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

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

Elektrické stroje. stroje Úvod Asynchronní motory

Základy elektrotechniky

Elektrické. stroje. Úvod Transformátory Elektrické stroje točiv. ivé

L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y

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

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

Energetická bilance elektrických strojů

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

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

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

ELEKTRICKÉ STROJE Ing. Eva Navrátilová

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ - AUTOMATIZACE

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

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

Úvod. Rozdělení podle toku energie: Rozdělení podle počtu fází: Rozdělení podle konstrukce rotoru: Rozdělení podle pohybu motoru:

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

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

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

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

Pohony šicích strojů

ASYNCHRONNÍ STROJE. Asynchronní stroje se užívají nejčastěji jako motory.

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 Ing. Eva Navrátilová

Skripta. Školní rok : 2005 / 2006 ASYNCHRONNÍ MOTORY

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

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

1.1 Trojfázové asynchronní motory s kotvou nakrátko

SYNCHRONNÍ MOTOR. Konstrukce

1 JEDNOFÁZOVÝ INDUKČNÍ MOTOR

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

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

1. Spouštění asynchronních motorů

Studijní opory předmětu Elektrotechnika


Ele 1 Synchronní stroje, rozdělení, význam, princip činnosti

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

ASYNCHRONNÍ MOTOR Ing. Eva Navrátilová

Název: Autor: Číslo: Únor Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Název: Autor: Číslo: Listopad Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

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

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

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

Skripta. Školní rok : 2005 / 2006 ASYNCHRONNÍ MOTORY

ASYNCHRONNÍ MOTORY.

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

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

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

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

Stejnosměrné stroje Konstrukce

ASYNCHRONNÍ (INDUKČNÍ) STROJE (MOTORY)

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

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

Význam zvýšení účinnosti elektrických strojů

21. Výroba, rozvod a užití elektrické energie

C L ~ 5. ZDROJE A ŠÍŘENÍ HARMONICKÝCH. 5.1 Vznik neharmonického napětí. Vznik harmonického signálu Oscilátor příklad jednoduchého LC obvodu:

Stejnosměrné generátory dynama. 1. Princip činnosti

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

Aplikace měničů frekvence u malých větrných elektráren

Motor s kroužkovou kotvou. Motor s kroužkovou kotvou indukční motor. Princip jeho činnosti je stejný jako u motoru s kotvou nakrátko.

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

NÁVRH TRANSFORMÁTORU. Postup školního výpočtu distribučního transformátoru

Synchronní stroje 1FC4

Synchronní generátor. SEM Drásov Siemens Electric Machines s.r.o. Drásov 126 CZ Drásov

sběrací kroužky, 8) hřídel. se střídavý elektrický proud odebírá a vede

Základy elektrotechniky

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

Transformátor trojfázový

Diagnostika vybraných poruch asynchronních motorů pomocí proudových spekter

Digitální učební materiál

Návrh a realizace regulace otáček jednofázového motoru

Motor s kotvou nakrátko. Konstrukce: a) stator skládá se: z nosného tělesa (krytu) motoru svazku statorových plechů statorového vinutí

Střídavý proud, trojfázový proud, transformátory

Asynchronní motor s klecí nakrátko

1.1 Princip činnosti el. strojů 1.2 Základy stavby el. strojů

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2)

8. ZÁKLADNÍ MĚŘENÍ ASYNCHRONNÍCH MOTORŮ

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

R w I ź G w ==> E. Přij.

ODPOVÍDAJÍCÍ NORMY. 1L motory jsou vyráběny v souladu s níže uvedenými normami:

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

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

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

Katalog K CZ. nízkonapěťové. Trojfázové asynchronní motory nakrátko 1LA9 osová výška 56 až 160 výkon 0,14 až 24,5 kw

Střídavé měniče. Přednášky výkonová elektronika

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

ELEKTRICKÉ STROJE ÚVOD

Všechny otázky Elektrotechnika II

Elektrické výkonové členy Synchronní stroje

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

STŘÍDAVÝ PROUD POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

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

rozdělení napětí značka napětí napěťové hladiny v ČR

5. POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

Využiti tam, kde je potřeba střídavého napětí o proměnné frekvenci nebo jiné než síťový kmitočet přímé (cyklokonvertory) konverze AC / AC velké výkony

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Vznik střídavého proudu Obvod střídavého proudu Výkon Střídavý proud v energetice

Transkript:

Asynchronní stroje Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO Katedra elektrotechniky www.fei.vsb.cz/kat452 PEZ I

Stýskala, 2002 ASYNCHRONNÍ STROJE Obecně Asynchronní stroj (AS) je používán jako 1f a 3f motor (AM) a také jako generátor. Nejčastěji však jako motor. Je nazýván tažným koněm průmyslu. Většina AM používaných v průmyslu je s klecovým rotorovým m, tzv. nakrátko. Oba motory, třífázový i jednofázový motory mají široké použití. AS jako asynchronní generátor má ojedinělé použití, jako typický je použití ve větrných elektrárnách, apod. Jednofázový asynchronní motor Rozběhový kondenzátor Ložiskový štít-zadní Ložiskové pouzdro Hřídel Výkonový štítek stroje Svorkovnice

ASYNCHRONNÍ MOTORY Stator - konstrukce Jádro (paket) z izolovaných dynamoplechů s drážkami Vinutí z izolovaných Cu vodičů, zpravidla tří nebo jednofázové, je vytvarováno a uloženo oddělené drážkovou izolací v drážkách jádra Rotor klecového AM - konstrukce Paket z izolovaných dynamolechů s drážkami na vnějším obvodu Kovové tyče zalisovány v drážkách, zpravidla slitiny na bázi Al Dva kroužky spojující tyče nakrátko Drážky a tyče jsou zešikmeny z důvodů snížení hlučnosti vlivu harmonických Řez statorovým m Jádro Statorová drážka Řez tyčí rotorového Rotorové tyče mírné zešikmení Spojovací kruhy

Názorný řez 3f AM v patkovém provedení statorová svorkovnice motorový přívod elektrické energie elektrický příkon P 1 výkonový štítek ventilátor kryt ventilátoru ložiska 3f statorové proud chladícího vzduchu hřídel mechanický výkon P 2 přední a zadní ložiskový štít ztráty motoru P patka litinová nebo hliníková kostra s chladícími žebry

KROUŽKOVÉ ASYNCHRONNÍ MOTORY Rozdílnost konstruce Vinutý rotor: Trojfázové rotorové je uloženo v rotorových drážkách. Je zapojen zpravidla do hvězdy (Y), zřídka do trojúhelníka (D) Konce fází rotoru jsou vyvedeny na kroužky, začátky do uzlu (Y) Tři uhlíkové kartáče dosedají na tři kroužky Rotorové může být spojeno s externími variabilními rezistory nebo se samostaným zdrojem (měničem) Třífázové statorové Vzduchová mezera Koncepce 3f AM s vinutým rotorem 3f rotorové uložené v rotorových drážkách vyvedené na kroužky Fáze V Statorové jádro - paket z izolovaných dynamoplechů Fáze U W - U + W + V + Rotorový paket z izolovaných dynamoplechů V - U - Fáze W Statorové drážky s m hřídel motoru

ASYNCHRONNÍ MOTORY Princip činnosti 3f AM Statorové je napájeno třífázovým napětím, které v něm vyvolá souměrný střídavý proud. Protékající třífázový proud generuje ve statoru točivé EM pole. Toto EM pole rotuje (obíhá, otáčí se) synchronní úhlovou rychlostí 1 = n 1 /30. Synchronní rychlost je úměrná synchronním otáčkam n 1, ty závisí na frekvenci napájecího napětí AM a počtu pólových dvojic (pólpárů) p: n 1 = 60 f / p (min -1 ) Rotující EM pole indukuje indukované napětí do vodičů rotorového nakrátko. Indukované napětí vyvolá v klecovém rotoru el. proud.

napájení z 3f střídavého zdroje harmonického napětí Princip vzniku kruhového točivého magnetického pole ve statoru 3f AM fáze statorového U u n 1.. synchronní otáčky točivého mag. pole ve statorovém, resp. ve statorovém paketu U v U v

Působení kruhového točivého magnetického pole ve statoru 3f AM na rotor, vznik točivého momentu n 1 synchronní otáčky Statorové n. otáčky (aktuální) rotoru Rotor (rotorové není nakresleno) 3 fázový zdroj Stator

ASYNCHRONNÍ MOTORY Vznik tažné síly AM Točivé EM pole indukuje proud v tyčích rot. Vzájemné působení tohoto proudu a EM točivého pole vyvolá hybnou sílu přenášenou na hřídel F = B I 1 l l je délka rotoru Síla F Force l n, I 1 Tyče rotorového B rotating Indukce B točivého EM pole Rotorové kruhy

ASYNCHRONNÍ MOTORY 3f AM - Význam skluzu Když se rotor otáčí stejnou úhlovou rychlostí (resp. otáčkami) jakou má točivé EM pole statoru, je jím indukované napětí, proud a moment roven nule. Proto k vytvoření momentu musí mít rotor AM rychlost menší než je rychlost synchronní ( 1, resp. n n 1 ). Motor ke své činnosti potřebuje stále určitý rozdíl rychlosti (otáček) rotoru vůči rychlosti (otáčkám) synchronní, vytvořené EM polem statoru. Tento poměrný pokles otáček se nazýván skluz s a je dán vztahem: s = (n 1 - n)/n 1 Frekvence indukovaného napětí a proudu v rotoru je: f 2 = s f 1 Jmenovitý skluz s n (při jmenovitém zatížení) AM bývá od 0,5 do 5%, u velmi malých motorů až 10%.

ASYNCHRONNÍ MOTORY 3f AM - Skluz - Příklad výpočtu Třífázový AM 14,7 kw, 3x230V, 50Hz, šestipólový, zapojený do Y, má skluz 5%. Vypočtěte: a) Synchronní otáčky a synchronní rychlost b) Otáčky rotoru c) Frekvenci rotorového proudu Řešení a) Synchronní otáčky : n 1 = 60 f /p = 60 50 / 3 = 1 000 ot./min., tj. 16,667 ot./s. synchronní úhlová rychlost : 1 = 2 n 1 = 104,669 rad./s. b) Otáčky rotoru: n = (1 - s ) n 1 = (1-0,05) 1 000 = 950 ot./min. c) Frekvenci rotorového proudu: f 2 = s f 1 = 0,05 50 = 2,5 Hz

ASYNCHRONNÍ MOTORY 3f AM - Momentová charakteristika - průběh a důležité hodnoty Momentová charakteristika, tzn. n = f (M) závislost rychlosti, resp. otáček AM na zatěžovacím momentu se dá sestrojit např. pomocí programu MathCad. Obrázek s m.ch. AM ukazuje důležité body a hodnoty, včetně nominálního bodu A. AM pracuje jako motor v rozsahu skluzu od 1 do 0. n 1 n 0 n N n z 0,0 0,05 0,1 0,2 0,3 M 0 M N A n = f (M) v 0,4 n, resp. s 0,5 0,6 M M 0,7 0,8 M Z 0,9 s = 1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 M 4,0

Asynchronní motory 3 pracovní režimy, plynulé přechody

Ztráty ve statoru P j1 = 3 I 2 1 R1 Ztráty v rotorovém P j2 = 3 I 2 2 R21 Dodatečné ztráty ASYNCHRONNÍ MOTORY 3f AM - Výkonová analýza - bilance výkonů a výkonových ztrát Výkony a ztráty jsou u AM vyjádřeny s použitím jeho náhradního schématu. Diagram toku výkonů při jmenovitém zatížení ukazuje následující obrázek: Výkon přenášený EM točivým polem ze statoru do rotoru přes vzduchovou mezeru Výkon elektromagnetického pole (vnitřní) P 1N = Re {3 U 1 I 1 *} = = 3 U 1NS I 1S cos 1N S t a t o r Ztráty v železe P Fe P = M em 1 P mec = M mec N Mechanické ztráty P mec R o t o r P mec = 3 I 22 R 21 (1- s)/s P 2N = M N N P toč = P mec + P d P 2N = P mec - P toč P = 3 I 22 (R 21 /s)

Jednofázový AM ASYNCHRONNÍ MOTORY OBECNĚ Je nejvíce používán v chladničkách, pračkách, ždímačkách, hodinách, vrtačkách, malých kompresorech, pumpách, atd. U tohoto typu motoru je v drážkách statorovém paketu uloženo dvojí uspořádané navzájem kolmo. Jedno je hlavní (pracovní), a druhé (stratovací). pomocné je pro rozběh Hlavní Startovací - - pomocné Statorový paket z izolovaných dynymoplechů + Statorové drážky s m _ Klecový rotor Rotorové tyče Kroužky spojující tyče nakrátko

ASYNCHRONNÍ MOTORY Jednofázový AM - Princip spouštění Spouštění 1f AM vyžaduje vytvoření točivého EM pole. Točivé EM pole k rozběhu je zde vytvořeno (např. pomocí kapacitoru v) proudy ve ch navzájem fazově posunutími o 90 o (el.). I odstředivý spínač U rozběhové hlavní C rotor