Elektrotechnika Pednka 7 Stejnosmrn stroje Princip indukovan napt

Elektrotechnika Přednáška 7. – Stejnosměrné stroje Princip, indukované napětí, reakce kotvy Momentové charakteristiky + vlastnosti, vliv buzení, regulace otáček Druhy motorů, náhradní obvod Rozběh a brzdění Použití Konstrukční uspořádání Dynamo – charakteristiky, vlastnosti, tachodynamo Miroslav Novák © 2012 Tento materiál vznikl za podpory projektu Modernizace didaktických metod a inovace výuky technických předmětů.

Princip Stator vytváří v dutině konstantní magnetický tok Do rotoru je pomocí kartáčů a komutátoru přiváděn stejnosměrný proud Tj. máme vodič v magnetickém poli a na něj působí síla F = Bl. I

Princip Faradayova síla působí na rameni daném poloměrem rotoru Vodič má dvě větve Síla je snížena o úhel natočení Youtube http: //www. youtube. com/embed/Ue 6 S 8 L 4 On. Y? wmode=transparent http: //www. youtube. com/embed/0 ajvcdf. C 65 w ? wmode=transparent http: //www. youtube. com/embed/Op. L 0 joq. Jmq Y? wmode=transparent

Princip Magnetická pole jsou na sebe téměř kolmá za všech podmínek

Reakce kotvy Průchodem proudu rotorem (tedy při zatížení) se v něm vytváří vlastní magnetický tok Ten je otočený oproti statorovému toku Po jejich sečtení vznikne skutečný tok motorem – je deformovaný a neodpovídá předpokladům Po polovinou pólového nástavce statoru je pole zeslabeno a pod druhou zesíleno - neutrální osa je pootočena o úhel g Proto se u velkých motorů kompenzuje – kompenzačními póly na statoru pole „rovnáme“ do původního tvaru Do vinutí kompenzačních pólů se přivání kotevní proud Ia

Indukované napětí v kotvě Jde o pohyb vodiče magnetickým polem = Faradayův indukční zákon Ui = k*Fb*w Napětí na svorkách U = Ui – Ra*Ia – DUk

Charakteristiky otáčková, momentová, regulace, odbuzení, rozběh, brzdění M = k 1 * Ia * Ф f • • • k 1 = motorová konstanta 1 Ia = proud kotvou (armature current) Фf = mag. tok pole statoru n = k 2 * Ua / ( Фf ) • • • k 2 = motorová konstanta 2 Ua = napětí na kotvě Фf = mag. tok pole statoru (funkce proudu vinutím statoru If) Příkon (P) = napětí (Ua) * proud (Ia) P = M * n * Фf / (k 1 * k 2 * Фf) = M * n / konst.

Typy DC motorů podle zapojení buzení a) b) c) d) e) Cize buzený Sériový (univerzální) Derivační (paralelně zapojený) Kompaudní (smíšený) S permanentním magnetem

Použití a) Cize buzený servopohony pro náročné aplikace – posuvy obráběcích strojů, roboty b) Sériový (univerzální) elektrická trakce – výhodně měkká charakteristika zajišťuje plynulé zrychlení bez škubání spouštěč u automobilů c) Derivační (paralelně zapojený) Ideální charakteristiky, obdobné chování jako cize buzený, jednodušší – není 2. nezávislý zdroj pro buzení d) Kompaudní (smíšený) Velké stroje e) S permanentním magnetem Malé motorky – spotřební elektronika, hračky, automobily (stěrače, ventilátor. . . ), vibrační vyzvánění, vibrační erekční kroužky. . .

Konstrukce Stator – vede magnetický tok (stálý = nemusí být z plechů) běžná ocel Statorové magnety/ cívky – vytváří magnetický tok statoru feritové magnety, vyjimečně Fe. Nd. B, vinutí z Cu lakovaného drátu, hodně závitů tenkým drátem (derivační motor), silný drát (sériový motor) Rotorový svazek – vede magnetické pole magnetický obvod z plechů Vzduchová mezera Rotorové vinutí – vede kotevní proud Cu lakovaný vodič, drážková izolace proti prodření, klínky proti odstředivé síle + bandáž vývodů Komutátor s kartáči – zajišťuje přepínání cívek v rotoru Cu s mykanitem, kartáře C, elektro C, kompozity Cu. C

Dynamo Mění mechanickou práci na elektrickou –> indukce v otáčející se kotvě = střídavý proud –> komutátor = mechanický usměrňovač proudu Zpravidla derivační nebo s permanentními magnety charakteristiky jako DC motor zatěžovací charakteristika – zkratuvzdorné díky odbuzení Použití – dnes omezené, dříve automobily (do 70. let), v historii i pro výrobu el. energie

Tachodynamo Snímač otáček (viz otáčková charakteristika) Přizpůsobení konstrukce – požadujeme co nejmenší zvlnění výstupního napětí

Shrnutí Známe princip DC motoru Známe druhy a jejich charakteristiky Víme co je indukované napětí a reakce kotvy Umíme počítat výkonové poměry motoru a dynama podle náhradního obvodu Známe princip dynama Víme co je tachodynamo a k čemu se používá

Literatura TKOTZ, Klaus a kol. Příručka pro elektrotechnika. Europa. Sobotáles, Praha, 2006. 2. dopl. vyd. 623 s. ISBN 80 -86706 -133 MAYER Daniel. Vybrané partie ze silnoproudé elektrotechniky. ZU v Plzni, 2002. 1. vyd. 250 s. ISBN 80 -7082 -925 -7 Spousty materiálů na webu – stačí vyhledat DC motor