1. ELEKTRICKÉ OBVODY - Je t systém, ve kterém prbíhá přeměna el. energie za účelem plnění určitých funkcí, a který lze ppsat pmcí napětí a prudu - el. bvd je slžen z bvdvých prvků, které jsu navzájem prpjeny - každý ele. bvd se dá znázrnit elektrtechnickým schématem, kde se pužívá nrmalizvaných značek 1. 1 základní veličiny a zákny a) základní veličiny elektrický nábj Q, q A*s, C [ampér sekunda, culmb] je t míra elektrických vlastnstí materiálníh bjektu, které se navenek prjeví jak silvé ple elektrický prud I, i A*ampér+ je t uspřádaný phyb vlných nábjů v jednm směru elektrické napětí U, u V [vlt] je t rzdíl ptencinálu ve dvu bdech elektrický ptenciál V,ϕ, V[vlt] je dán prací, která je ptřebná k přenesení nábje Q z jednh místa d druhéh elektrický dpr R Ω[hm] b) základní zákny Ohmův zákn napětí u kncvéh vdiče je přím úměrné prudu, přičemž knstantu úměrnsti je elektrický dpr vdiče
Kirchhffvy zákny KZ 1. KZ: algebraický sučet všech prudů v uzlu je rven 0 uzel je vdivé spjení minimálně 3 vdičů prudy d uzlu vtékající se musí rvnat prudům z uzlu vytékajícím 2. KZ: algebraický sučet všech napětí ve smyčce je rven 0
1. 2 rzdělení elektrických bvdů a) účel, kterému elektrický bvd služí bvdy pr přens energie silnprudé bvdy příklad: strj zapjený v elektrickém bvdu bvdy pr přens infrmací slabprudé bvdy dělí se: analgvé bvdy zpracvávají spjitu veličinu zesilvače číslicvé bvdy zpracvávají diskrétní (nespjitu) veličinu mikrprcesry příklad: integrvaný bvd b) terie elektrmagnetickéh ple bvdy se sustředěnými parametry bvdy s rzlženými parametry příklad: elektrické vedení c) linearita bvdů bvdy lineární bsahují puze lineární prvky bvdy nelineární d) stav v jakém se elektrický bvd nachází stejnsměrné bvdy je typický stejnsměrný ustálený stav
střídavé bvdy je typické, že se bvdvé veličiny (u, i) v závislsti na čase mění bvdy v přechdném neustáleném stavu bvd přechází z jednh ustálenéh vztahu d druhéh 1. 3 prvky elektrických bvdů a) rzdělení pčet svrek, kterými je prvek připjen d bvdu dvjpóly trjpóly čtyřpóly n- póly energetické hledisk pasivní prvky sptřebvává energii a mění ji žárvka aktivní prvky vytváří energii zdrj stupeň idealizace prvku ideální prvky vlastnsti lze vyjádřit puze jedním parametrem reálné (skutečné) prvky musíme brát v úvahu více parametrů linearita prvků lineární nelineární b) vlastnsti ppis pasivní ideální prvky rezistr lze h charakterizvat nevratnu přeměnu elektrické energie na energii tepelnu jediným a knstantním parametrem je elektrický dpr R
induktr vyznačuje se schpnstí akumulvat a vydávat bezestrát energii magnetickéh ple jediným a knstantním parametrem je indukčnst L induktr se u stejnsměrnéh prudu chvá jak zkrat energie: kapacitr vyznačuje se schpnstí akumulvat akumulvat a vydávat bezestrát energii elektrickéh ple jedním a knstantním prvkem je kapacita c u stejnsměrnéh prudu se chvá jak neknečně velký dpr energie: pasivní reálné prvky rezistr u reálnéh rezistru se elektrická energie mění nejenm v tepl, ale také v energii elektrickéh a magnetickéh ple a t uvnitř rezistru a v jeh klí jestliže rezistrem prchází stejnsměrný prud neb střídavý nižších kmitčtů energie magnetickéh a elektrickéh ple tedy nejsu vlivňvány vlastnstmi rezistrů prt tyt vlastnsti jsu prakticky stejné jak u ideálníh rezistru cívka ideální rezistr a induktr zapjený v sérii
kndenzátr ideální paralelní spjení rezistru a kapacitru aktivní ideální prvky k aktivním prvkům patří zdrje: napěťvý zdrj (stejnsměrný i střídavý) prudvý zdrj (stejnsměrný i střídavý, nebudeme se zabývat) napěťvý zdrj aktivní reálné prvky
1. 4 stejnsměrné bvdy Ve stejnsměrných bvdech se uplatní puze rezistry. a) metda pstupnéh zjedndušvání bvdu tat metda je vhdná pr bvdy s jedním zdrjem skupiny rezistrů nahrazujeme jedním rezistrem, kde jeh dpr, pr rezistry zapjené v sérii skupiny rezistrů nahrazujeme jedním rezistrem, kde jeh dpr, pr rezistry zapjené paralelně zapjení séri-paralelně b) řešení bvdů Kirchhffvými zákny metda je vhdná pr bvdy s více zdrji Př. Je dán bvd dle br. 4 je dán U1, U2 a dále R1, R2, R3 hledáme: a) prudy tekucí jedntlivými prvky bvdu b) prudy tekucí jedntlivými větvemi bvdů (větev je vdivé spjení mezi dvěma uzly bvdu) c) prudy I1, I2, I3 pstup řešení: - vlím čítací šipky u napětí a prudů a dále vlím směr běhu ve smyčkách - sestavím všechny rvnice pdle I. Kirchhffva zákna - sestavím všechny rvnice pdle II: Kirchhffva zákna Jestliže se bjeví záprná hdna, máme napak směr
1. 5 střídavé bvdy Harmnické střídavé bvdy v ustáleném stavu 1. základní pjmy: i kamžitá hdnta prudu t čas I m amplituda T perida ωt časvý úhel 2. výkn harmnickéh prudu
3. chvání některých pasivních prvků v bvdu harmnickéh prudu - rezistr prvnáváme napětí a prud: napětí je harmnické (sin) napětí je stejnéh kmitčtu (ωt) napětí má taky nulvu pčáteční fázi napětí je ve fázi s prudem tvar Ohmva zákna pr maximální hdnty: vynecháváme fázrvé diagramy ( ) - induktr br 1 prvnání napětí a prudu: napětí na induktru je harmnické (sin) napětí předbíhá prud úhel (π/2) napětí je stejnéh kmitčtu (ω) vynecháváme fázrvé diagramy
4. měření výknu ve stejnsměrných a střídavých bvdech a) stejnsměrný bvd metdu přímá pužijeme wattmetr metdu nepřímá spčívá ve změření napětí a prudu (vlt a ampérmetr) a vynásbím veličiny mezi sebu b) střídavý bvd jednfázvé bvdy wattmetr 5. trjfázvé bvdy - v průmyslvé praxi jsu však rzšířenější trjfázvé bvdy - pužíváme z těcht důvdů: trjfázvým bvdem se přenese větší výkn trjfázvý prud vytváří tčivé magnetické ple, které je základem pr činnst střídavých elektrických strjů trjfázvými bvdy se šetří vdiče - trjfázvý bvd se skládá ze tří bvdů jednfázvých, z nichž každý bsahuje zdrj, vedení a sptřebič - dílčí bvdy nazýváme fázemi trjfázvéh bvdu - jedntlivé zdrje a sptřebiče jsu spjeny d jednh knstrukčníh celku trjfázvéh zdrje a trjfázvéh sptřebiče: - tt spjení může být d hvězdy (zn. Y neb ʎ) neb d trjúhelníku (zn. D neb ) - trjfázvé bvdy jsu sučástí trjfázvých sustav - trjfázvý zdrj a sptřebič jsu spjeny d hvězdy br 3 - zapjení d hvězdy vytváří čtyř-vdičvu sestavu - trjfázvý výkn: - měření trjfázvéh výknu: záleží na zapjení zátěže (hvězda neb trjúhelník) a je-li suměrná (neb nesuměrná)
- zdrj je zapjen d hvězdy a sptřebič je zapjen d trjúhelníka: br 4 2. ELEKTRONICKÉ OBVODY - elektrnické bvdy můžeme definvat pdbně jak elektrické, avšak elektrnické bvdy navíc bsahují tzv. elektrnické prvky - elektrnický prvek je prvek, jehž činnst je zalžena na tzv. PN přechdu - PN přechd je přechd mezi dvěma typy nevlastních plvdičů 2. 1 Základní pjmy z terie plvdičů - vlastní plvdiče - nevlastní plvdiče - PN přechd 2. 2 Plvdičvé prvky - plvdičvá dida definice: Plvdičvá dida je elektrtechnická sučástka, jejímž úklem v elektrickém bvdu je prpuštět elektrický prud jedním směrem. značka: - stabilizační (Zenerva) dida definice: Zenerva dida, je plvdičvá dida s přechdem PN, která se užívá především ke stabilizaci napětí značka: VA charakteristika - tyristr definice: Tyristr je plvdičvá sučástka služící ke spínání elektrickéh, fungující jak řízený elektrnický ventil. značka: struktura VA charakteristika
- tranzistr definice je t plvdičvá sučástka, kteru tvří dvjice přechdů PN rzdělení Biplární (Jsu řízeny prudem d báze) Uniplární (Jsu řízeny napětím (elektrstatickým plem) na gate) biplární tranzistry struktura značka základní zapjení
2. 3 Elektrnické bvdy perační zesilvače (OZ) - jsu něklikastupňvé zesilvače s velkým napěťvým zesílením, velkým vstupním dprem a malým (zanedbatelným) výstupním dprem - rzdělení: reálné velké napěťvé zesílení, velký vstupní dpr, malý výstupní dpr ideální napěťvé zesílení neknečně velké (A U = nek) A u - činitel napěťvéh zesílení vstupní dpr je neknečně velký (R vs = nek) výstupní dpr je rven nule (R výst = 0) - značka: - pužití: a) invertující zesilvač R 1 vstupní rezistr R 2 zpětnvazební rezistr (zpětná vazba zlepšuje vlastnsti zesilvače)
b) neinvertující zesilvač R 1 vstupní rezistr R 2 zpětnvazební rezistr (zpětná vazba zlepšuje vlastnsti zesilvače) A u = 1 napěťvý sledvač (na vstupu i výstupu je stejné napětí) Pmcí peračních zesilvačů sestavíme jakýkliv bvd.
2. 4 Stabilizátry - stabilizátry jsu analgvé elektrnické bvdy, které služí ke stabilizaci napětí neb prudu - stabilizace udržení určité hdnty - rzdělení: stabilizátr napětí stabilizátr prudu nejsu pr nás tak důležité, ale pr praxi jsu důležité STABILIZÁTORY NAPĚTÍ - rzdělení: parametrické jsu knstrukčně jedndušší služí ke stabilizaci menších hdnt napětí (jedntky vltů) R z zátěž ZD Zeyerva dida se zpětnu vazbu knstrukčně slžitější, bsahují více prvků služí ke stabilizaci i vyšších hdnt napětí patří sem integrvané stabilizátry: MAA 723 MA 7805 MA 7812 MA 7815 MA 7824 - parametry stabilizátru činitel stabilizace: pslední dvjčíslí znamená stabilizvané napětí diferenciální výstupní dpr r D
- charakteristiky stabilizátrů převdní u výstupní
3 ELEKTRICKÉ STROJE Elektrickým strjem nejbecnějším smyslu rzumíme zařízení pr přeměnu energie. Má bvykle jeden neb více vstupů, jimiž d něh energie vstupuje a jeden neb více výstupů, jimiž z něj energie vystupuje. 3. 1 Rzdělení elektrických strjů 1. Směr tku a druhu vstupující a vystupující energie a) generátry přeměňují mechanicku energii na elektricku b) mtry c) měniče d) speciální strje přeměňuje elektricku energii na mechanicku přeměňují elektricku energii určitých parametrů na elektricku energii parametrů jiných (kmitčet, ) strje, které mají zvláštní knstrukci, princip činnsti neb jsu typické specifickým využitím v praxi 2. Phyb pracvních částí a) strje netčivé pracvní části se nephybují příklad: transfrmátr řadí se sem i strje, které se phybují ale ne rtačně (krkvé mtry ) b) strje tčivé 3. Druh přeměňvané elektrické energie a) střídavé běžné strje (transfrmátr, asynchrnní mtr ) jednfázvé vícefázvé (především trjfázvý) b) stejnsměrné 4. Vlastní princip činnsti a) transfrmátry b) asynchrnní strje c) synchrnní strje d) stejnsměrné strje e) speciální strje
3. 2 Hlavní aktivní části elektrických strjů - indukční zákn (zákn elektrmagnetické indukce) na jeh principu fungují všechny elektrické strje: Při phybu vdičů v magnetickém pli neb při časvé změně magnetickéh tku spjatéh s elektrickým bvdem se ve vdičích neb elektrickém bvdu indukuje elektrické napětí a je-li bvd uzavřen, vzniká elektrický prud. - magnetické ple je vytvřen v magnetickém bvdu strje - elektrický prud prtéká vdiči, které je uspřádán d vinutí - magnetický bvd a vinutí jsu hlavní aktivní části každéh elektrickéh strje MAGNETICKÝ OBVOD: - má tvar pdle druhu strje - je tvřen aktivním železem - dělení: stejnsměrné strje v tmt magnetickém bvdu nevznikají ztráty, prt magnetický bvd je z kmpaktníh materiálu střídavé strje v tmt magnetickém bvdu vznikají ztráty (vířivé prudy, hysterezní ztráty) magnetický bvd se skládá z jedntlivých plechů a izlace (vrstva vzniklá fsfátváním) plechy různé tlušťky 0,3 0,5 mm přidává se křemík, zmenšuje ztráty elektrtechnické plechy u všech statních strjů mají d 3,5% Si transfrmátrvé u transfrmátrů až 4% Si - vinutí (cívka) prchází jím elektrický prud vyrábí se z mědi velmi jediněle hliník cívka a izlace izlační dpr R i bývá ve 100 MΩ je z materiálu, který musí vydržet tepltu chdu strje dělí se d tepltních tříd: teplta, kteru materiál snese Y d 90 C br 1 A, B, H, F (d 155 C slída, azbest, skleněné vlákna, zpevněné epxidvu pryskyřicí)
3. 3 Transfrmátry - je t netčivý elektrický strj, u něhž se časvu změnu magnetickéh tku indukuje ve vdičích napětí - pužívá se ke změně napětí střídavéh prudu, při knstantní frekvenci 1. rzdělení transfrmátrů pdle pužití: pr přens elektrické energie T zvyšvací T snižvací generátr vedení sptřebitel pr speciální účely svařvací pecvé trakční ddělvací (ddělují dva bvdy d sebe, z důvdu bezpečnsti) přístrjvé (měřící) pr pužití ve vysknapěťvých bvdech pdle pčtu fází: jednfázvé většinu na nižší výkny trjfázvé většinu na větší výkny chlazení aktivních částí: vzduchvé (suché) aktivní části chlazeny vzduchem lejvé aktivní části chlazeny lejem speciální transfrmátrvý lej, přísady na zpmalení xidace, stárnutí plyn flurid sírvý SF 6 hermeticky uzavřen, mc se nepužívá, ale má výbrné vlastnsti uspřádání magnetickéh bvdu: jádrvé plášťvé
2. štítek transfrmátrů značení výrbce typ transfrmátru, sérivé čísl rk výrby pčet fází a jejich zapjení jmenvitý zdánlivý výkn jmenvité vstupní a výstupní napětí jmenvitý vstupní a výstupní prud napětí na krátk [%] jmenvitu frekvenci druh chlazení tepltní třídu izlace hmtnst chladiva celkvá hmtnst transfrmátru 3. prvedení jednfázvéh a trjfázvéh transfrmátru a) jednfázvý transfrmátr tři základní části magnetický bvd jádr elektrický bvd N1 vstupní napětí N2 výstupní napětí mechanické části knstrukce šruby, svrníky, knstrukce b) trjfázvý transfrmátr magnetický bvd elektrický bvd mechanické části knstrukce nádba s lejem vznik trjfázvéh transfrmátru trjfázvý transfrmátr vnikne z 3 transfrmátrů jednfázvých výhdy: v případě pruchy vyměním puze 1 transfrmátr nevýhdy: dražší (3 malé transfrmátry)
splečný magnetický bvd, na každém slupku magnetickéh bvdu je pr každu fázi vinutí nejčastěji pužívaný 4. princip činnsti transfrmátru princip činnsti: vysvětlíme si na jednfázvém transfrmátru na vstupní vinutí se přivádí vstupní napětí U 1, tt napětí prtlačuje vinutím prud I 1, který vyvlá magnetický tk φ, magnetický tk φ má stejnu frekvenci jak má napětí U 1, magnetický tk φ se uzavírá magnetickým bvdem, jeh časvá změna vyvlá ve vstupním vinutí indukvané napětí na závity výstupníh vinutí a indukuje v něm napětí, stejná změna magnetickéh tku půsbí i becně: ( )
5. převd transfrmátru bezeztrátvý transfrmátr ( ) transfrmátr se ztrátami 6. transfrmátr může pracvat ve třech prvzních stavech a) naprázdn b) při zatížení c) nakrátk TRANSFORMÁTOR NAPRÁZDNO schéma: levé straně není zátěž transfrmátr debírá prud I 0 tzv. prud na prázdn účiník z th vyplívá, že transfrmátr na prázdn by neměl dluh pracvat jaké veličiny můžeme určit: prud naprázdn: I 0 ztráty naprázdn: ΔP 0 převd napětí naprázdn: p účiník naprázdn: cs ϕ 0 jak ty veličiny změříme
jestliže máme trjfázvý transfrmátr pak u ΔP 0, U 0, I 0 bereme průměrnu hdntu, pak u hdnt fázvých, a u hdnt sdružených v praxi se některé veličiny naprázdn vyjadřují v prcentních hdntách: prcentní prud naprázdn prcentní ztráty naprázdn TRANSFORMÁTOR PŘI ZATÍŽENÍ schéma: jaké veličiny můžeme určit: prudy I 1, I 2 příkn ΔP 1 výkn ΔP 2 účiník csϕ 1, csϕ 2 jak je změříme:
TRANSFORMÁTOR NAKRÁTKO schéma: vstupní strana je zkratvána pkud je t takt zapjen, tak je t stav nežáducí, havarijní tent stav se realizuje tehdy, kdy přivedu malé napětí nakrátk U k (je t takvé napětí, které vinutími prtlačuje jmenvitý prud) a jsu t jedntky vltů, tht stavu se pužívá k zjišťvání některých veličin: ztráty nakrátk ΔP k účiník nakrátk cs ϕ k jak tyt veličiny změříme: - - v praxi se určují prcentní hdnty: prcentní ztráty nakrátk napětí naprázdn
- trjfázvý transfrmátr znak spjení A b čísl (Yy0, Yd1, Dy0, ) A zapjení strany vyššíh napětí (Y - hvězda, D - trjúhelník) b zapjení nižšíh napětí (y hvězdy, d trjúhelník, z lmená hvězda) čísl hdinvý úhel (0 11) vyjadřuje fázvý psun mezi fázry, fázvéh vstupníh a výstupníh napětí stejné fáze, vyjádřený v hdinách (1 hdina = 30 ) vlastnsti trjfázvéh transfrmátru jsme si ppsali u jednfázvéh transfrmátru - účinnst transfrmátru ( ) - paralelní chd transfrmátru pdmínky paralelníh chdu: musí být stejné jmenvité vstupní výstupní napětí stejné hdinvé úhly přibližně stejná napětí nakrátk - speciální transfrmátry auttransfrmátr má umístěn puze jedn vinutí mhu mít snižvací neb zvyšvací pdle knstrukce psunvání skkvě neb plynule pužití: zkušebny, labratře jednfázvý, trjfázvý svařvací transfrmátr pr blukvé svařvání se pužívají transfrmátry, kde na výstupu mhu debírat prud 20 1000 A pecvé transfrmátry u blukvých pecí se pužívají jedn neb trjfázvé indukční pece jednfázvé usměrňvačvé transfrmátry přístrjvé (měřicí) transfrmátry ve vysknapěťvých bvdech k tmu, abych mhl měřit napětí neb prud běžnými měřicími přístrji
3. 4 Asynchrnní (indukční) strje AS - asynchrnní strje jsu strje, které pracují na principu indukčníh zákna a u kterých lze nalézt skluz, cž je rzdíl táček magnetickéh ple statru a táček rtru udává se v prcentech, bývá d 10% [ ] - jsu t nejpužívanější a nejrzšířenější strje - knstrukce a návrh má v sučastné dbě vysku úrveň - nevýhdu těcht strjů je dběr velkéh prudu při jejich spuštění (prudvý ráz) 1) knstrukce statr netáčivá část rtr tčivá část - míst kde se indukuje, napětí se nazývá ktva 2) rzdělení - asynchrnní mtry (AM) pdle tvaru rtru nakrátk (s klecí), (s ktvu nakrátk) kružkvý (s vinutým rtrem), (ktvu kružkvu) statr
jednfázvý, trjfázvý phny bráběcích strjů, ventilátry, čerpadla, dstředivky, jeřáby, výtahy, pračky - asynchrnní generátry (AG) malé vdní elektrárny, větrné elektrárny - speciální strje lineární mtry 3) princip činnsti - vinutím prtéká trjfázvý prud, klem vinutí se vytváří magnetické ple, které se táčí klem statru, prt se mu říká tčivé magnetické ple - v rtru se indukuje napětí, rtrem začne prtékat elektrický prud, v rtru se také vytvří magnetické ple - n s synchrnní táčky: - táčky rtru: p pčet pólvých dvjic f frekvence většinu 50Hz 2p = 6 šeti pólvý strj 2p = 8 smi pólvý strj ( ) - asynchrnní mtr může pracvat ve třech prvzních stavech: naprázdn ideální: s = 0, n = n s, I 2 = 0 skutečný: s-> 0, n-> n s, I 2 << nakrátk AM je v chdu nakrátk, jestliže jeh mtr stjí, na začátku každéh rzběhu, a při zastavení vlivem přetížení n = 0, s = 1, I 2 >> při zatížení 4) asynchrnní mtr při zatížení - pracvní charakteristiky
- mmentvá charakteristika chybí jedna přednáška!!!! začátek spuštění asynchrnníh mtru
6) spuštění mtru s dprvu klecí (spuštění dprvu klecí) - závěrný mment - jak zvětšíme dpr klece: klec zhtvíme z msazi alespň z msazi vyrbím spjvací kruhy 7) spuštění mtru s dvjitu klecí - tvar může být i kruhvý i elipsidní - je t speciální tvar klece -> je dražší - využívá se u strjů d výknu 4kW 8) spuštění pmcí vírvé klece - pužívá se u velkých stjů, kde ptřebujeme ještě více než 4kW
A) spuštění kružkvéh mtru - u tht mtru se d rtrvéh bvdu zapjuje spuštěcí rezistr (spuštěč) s vhdnu velikstí dpru - v tmt případě se zmenší záběrný prud a zvětší záběrný mment - druhy spuštěčů: kntaktvý je starší jednduše se připjuje d bvdu pužíval se u jeřábů, je nezničitelný, prt je v labratři elektrnický dpr se mění elektrnicky (je tam pulzní měnič) využívá se hlavně v autmatizaci 9. řízení táček asynchrnní mtrů - je t každé úmyslné nastavení táček na hdntu rzdílnu d hdnty jmenvité - mžnsti jak řídit táčky: a) změnu svrkvéh napětí je v malém rzsahu b) změnu frekvence ( ) je ptřeba měnič frekvence je t nejkvalitnější řízení táček
c) změnu pčtu pólů pužívá se u bráběcích strjů, dříve u výtahů je t skkvá změna d) změnu skluzu pužívá se u mtrů s velkým výknem řízení je ztrátvé, nehspdárné 10. elektrické brždění asynchrnních mtrů a) brždění prtiprudem - zaměním jakékliv dvě fáze napájecíh napětí b) brždění dynamické - dpjím dvě fáze d sítě a d nich přivedu stejnsměrné napětí - pužití v mderních lkmtivách, tramvaj 11. jednfázvý asynchrnní mtr - pužití: v průmyslu pr menší výkny větší uplatnění je v dmácnstech, pr phn sptřebičů (mhu být pračky, chladničky, ventilátry ) - knstrukce: rtr statr jednfázvé vinutí nevybudí tčivé magnetické ple, takže se sám nerzběhne, v praxi je vinutí rzdělen na dvě části: rzběhvé vinutí asi 1/3 připjuje se paralelně k vinutí hlavnímu zbytek 2/3 tvří pracvní vinutí (hlavní vinutí) nejprve se rzběhne rzběhvé vinutí, pté se sepne hlavní
3. 5. stejnsměrné strje jsu t histricky nejstarší elektrmagnetické strje, které mají KOMUTÁTOR (zajišťuje, aby vdič, který se nachází pd pólem, měl stálý směr prudu a tím i tažná síla a tčivý mment půsbili stále stejným směrem) 1. knstrukce - statr - rtr nebli ktva (míst, kde se indikuje napětí) - sběrací ústrjí u jiných strjů není patří sem: uhlíkvé kartáče dsedají na kmutátr zajišťují přívd a vývd prudu d vinutí táčejícíh se rtru jsu v puzdrech puzdra jsu upevněna v držácích držáky kartáčů - kmutátr - ventilátr způsbuje chlazvání strje (zlepšují se tím parametry), aby byl chlazení výknnější, pužívám ventilátr přídavný, který je pháněn mim strj (nejčastěji pmcí asynchrnním strjem s ktvu na krátk)
2. rzdělení stejnsměrných strjů A. pdle tku energie a. mtr b. generátr = dynam, nebudeme se mc zabývat B. pdle druhu buzení (pdle th jak je budící bvd připjen k bvdu ktvi) schéma buzení stejnsměrných strjů permanentní magnety Stejnsměrné Strje s per. magnety napájení z cizíh zdrje SS s cizím buzením pmcí elektrmagnetů napájení z ktvy paralelní SS s paralelním buzením sérivé SS se sérivým buzením smíšené SS se smíšeným buzením paralelní: budící bvd je zapjen paralelně ke ktvě (nebli derivační) sérivé: budící bvd je zapjený d série s ktvu smíšené: budící bvd je zapjen d série neb i paralelně ke ktvě (kmpaudní) a. elektrtechnické schéma stejnsměrný mtru s cizím buzením b. stejnsměrný mtr s paralelním buzením
3. pužití stejnsměrných mtrů - těžké phny (dříve: těžní strje, válcvací stlice, jeřáby, výtahy, elektrická trakce, textilní a papírenský průmysl ) - v sučasné dbě elektrická trakce především trlejbusy, tramvaje a lkmtivy - perspektivní jsu strje s permanentními magnety 4. princip činnsti - pravidl levé ruky 5. prvzní vlastnsti mtru 1) stejnsměrné mtry s cizím buzením - prakticky se nepužívá 2) stejnsměrné mtry s paralelním buzením - spuštění mtru zapnu spuštěč na maximální hdntu, strj zapjím d sítě prudvý ráz je něklikanásbně větší než u asynchrnníh mtru spuštěč můžu vypnut - chd naprázdn vlastnsti ukazují regulační charakteristiky: ( ) jestliže nám budící prud klesá, táčky stupají, pkud nám I b klesne na 0, táčky v neknečnu tmut se říká dbuzení, je t nežáducí jev ( )
- stav při zatížení mhu ppsat různým způsbem, hlavně jak zatěžvací charakteristiky jak ζ, P na f (M) stav při zatížení ppisují i další charakteristiky, např.: mechanická n = f (M) - řízení táček ( ) táčky mhu vlivňvat budícím prudem - reverzace chdu změna směru táčení reverzace chdu uskutečňujeme zásadně změnu změnu směru prudu v ktvě, směr prudu v budícím vinutí se nemění - brzdění mechanické nebudeme se zabírat elektrické dynamické (d rezistru) mtr se dpjí d sítě a připjí se k brzdným rezistrům elektrická energie se mění v tepl mhu plynule brzdit prtiprudem mtr se dpjí d sítě a reverzačně se pět připjí
6. využití mtru, výhdy a nevýhdy - využití: phn bráběcích strjů (histrie) válcvací stlice (histrie) textilní průmysl (histrie) phn jeřábů a výtahů (histrie) - výhdy: plynulé a hspdárné řízení táček - nevýhdy: malý záběrný mment 5) stejnsměrný mtr se sérivým buzením - mmentvá charakteristika - využití: lkmtivy, které se připjují k nákladním vzům 6) stejnsměrný mtr se smíšeným (kupadním) buzením - využití: trlejbus, tramvaj
3.6 synchrnní strje - synchrnní strje jsu strje, kde existuje shda (synchrnismus) mezi táčkami magnetickéh ple statru a táčkami rtru 1. knstrukce - statr je prakticky stejný jak u asynchrnníh mtru nejtypičtější knstrukce: br 16 - rtr může být dvjíh typu: a) s vyniklými (vyjádřenými) póly nervnměrná vzduchvá mezera stejnsměrný prud se získává z budiče b) hladký rvnměrná vzruchvá mezera bývá z jednh kusu materiálu - mezi rtrem a statrem je vzduchvá mezera 2. rzdělení - dle tku energie a) mtry b) generátry -> alternátry c) kmpenzátry je t synchrnní mtr, který pracuje bez mechanickéh zatížení, a který ddává d sítě jalvý výkn, tímt se kmpenzuje účiník bývají v rzvdnách, kde upravují účiník sítě
- dle rtru a) synchrnní strj s rtrem s vyniklými póly (zkracuje se: strj s vyniklými póly) jedná se strje velkéh průměru a malé své délky b) strje s hladkým rtrem strje maléh průměru a velké své délky - pdle chlazení aktivních částí a) synchrnní strje chlazené vzduchem strje menších výknů b) strje chlazené vdíkem a vdu v případě větších výknů u velkých alternátrů ztráty činí asi 1% c) kmbinace 3. pužití - mtry a) phn kmpresrů velké výkny až 30 MW elektrárny, hutě b) phn velkých ventilátrů c) střídavé regulační phny trlejbusy, tramvaje, lkmtivy d) malé synchrnní mtry (mtrky) pr phn hdin, zapisvačů magnetfnů a dále pr phny v autmatizační a regulační technice a rbtice - alternátry a) v elektrárnách 1) strj s vyniklými póly ve vdních elektrárnách (hydr-alternátry) výkny až MW, patří k největším strjů, na statru bývá napětí až 30 kw 2) strj s hladkým rtrem v tepelných elektrárnách (turb-alternátry) jsu pháněny parními turbínami 3) kmpenzátr v rzvdnách a ke kmpenzaci účiníku 4. princip činnsti (princip půsbení synchrnníh strje) - synchrnní alternátr pháněcí strj táčí buzeným rtrem, který vytváří ve statru peridicky prměnné magnetické ple, jehž účinkem se ve statrvém vynutí indukuje napětí, jehž frekvence je přím úměrná táčkám [ ] parní turbína, vdní turbína, plynvá turbína, spalvací mtr nám táčí rtrem - synchrnní mtr jestliže půsbením vnější síly rztčíme rtr na táčky blížící se táčkám tčivéh magnetickéh ple, budu se nesuhlasné póly statru a rtru přitahvat a rtr se bude samstatně synchrnně táčet s magnetickým plem statru i p dpjení pmcnéh rztáčecíh mtru
5. prvz alternátrů - může být z hlediska prvzu dvjí: samstatně pracující vyskytuje se velmi zřídka, prt se nebudeme zabírat na hrských chatách pracující paralelně při každém spuštění strje musíme přifázvat pdmínky při fázvání a) shdnst napětí pmcí budícíh prudu b) shdnst frekvencí pmcí táčkami c) shdnst sledu fází dělá se puze při prvním přifázvání d) shdnst kamžitých hdnt napětí 6. synchrnní mtr a) vlastnsti synchrnních strjů: - mtr má p spuštění táčky - z knstrukčníh hlediska není rzdíl mezi mtrem a generátrem - mtry s táčkami d 1500 min -1 jsu s vyjádřenými póly - mtry s táčkami 1500 3000 min -1 mají hladký rtr b) výhdy a nevýhdy synchrnních mtrů - výhdy: knstantní táčky, které nezávisí na zatížení a napětí sítě mžnst ddávky jalvé energie d sítě, zlepšuje se tím účiník v síti ( ) - nevýhdy: zařízení je slžitější (ptřebujeme budič) je ptřeba fázvací zařízení synchrnní mtr nemá závěrný mment, prt se sám nerztčí menší mmentvá přetížitelnst p M btížné řízení táček c) řízení táček synchrnních strjů - změnu pčtu pólů neb změnu frekvence
d) přifázvání synchrnních strjů - rzběh pmcným mtrem 1) rztáčí se pmcí asynchrnníh mtru a ptm se nabudí 2) asynchrnní rzběh na rtru synchrnníh strje je další vinutí br. 3 tlumič vytváří klec nakrátk (mtr během rzběhu nesmí být nabuzen, nabuzení se realizuje až p dsažení synchrnních táček) 3) kmitčtvý rzběh prvedu připjení mtru k síti a pstupně zvyšuju frekvenci napájecíh napětí e) synchrnní mtr při zatížení - zatěžvací charakteristiky: závislst účiníku a účinnsti na mmentu 4. ELEKTRICKÉ POHONY 121 132 skripta