 000 V Jmenovité napětí na sekundáru U 2n 3 150 V Nakreslete fázorový diagram pro dané zapojení a spočítejte: Jmenovité proudy I 1n, I 2n Převod transformátoru p Jmenovitou impedanci Z n Činný výkon při zátěži s cos φ 2 0,7

Řešení Výpočet jmenovitých proudů I I 1n 2n Sn 3.U Sn 3.U 1n 2n 3 800.10 3.15.10 30,8A 3 800.10 146,6A 3.3150 3 Výpočet převodu U p U 15.10 3150 3 1 n 2n 4,76

Výpočet jmenovité impedance Protože se v tomto případě jedná o zapojení do trojúhelníka, je nutné jmenovitý sdružený proud přepočítat na proud fázový Výpočet činného výkonu Z n 3 U1 n 15.10 843, 5Ω I 30.8 1 f 3 3 P S.cosϕ 800.10.0,7 560kW

Stručný popis motor má dvě části stator a rotor. Po připojení motoru do sítě se na statoru vytvoří točivé magnetické pole, jehož siločáry protínají vodiče na rotoru. Tím dochází ke vzniku indukovaného napětí na rotoru. Napětí ve vodičích rotoru protlačí proud, který vyvolá sílu, která otáčí rotorem. Síla je úměrná velikosti proudu ve vodičích rotoru

Základní vztahy Synchronní otáčky otáčky točivého magnetického pole na statoru 60.f n s (ot/min;hz,1) p Skluz rozdíl mezi otáčkami točivého pole a otáčkami rotoru vztažený na synchronní otáčky s ns n n s

Rotorová frekvence f s. f 2 1 Skluzové otáčky n 2 ns n (ot.min -1 )

Příklad 2 motor se dvěma póly je zatížen tak, že má skluz 3 %. Při tomto zatížení odebírá z třífázové sítě 3x400 V proud 13 A s účiníkem 0,96. Byla změřena účinnost as. motoru 88 % Vypočítejte výkon a moment na hřídeli motoru a rotorovou frekvenci

Řešení P P m 2 př η. P 3. U. I.cosϕ 3.400.13.0,96 10 807 W 0,88.10807 9511kW 60. f 60.50 ns 3000 ot/min p 1 ns n s n ns(1 s) 3000(1 0,03) ns Pm 9511 M h 31,21 N.m ω 2. π.2910 60 60 f s. f 0,03.50 1,5 Hz s př 2910 ot.min -1

Stručný popis Stejnosměrný motor má na statoru hlavní póly, na kterých je navinuto budicí vinutí. Budicí vinutí vytváří v motoru hlavní magnetický tok. Pokud jsou přes komutátor napájeny cívky rotoru, jsou díky hlavnímu magnetickému toku přitahovány k hlavním pólům. Komutátor způsobuje, že směr přitažlivé síly je stále stejný i přes otáčení rotoru

Příklad 3 Stejnosměrný derivační motor odebírá při zatížení proud I n 31 A ze stejnosměrné sítě při napětí U n 400V. Byl změřen celkový odpor kotvy R a 1,65 Ω, odpor budicího obvodu R b 293 Ω, ztráty v železe ΔP Fe 300 W. a ztráty mechanické a dodatečné ΔP m +ΔP d 400 W. Spočítejte: Příkon motoru P p, proud v budicím obvodu I bn, ztráty v budicím obvodu ΔP b, ztráty v obvodu kotvy ΔP j a účinnost η

Schéma zapojení derivačního motoru

Řešení: Příkon motoru P n U n.i n 400. 31 12 400 W Proud v budicím obvodu U R 400 293 1,37 A 2 2 Ztráty v budicím obvodu ΔPb R b.ib 293.1,37 Proud v obvodu kotvy I a I n -I b 31 1,37 29,63 A Ztráty v obvodu kotvy ΔP R a.i a 1,65.29,63 2 1448,6 W Celkové ztráty ΔP ΔP j + ΔP b + ΔP m + ΔP d + ΔP Fe 1448,6 + 546 + 400 + 300 2695 W I n b B 546 W

η Účinnost motoru P p P 12400 2695 P 12400 P 0,783 η 78,3%

Stručný popis dynamo má na statoru hlavní póly, na kterých je navinuto budicí vinutí. Budicí vinutí vytváří v dynamu hlavní magnetický tok. Pokud se dynamem otáčí, cívky rotoru se pohybují hlavním magnetickým tokem a vzniká v nich indukované napětí. Komutátor způsobuje, že výstupní napětí má stále stejnou polarity i přes otáčení rotoru

Příklad 4 Derivační dynamo má tyto štítkové údaje: Napájecí napětí U n 230 V Jmenovitý výkon P n 630 W Odpor kotvy R a 9,7 Ω Odpor budicího odporu R b 1300 Ω Úbytek na kartáčích ΔU k 1 V Účinnost η 78 % Vypočítejte: jmenovitý budicí proud, indukované napětí a výkon, který musí mít stroj pohánějící toto dynamo.

Schéma zapojení derivačního

Řešení: Jmenovitý proud motoru I P U 630 220 n n 2,86A Úbytek na kotevním odporu R a U a R a.i 9,7.2,8627,74 V Indukované napětí U i U n + U a + Δ U k 220 + 27,7 + 1 248,74 V Budicí proud Un 220 IB 0,17A R 1300 b

Hnací výkon P 630 P h 808W η 0,78

- příště Jistící prvky Jističe Pojistky Chrániče Přepěťové ochrany Spínací prvky Relé Stykače