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

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

Elektrické stroje. stroje Úvod Asynchronní motory

Základy elektrotechniky

Elektrické. stroje. Úvod Transformátory Elektrické stroje točiv. ivé

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

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

Energetická bilance elektrických strojů

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

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

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

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

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

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

ELEKTRICKÉ STROJE Ing. Eva Navrátilová

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

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ - AUTOMATIZACE

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

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

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

Skripta. Školní rok : 2005 / 2006 ASYNCHRONNÍ MOTORY

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

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

1 JEDNOFÁZOVÝ INDUKČNÍ MOTOR

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

Pohony šicích strojů

1.1 Trojfázové asynchronní motory s kotvou nakrátko

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

SYNCHRONNÍ MOTOR. Konstrukce

TRANSFORMÁTORY Ing. Eva Navrátilová

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

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

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

ASYNCHRONNÍ STROJE. Asynchronní stroje se užívají nejčastěji jako motory.

ASYNCHRONNÍ MOTOR Ing. Eva Navrátilová

1. Spouštění asynchronních motorů

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

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

Studijní opory předmětu Elektrotechnika

ASYNCHRONNÍ MOTORY.

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

Skripta. Školní rok : 2005 / 2006 ASYNCHRONNÍ MOTORY

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


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

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

Asynchronní motor s klecí nakrátko

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

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

Ele 1 Synchronní stroje, rozdělení, význam, princip činnosti

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

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

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

ASYNCHRONNÍ (INDUKČNÍ) STROJE (MOTORY)

Stejnosměrné stroje Konstrukce

Význam zvýšení účinnosti elektrických strojů

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

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

Stejnosměrné generátory dynama. 1. Princip činnosti

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

Synchronní stroje 1FC4

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2)

Základy elektrotechniky

Aplikace měničů frekvence u malých větrných elektráren

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

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

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

Diagnostika vybraných poruch asynchronních motorů pomocí proudových spekter

21. Výroba, rozvod a užití elektrické energie

Transformátor trojfázový

Digitální učební materiál

NÁVRH TRANSFORMÁTORU. Postup školního výpočtu distribučního transformátoru

Základy elektrotechniky

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

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

Elektrické výkonové členy Synchronní stroje

Návrh a realizace regulace otáček jednofázového motoru

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

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

Konstrukce stejnosměrného stroje

ASYNCHRONNÍ STROJE (AC INDUCTION MACHINES) B1M15PPE

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

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

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

STŘÍDAVÝ PROUD POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

8. ZÁKLADNÍ MĚŘENÍ ASYNCHRONNÍCH MOTORŮ

ELEKTRICKÉ STROJE ÚVOD

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

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

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

Střídavé měniče. Přednášky výkonová elektronika

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

5. POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

5. Elektrické stroje točivé

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

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

X14POH Elektrické POHony. K13114 Elektrických pohonů a trakce. elektrický pohon. Silnoproudá (výkonová) elektrotechnika. spotřeba el.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Transkript:

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

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. Jednofázový asynchronní motor Rozběhový kondenzátor Ložiskový štít-zadní Ložiskové pouzdro Hřídel AS jako asynchronní generátor má Výkonový ýštítek stroje ojedinělé použití, jako typický je použití ve větrných elektrárnách, apod. Svorkovnice

ASYNCHRONNÍ MOTORY Stator - konstrukce Jádro (paket) z izolovaných dynamoplechů s drážkami Řez statorovým m Jádro Statorová drážka 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 od 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 tyčí rotorového Rotorové tyče mírné zešikmení Spojovací kruhy

Názorný řez 3f AM v patkovém provedení statorová svorkovnice motorový přívod elektrické energie příkon P 1 výkonový štítek ventilátor kryt ventilátoru ložiska 3f statorové proud chladícího vzduchu hřídel výkon P 2 přední a zadní ložiskový štít ztráty ΔP 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 - Rotorový paket z izolovaných dynamoplechů V - U + W + V + Fáze W Statorové drážky s m U - 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 Ω 1 = π n 1 /30. Synchronní rychlost je úměrnáě 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 j p j p rotorového nakrátko. Indukované napětí vyvolá v klecovém rotoru el. proud.

Princip vzniku kruhového točivého magnetického pole ve statoru 3f AM fáze statorového napájení z 3f střídavéh ho zdroje harmo onického na apětí U u U v U v n 1.. synchronní otáčky točivého mag. pole ve statorovém, resp. ve statorovém paketu

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

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, Ω I 1 Tyče rotorového BIndukce rotating 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 (Ω < Ω 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 : Ω 1 =2 π 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 M 1 A n = f (M) n 1 n 0 n z N v 0,05 0,1 02 0,2 0,3 0,4 0 M N n, resp. Ω s 0,5 M M 0,6 07 0,7 0,8 M Z 0,9 s = 1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 M 4,0

Asy ynchronní motory 3 pracovní režimy, plynulé přech ody

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 ů při jmenovitém zatížení í ukazuje následující í obrázek: Výkon přenášený EM točivým polem ze statoru do rotoru přes vzduchovou mezeru δ Výkon elektromagnetického pole (vnitřní) I 1 *} = sϕ 1N Re {3 U 1 I U 1NS I 1S cos P 1N = R = 3 U železe S t a t o r Ztráty v ΔP Fe tí statoru R 1 y ve vinut = 3 I 2 1 R Ztráty ΔP j1 = P δ = M em Ω 1 Ztrá áty v rotoro ovém vinut tí ΔP 2 j2 = 3 I 2 R 21 P mec = M mec Ω N Mech hanické ztráty ΔP mec R o t o r datečné ztráty Do P 2N = M N Ω N ΔP toč = ΔP mec + ΔP d P mec = 3 I 22 R 21 (1- s)/s P 2N = P mec - ΔP toč P δ = 3 I 22 (R 21 /s)

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

ASYNCHRONNÍ MOTORY Jednofázový AM - Princip spouštění Spouštění 1f AM vyžaduje vytvoření točivého EM pole. Točivé EMpolekrozběhu 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