PRIEMYSELN ELEKTROTECHNIKA Katedra teoretickej a priemyselnej elektrotechniky FEI

  • Slides: 65
Download presentation
PRIEMYSELNÁ ELEKTROTECHNIKA Katedra teoretickej a priemyselnej elektrotechniky FEI TU Košice

PRIEMYSELNÁ ELEKTROTECHNIKA Katedra teoretickej a priemyselnej elektrotechniky FEI TU Košice

Indukčné stroje Definícia Indukčný stroj je točivý elektrický stroj, ktorého magnetický obvod je malou

Indukčné stroje Definícia Indukčný stroj je točivý elektrický stroj, ktorého magnetický obvod je malou vzduchovou medzerou rozdelený na dve časti : • Stator, • Rotor. Jeho vinutie, obvykle statorové, je pripojená zdroj striedavého prúdu a druhé, obvykle rotorové, je spojená nakrátko a prúd v ňom vzniká elektromagnetickou indukciou, podobne ako pri transformátore. Odtiaľ pochádza jeho názov indukčný.

Rozdelenie indukčných strojov • Indukčný motor - elektrická energia sa mení na mechanickú. •

Rozdelenie indukčných strojov • Indukčný motor - elektrická energia sa mení na mechanickú. • Indukčný generátor - mechanická energia sa mení na elektrickú. • Indukčná brzda – na brzdenie využíva točivý moment, vznikajúci otáčaním rotora proti smeru, ktorým by sa chcel pôsobením elektromagnetických síl otáčať. • Indukčný menič kmitočtu – využíva zmenu kmitočtu prúdu, indukovaného v otáčajúcom sa rotore. • Indukčný regulátor (booster) – je prechodom medzi trasnformátorom a indukčným točivým strojom.

Rozdelenie indukčných strojov • Indukčný motor môže byť: – Podľa statorového vinutia : »

Rozdelenie indukčných strojov • Indukčný motor môže byť: – Podľa statorového vinutia : » Jedofázový, » Trojfázový. – Podľa rotorového vinutia : » Nakrátko, » Krúžkový.

Opis trojfázového indukčného motora s kotvou nakrátko 8 3 5 2 7 1 6

Opis trojfázového indukčného motora s kotvou nakrátko 8 3 5 2 7 1 6 9 4 Príklad vyhotovenia malého indukčného motora s kotvou nakrátko. Zobrazenie kotvy nakrátko z masívnych tyčí 1. hriadeľ, 2. klietka, 3. výstuha (zobrazená len časť), 4. fixovacie drážky. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Kostra, Predný ložiskový štít, Ventilátor, Zadný ložiskový štít, Rotor s klietkou, Statorové vinutie Krit svorkovnice, Statorová svorkovnica, Hriadeľ.

Opis trojfázového krúžkového motora Rotor krúžkového motora má normálne trojfázové vinutie, zvyčajne trvalo spojené

Opis trojfázového krúžkového motora Rotor krúžkového motora má normálne trojfázové vinutie, zvyčajne trvalo spojené do hviezdy. Začiatky vinutia sú pripojené k trom zberacím krúžkom, na ktoré dosadajú tri zberacie uhlíkové kefy, zapojené na rotorovú svorkovnicu Krúžkový motor. 1. Stator, 2. kostra statora, 3. chladiace rebrá, 4. ventilátor, 5. krit motora, 6. rotor, 7(8). Zadný (predný) ložiskový štít, 9. pätky motora, 10. hriadeľ, 11. zberacie krúžky, 12. spájač nakrátko

Základné vlastnosti indukčných motorov Vznik točivého magnetického poľa Ťažná sila indukčného motora vzniká pôsobením

Základné vlastnosti indukčných motorov Vznik točivého magnetického poľa Ťažná sila indukčného motora vzniká pôsobením točivého magnetického poľa, ktoré je výsledkom vzájomného pôsobenia dvoch alebo viacerých striedavých magnetických polí, voči sebe priestorovo i časovo posunutých. a) b) a) usporiadanie troch valcových cievok pre vybudenie točivého poľa b) časový a fázový diagram 3 f napätia

Základné vlastnosti indukčných motorov w Vznik točivého magnetického poľa Okamžité hodnoty prúdov a magnetických

Základné vlastnosti indukčných motorov w Vznik točivého magnetického poľa Okamžité hodnoty prúdov a magnetických tokov v ľubovoľnom okamihu zistíme priemetom vektora prúdu do časovej osi t, ktorú necháme otáčať uhlovou rýchlosťou w proti smeru otáčania vektorov. t 1: Pravidlo pravej ruky. t 1: t 2:

Základné vlastnosti indukčných motorov Vznik točivého magnetického poľa Výsledok – veľkosť výsledného magnetického poľa

Základné vlastnosti indukčných motorov Vznik točivého magnetického poľa Výsledok – veľkosť výsledného magnetického poľa vybudeného troma cievkami pootočenými o 120°, napájanými trojfázovým prúdom, sa s časom nemení, ale jeho vektor sa otáča v smere postupu fáz stálou uhlovou rýchlosťou w, ktorá závisí od kmitočtu napájaného prúdu. Koncový bod vektora výsledného toku opisuje kružnicu a preto sa nazýva točivým kruhovým magnetickým poľom. Viacpólové magnetické pole

Základné vlastnosti indukčných motorov Vznik ťažnej sily Sili pôsobiace na prúdovú slučku v magnetickom

Základné vlastnosti indukčných motorov Vznik ťažnej sily Sili pôsobiace na prúdovú slučku v magnetickom poli. Indukčný motor sa sám roztočí, čo predstavuje jeho veľkú výhodu. Pretože točivý moment vzniká pôsobením indukovaného prúdu, nazýva sa takýto motor indukčným motorom.

Indukčný motor - princíp

Indukčný motor - princíp

Základné vlastnosti indukčných motorov Synchrónne otáčky Otáčky točivého magnetického poľa sa nazývajú synchrónnymi otáčkami.

Základné vlastnosti indukčných motorov Synchrónne otáčky Otáčky točivého magnetického poľa sa nazývajú synchrónnymi otáčkami. Dvojpólové pole vykoná za jeden kmit jednu otáčku, ktorá zodpovedá dvom pólovým rozstupom. Pólovým rozstupom sa rozumie vzdialenosť osí dvoch susedných pólov. Dvojpólové pole Štvorpólové pole Vo všeobecnosti , počet pólových dvojíc (S-J)

Základné vlastnosti indukčných motorov Otáčky motora S rastúcim zaťažením sa otáčky indukčného motora zmenšujú.

Základné vlastnosti indukčných motorov Otáčky motora S rastúcim zaťažením sa otáčky indukčného motora zmenšujú. Pomerný pokles otáčok rotora n voči otáčkam točivého magnetického poľa ns sa nazýva sklzom:

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Pri jej výpočet sa vychádza z toku

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Pri jej výpočet sa vychádza z toku jedného pólu: le – efektívna dĺžka pólu tp – pólový rozostup Stredná hodnota magnetickej indukcie: Tok prvej harmonickej: (1) Magnetický tok jedného pólu

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Indukované napätie v jednom vodiči: Pre sínusový

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Indukované napätie v jednom vodiči: Pre sínusový priebeh toku prvej harmonickej platí: (2) Bm zo vzťahu (1): (3) Pre rýchlosť platí: (4)

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Po dosadení vzťahov (2), (3) a (4)

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Po dosadení vzťahov (2), (3) a (4) výsledné indukované napätie nadobudne tvar: Maximálnu hodnotu nadobudne pri a = p/2, takže jej efektívna hodnota je: Ak má jedna fáza Ns závitov spojených do série, (2 Ns vodičov), bude indukované napätie jednej fázy:

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Po vykrátený a úprave: Skutočné indukované napätie

Indukcia elektromotorickej sily vo vinutí Základná rovnica Po vykrátený a úprave: Skutočné indukované napätie je : k. V – činiteľ vinutia. Vlastnosti transformátora – veľkosť indukovaného napätia Vo vstupnom a výstupnom vinutí s počtom závitov N 1 a N 2 sa indukuje výsledné napätie:

Asynchrónny motor pri zaťažení Náhradná schéma asynchrónneho motora Frekvencia rotorového prúdu I 2 a

Asynchrónny motor pri zaťažení Náhradná schéma asynchrónneho motora Frekvencia rotorového prúdu I 2 a rotorového indukovaného napätia Ui 2 sa rovná rozdielu otáčok magnetického poľa a rotora. Teda rotorové napätie � Rotorovému prúdu I 2 zodpovedá, podobne ako pri transformátore, prúd I 1, určený: Pre výhodnejšie matematické vyjadrenie zavedie sa i pri indukčnom motore predpoklad stáleho toku F a jemu odpovedajúcej stálej elektromotorickej sily. Vplyv rozptylových tokov sa nahradí rozptylovými reaktanciami X 1 a. X 2 a úbytkami, ktoré v nich vyvolávajú prúdy I 1 a I 2.

Asynchrónny motor pri zaťažení Náhradná schéma asynchrónneho motora Rozptylová reaktancia statorového vinutia: Rozptylová reaktancia

Asynchrónny motor pri zaťažení Náhradná schéma asynchrónneho motora Rozptylová reaktancia statorového vinutia: Rozptylová reaktancia rotorového vinutia: Rotorový prúd podľa ohm - ovho zákona: Rotorový prúd:

Asynchrónny motor pri zaťažení Náhradná schéma asynchrónneho motora Rotorový obvod zaťaženého motora možno nahradiť

Asynchrónny motor pri zaťažení Náhradná schéma asynchrónneho motora Rotorový obvod zaťaženého motora možno nahradiť obvodom so stálou reaktanciou X 2 s a premenlivým odporom R 2/s. Tento odpor možno rozdeliť na dve zložky: - Stály odpor rotorového vinutia R 2, - Zvyšok. Aby bolo možné vyčísľovanie prúdov, výkonov a momentov zjednodušené upraví sa náhradná schéma AM na nasledujúci tvar. Zjednodušená náhradná schéma asynchrónneho motora

Asynchrónny motor pri zaťažení Rozdelenie výkonov asynchrónneho motora Príkon motora: min – počet fáz

Asynchrónny motor pri zaťažení Rozdelenie výkonov asynchrónneho motora Príkon motora: min – počet fáz primárneho statorového vinutia Pout – výkon na hriadeli. PSC – straty v železe. PC – straty na primárnom vinutí. Pm – mechanické straty. Pw – ventilačné a trecie straty. Rozdelenie výkonov indukčných motorov

Chod naprázdno Ideálny motor naprázdno. Za ideálneho chodu naprázdno motor je bez akéhokoľvek zaťaženia

Chod naprázdno Ideálny motor naprázdno. Za ideálneho chodu naprázdno motor je bez akéhokoľvek zaťaženia a jeho rotor sa otáča zotrvačnosťou presne synchrónnymi otáčkami. Reálny motor naprázdno. Na krytie strát naprázdno DP 0 berie motor zo siete malý činný, stratový prúd: Skutočný prúd naprázdno I 0 je daný vektorovým súčtom: Na pretlačenie tohto prúdu je potrebné svorkové napätie :

Chod nakrátko Asynchrónny motor pracuje nakrátko vtedy, keď jeho rotor stojí, teda pri rozbehu,

Chod nakrátko Asynchrónny motor pracuje nakrátko vtedy, keď jeho rotor stojí, teda pri rozbehu, v okamihu pripojenia na sieť, alebo pri zastavení od preťaženia. Prúd nakrátko: Ekvivalentný obvod AM pri chode nakrátko

Vlastnosti indukčného motora Momentová charakteristika Pre posúdenie vlastností motora je dôležitá tzv. MOMENTOVÁ CHARAKTERISTIKA.

Vlastnosti indukčného motora Momentová charakteristika Pre posúdenie vlastností motora je dôležitá tzv. MOMENTOVÁ CHARAKTERISTIKA. � V oblasti sklzu s>szv nemôže motor pracovať !!! M = f(s), resp. M = f(n) Mz – záberový moment, Mzv – moment zvratu, maximálny moment, Mn – nominálny moment n Bežný tvar momentovej charakteristiky

Vlastnosti indukčného motora Prevádzkové charakteristiky Na posúdenie prevádzkových vlastností motora určujú sa okrem momentovej

Vlastnosti indukčného motora Prevádzkové charakteristiky Na posúdenie prevádzkových vlastností motora určujú sa okrem momentovej charakteristiky i zaťažovacie či prevádzkové char. ktoré udávajú priebeh veličín M, I 1, n, s, cosj, h v závislosti od výkonu P.

Spúšťanie indukčných strojov Spúšťanie je najväčším prevádzkovým problémom indukčných motorov. Charakteristickým údajom je záberový

Spúšťanie indukčných strojov Spúšťanie je najväčším prevádzkovým problémom indukčných motorov. Charakteristickým údajom je záberový prúd a jemu zodpovedajúci záberový moment. Snahou je, aby záberový prúd bol malý a záberový moment čo najväčší. Motory s kotvou nakrátko možno spúšťať: • Priamym pripojením na sieť, • Statorovým spúšťačom, • Prepínačom Y/D, • Spúšťacím transformátorom, • Použitím rozbehovej spojky. Zmenšenie záberového prúdu a zvýšenie záberového momentu umožňuje: • Odporová klietka, • Dvojitá kllietka, • Vírová klietka, • Rozptylová klietka, • Dvojkruhová klietka, • Dvojvrstvová klietka.

Spúšťanie indukčných strojov Priame pripojenie na sieť Motor sa pripojí na sieť pomocou: a)

Spúšťanie indukčných strojov Priame pripojenie na sieť Motor sa pripojí na sieť pomocou: a) trojpólového vypínača, b) stýkača, c) ističa. Reverzácia sa uskutoční zámenou hociktorých dvoch prívodov. KM 1 – ovládacia cievka stýkača, KM 1. 1 – 1. 3 – pomocné kontakty stýkača, F 1 – nadprúdová ochrana, tepelná spúšť, P 1 – istič, H 1, H 2 – kontrolky (chodu, kľudu). Spúštanie IM = AM s kotvou nakrátko, po vypnutí dobeh voľný.

Spúšťanie indukčných strojov Statorový spúšťač Jeho veľkou nevýhodou je, že zo štvorcom zníženia záberového

Spúšťanie indukčných strojov Statorový spúšťač Jeho veľkou nevýhodou je, že zo štvorcom zníženia záberového prúdu (napätia) klesá záberový moment. Pri znížení záberového prúdu na 1/3 sa zníži záberový moment o 1/9. �

Spúšťanie indukčných strojov Prepínač Y/D Motor sa pripojí na sieť v zapojení do hviezdy

Spúšťanie indukčných strojov Prepínač Y/D Motor sa pripojí na sieť v zapojení do hviezdy a po rozbehu asi na 85% menovitých otáčok sa zvláštnym prepínačom prepne do trojuholníka. Použitím prepínača Y/D zníži sa záberový prúd na 1/3 plného záberového prúdu pri poklese momentu tiež iba na 1/3. KM 1, 2, 3 – ovládacia cievka stykača, KM 1. 1 – 3. 1 – pomocné kontakty stykača, F 1 – nadprúdová ochrana, tepelná spúšť, P 1 – istič, KT 1 – časové relé H 1, H 2 – kontrolky. Spúšťanie AM v zapojení hviezda – trojuholník, dobeh voľný

Spúšťanie indukčných strojov Spúšťací transformátor Použitie pri väčších motorov, ktoré vyžadujú väčšie zníženie záberového

Spúšťanie indukčných strojov Spúšťací transformátor Použitie pri väčších motorov, ktoré vyžadujú väčšie zníženie záberového prúdu. Výhodou spúšťacieho transformátora je, že zníženie záberového momentu je priamo úmerné iba zníženiu prúdového nárazu a nie jeho štvorcu. Zníženie prúdového nárazu je úmerne štvorcu prevodu.

Regulácia otáčok indukčných motorov Otáčky indukčného motora meníme viacerými spôsobmi: regulácia zmenou svorkového napätia,

Regulácia otáčok indukčných motorov Otáčky indukčného motora meníme viacerými spôsobmi: regulácia zmenou svorkového napätia, regulácia zmenou frekvencie, regulácia zmenou počtu pólov, regulácia zmenou sklzu (rotorového odporu). Regulácia zmenou svorkového napätia

Regulácia otáčok indukčných motorov Otáčky indukčného motora sú dané vzťahom: � Regulácia otáčok zmenou

Regulácia otáčok indukčných motorov Otáčky indukčného motora sú dané vzťahom: � Regulácia otáčok zmenou frekvencie Tento spôsob regulácie je najdokonalejší a zároveň aj najdrahší. Pre moment zvratu frekvenčne regulovaného motora platí: � so zmenou frekvencie treba meniť aj napätie. 1. 2. 3. 4. usporiadanie a princíp činnosti frekvenčného meniča usmerňovač, Medzi obvod jednosmerného napätia, Menič s IGBT, Riadenie/regulácia

Regulácia otáčok indukčných motorov Regulácia otáčok zmenou počtu pólov Tento spôsob regulácie sa zvyčajne

Regulácia otáčok indukčných motorov Regulácia otáčok zmenou počtu pólov Tento spôsob regulácie sa zvyčajne požíva pri obrábacích strojoch, výťahoch, čerpadlách atď. Prepínanie počtu pólov sa robí kontaktovým spôsobom, pretože použitie tyristorových spínačov pre toto jednoduché vyhotovenie je veľmi nákladné. Regulácia otáčok zmenou sklzu (rotorového odporu) Regulácia otáčok zmenou sklzu sa uskutočňuje najjednoduchším spôsobom iba v krúžkových motoroch, a to zmenou rotorového odporu R 2 � Rr – výsledný rotorový odpor, Rrp – prídavý rotorový odpor. Na plynulú reguláciu rotorového odporu používame v súčasnosti zväčša impulzové meniče js. prúdu. Schéma zapojenia IM riadeného zmenou Rotorového odporu a momentové charakteristiky pri regulácií motora zmenou rotorového odporu.

Indukčný generátor a brzda Indukčný generátor Indukčný motor Indukčný generátor Každý indukčný stroj môže

Indukčný generátor a brzda Indukčný generátor Indukčný motor Indukčný generátor Každý indukčný stroj môže pracovať ako indukčný generátor, ak sa ním otáča nadsynchronnymi otáčkami v smere točivého poľa.

Indukčný generátor a brzda Indukčná brzda Indukčný motor Indukčná brzda Počas brzdenia odoberá motor

Indukčný generátor a brzda Indukčná brzda Indukčný motor Indukčná brzda Počas brzdenia odoberá motor zo siete prúd I 1 b, ktorý je väčší ako skratový prúd I 1 k a týmto sa motor tepelne veľmi namáha. Brzdenie momentom točivého poľa sa nazýva brzdením protiprúdom.

Indukčný generátor a brzda Úplná momentová charakteristika indukčného stroja

Indukčný generátor a brzda Úplná momentová charakteristika indukčného stroja

Jednofázový indukčný motor Princíp Jednofázový indukčný motor možno pripojiť na jednofázovú sieť, čo umožňuje

Jednofázový indukčný motor Princíp Jednofázový indukčný motor možno pripojiť na jednofázovú sieť, čo umožňuje spotrebiteľom využiť výhody indukčných motorov. Aby sa jednofázový motor dal do pohybu, treba ho hocakým spôsobom roztočiť aspoň na 20% synchrónnych otáčok. a) Rozklad pulzujúceho poľa vo vzduchovej medzere 1 f AM, b) momentová charakteristika 1 f AM

Jednofázový indukčný motor Princíp 1 f motory sa v súčasnosti vyrábajú výhradne s pomocným

Jednofázový indukčný motor Princíp 1 f motory sa v súčasnosti vyrábajú výhradne s pomocným rozbehovým vinutim a rozbiehajú sa ako dvojfázové. Rozbehové vinutie sa vyhotoví tak, aby bolo voči hlavnému vinutiu posunuté o 90°. Zapojenie jednofázového asynchrónneho motora s rozbehovým (RV) a hlavným vinutím (HV) (vpravo) a momentové charakteristiky pri rozbehu motora (vľavo)

Indukčný regulátor a indukčný menič kmitočtu Indukčný regulátor Jednoduchý indukčný regulátor (booster) je trojfázový

Indukčný regulátor a indukčný menič kmitočtu Indukčný regulátor Jednoduchý indukčný regulátor (booster) je trojfázový indukčný stroj s vinutím rotorom, upravený na plynulú reguláciu napätia trojfázovej sústavy. Používa sa v laboratóriách, na reguláciu komutátorových motorov, alebo na zvyšovanie napätia na konci rozľahlých sieti. Indukčný menič kmitočtu sa používa na napájanie indukčných vysokootáčkových motorov na pohon drevoobrábacích strojov, leštičiek, odstrediviek a pod.

Prehľad základných vlastností motora 1. Funkčne i konštrukčne je veľmi jednoduchý, bez zložitých častí.

Prehľad základných vlastností motora 1. Funkčne i konštrukčne je veľmi jednoduchý, bez zložitých častí. 2. Vonkajším tvarom sa dá prispôsobiť poháňanému stroju. 3. Nevyžaduje odbornú obsluhu, 4. Údržba je jednoduchá, 5. Dá sa ľahko a jednoducho ovládať, 6. Otáčky sú iba málo závislé od zaťaženia

Synchrónne stroje Synchrónny stroj predstavuje taký elektrický stroj, ktorého kmitočet svorkového napätia je priamo

Synchrónne stroje Synchrónny stroj predstavuje taký elektrický stroj, ktorého kmitočet svorkového napätia je priamo úmerný otáčkam rotora. Rotor synchrónneho stroja sa teda otáča súčasne – synchrónne s točivým poľom statora.

Synchrónne stroje Rozdelenie a usporiadanie Podľa účelu sa synchrónne stroje delia na: 1. Alternátory

Synchrónne stroje Rozdelenie a usporiadanie Podľa účelu sa synchrónne stroje delia na: 1. Alternátory – synchrónne generátory na výrobu striedavého prúdu. 2. Synchrónne motory – stroje na premenu elektrickej energie na mechanickú. 3. Synchrónne kompenzátory – pracujú ako motory. Dodávajú do siete iba jalový výkon. Slúžia na reguláciu napätia a účinníka siete. 4. Synchrónne konvertory – používané na premenu striedavého prúdu na jednosmerný alebo naopak. 5. Stredofrekvenčné alternátory – slúžia na výrobu stredofrekvenčného prúdu (od 2000 do 10 000 Hz) najmä pre potreby metalurgie (indukčné taviace pece).

Synchrónne stroje Rozdelenie a usporiadanie Konštrukčné usporiadanie synchrónneho stroja s vyjadrenými pólmi 1. staror,

Synchrónne stroje Rozdelenie a usporiadanie Konštrukčné usporiadanie synchrónneho stroja s vyjadrenými pólmi 1. staror, 2. rotor, 3. magnetický obvod statora, 4. statorové vinutie, 5. rotorové vinutie, 6, póly, 7. zberacie krúžky, 8. hriadeľ.

Synchrónne stroje Rozdelenie a usporiadanie Rotor sa skladá z plného oceľového hladkého valca, vykovaného

Synchrónne stroje Rozdelenie a usporiadanie Rotor sa skladá z plného oceľového hladkého valca, vykovaného z legovanej ocele, na obvode ktorého sú pozdĺžne drážky. Tieto stroje sa vyrábajú len ako dvojpólové a štvorpólové. Usporiadanie hladkého rotora

Synchrónne stroje Princíp funkcie - alternátor Aby indukované napätie malo frekvenciu f musia byť

Synchrónne stroje Princíp funkcie - alternátor Aby indukované napätie malo frekvenciu f musia byť otáčky rotora s p pólovými dvojicami určené vzťahom: alebo ak sa v sieti požaduje kmitočet f, musí sa rotor otáčať synchrónnymi otáčkami : Práve pre túto priamu závislosť kmitočtu a otáčok vznikol názov „synchrónny stroj“.

Indukcia elektromotorickej sily Veľkosť indukovaného napätia Ak sa uvažuje sínusový priebeh prvej harmonickej magnetického

Indukcia elektromotorickej sily Veľkosť indukovaného napätia Ak sa uvažuje sínusový priebeh prvej harmonickej magnetického toku, efektívna hodnota indukovaného napätia v jednej fáze trojfázového statorového vinutia je rovnako pri indukčných strojoch. k. V – činiteľ vinutia Indukované napätie – indukčný motor Vlastnosti transformátora – veľkosť indukovaného napätia Vo vstupnom a výstupnom vinutí s počtom závitov N 1 a N 2 sa indukuje výsledné napätie:

Prevádzkový stav alternátora Chod naprázdno V tomto prípade je statorové vinutie bez prúdu, predpokladáme,

Prevádzkový stav alternátora Chod naprázdno V tomto prípade je statorové vinutie bez prúdu, predpokladáme, že magnetická indukcia (magnetický tok) vo vzduchovej medzere má sínusový priebeh. Indukované napätie predbieha magnetický tok o 90°. Chod alternátora naprázdno a) fázorový diagram, b) charakteristika naprázdno

Prevádzkový stav alternátora Chod pri zaťažení – reakcia kotvy Rekcia kotvy – reakciou kotvy

Prevádzkový stav alternátora Chod pri zaťažení – reakcia kotvy Rekcia kotvy – reakciou kotvy sa nazýva spätné pôsobenie prúdu v kotve na magnetické pole, ktorým bol indukovaný. Stroj sa reakciou statorového vinutia priečne zmagnetizuje (magnetický tok Fa). Magnetický tok Fa, vyvolaný zaťažovacím prúdom, pôsobí proti hlavnému magnetickému toku rotora Fb – stroj sa odbudzuje. Výsledný magnetický tok sa zväčšuje Fv – stroj sa pribudzuje.

Prevádzkový stav alternátora Chod pri zaťažení – reakcia kotvy Keďže činný odpor statorového vinutia

Prevádzkový stav alternátora Chod pri zaťažení – reakcia kotvy Keďže činný odpor statorového vinutia je veľmi malý možno ho zanedbať a náhradnú schému zjednodušiť zavedením iba jednej synchrónnej reaktancie. Náhradná schéma synchrónneho stroja zaťaženého impedanciou Z. Xa – reaktancia reakcie statorového vinutia, – nahrádza sa ňou vplyv reakcie kotvy, Xs – rozptylová reaktancia, R – odpor statorového vinutia, Ub – budiace napätie. - synchrónnu reaktanciu Pri synchrónnych strojoch rozlišujeme dve reaktancie statorového vinutia. V strojoch s hladkým rotorom Pôsobí pozdĺžna reaktancia Xad. V strojoch s vyjadrenými pólmi má vplyv aj priečna reaktancia Xaq.

Prevádzkový stav alternátora Chod nakrátko Ak spojíme nakrátko svorky nabudeného alternátora, vzniknú najskôr v

Prevádzkový stav alternátora Chod nakrátko Ak spojíme nakrátko svorky nabudeného alternátora, vzniknú najskôr v obidvoch vinutiach veľké prechodové skratové prúdy a postupne nastane ustálený stav nakrátko. Stroj pracuje v trojpólovom skrate. Dôležitou veličinou je pomerný prúd ik, definovaný pomerom prúdu nakrátko a menovitého prúdu �

Moment synchrónneho stroja Moment stroja s hladkým rotorom Ako pri každom točivom stroji je:

Moment synchrónneho stroja Moment stroja s hladkým rotorom Ako pri každom točivom stroji je: Pri generátore je to moment, ktorý musí vytvárať pohonný motor na vytvorenie elektrického výkonu P=U. I. cosj, pri motore je to moment, ktorý po odčítaní mechanických strát sa získa na jeho hriadeli. Každému zaťaženiu prislúcha na stroji istý záťažný uhol b: , pre b = 0 , pre b = p/2

Moment synchrónneho stroja Moment stroja s hladkým rotorom Stabilný chod synchrónneho stroja do: ,

Moment synchrónneho stroja Moment stroja s hladkým rotorom Stabilný chod synchrónneho stroja do: , pre b = p/2 Až po túto hodnotu pracuje synchrónny stroj stabilne. Pre prekročení b nad hodnotu p/2 : Generátor – vypadne zo stability a prestane pracovať ako generátor a sám začne zo siete odoberať veľký prúd. Motor – motor sa zastaví a prejde do chodu nakrátko.

Moment synchrónneho stroja Moment stroja s vyjadrenými pólmi Ms Mr Moment motora s vyjadrenými

Moment synchrónneho stroja Moment stroja s vyjadrenými pólmi Ms Mr Moment motora s vyjadrenými pólmi má dve zložky : 1. Synchrónny moment Ms, ktorý je rovnaký ako pri stroji s hladkým rotorom, 2. Reakčný moment Mr meniaci sa so sínusom uhla 2 b (druhá harmonicka), ktorého veľkosť závisí od rozdielu pozdĺžnej a priečnej reaktancie a vôbec nezávisí od budenia.

Riadenie napätia alternátorov Ručné riadenie Samočinné regulátory Rýchloregulátor BBC Rýchloregulátor Tirrill AČ – akčný

Riadenie napätia alternátorov Ručné riadenie Samočinné regulátory Rýchloregulátor BBC Rýchloregulátor Tirrill AČ – akčný člen, MČ – merací člen, RU – riadený usmerňovač, GI – generátor impulzov, FS – Ferraisov indukčný systém

Odbudzovač Patrí k nevyhnutnému príslušenstvu každého synchrónneho stroja. Pri poruche stroja sa používa na

Odbudzovač Patrí k nevyhnutnému príslušenstvu každého synchrónneho stroja. Pri poruche stroja sa používa na vypínanie budiaceho prúdu. Ohraničenie budiaceho prúdu vyplýva zo vzťahu pre indukované napätie: Energia magnetického poľa vinutia: Činnosť odbudzovača 1 – hlavný kontakt, 2 – predstihový kontakt, 3 – pomocný kontakt, Ro – odbudzovací rezistor, Rp – pomocný rezistor

Paralelný chod alternátorov Ak výkon všetkých spolupracujúcich alternátorov nestačí na pokrytie potrebného výkonu, musí

Paralelný chod alternátorov Ak výkon všetkých spolupracujúcich alternátorov nestačí na pokrytie potrebného výkonu, musí sa k tejto sieti pripojiť ďalší alternátor. Pred jeho pripojením na sieť musia mať alternátor a sieť: - rovnaký sled fáz, - rovnakú frekvenciu, - rovnaké napätie, - napätia musia dosiahnuť amplitúdu v rovnakom okamihu (obidve napätia musia byť vo fáze). Zapojenie prístrojov na frázovanie alternátora

Synchrónny motor Konštrukcia a vlastnosti Synchrónny motor má rovnakú konštrukciu ako alternátor. Každý synchrónny

Synchrónny motor Konštrukcia a vlastnosti Synchrónny motor má rovnakú konštrukciu ako alternátor. Každý synchrónny motor môže pracovať ako alternátor a naopak. Výhody - má konštantné otáčky nezávislé od zaťaženia, - nezaťažuje sieť jalovým výkonom, - nie je citlivý na zmeny napätia, - má väčšiu účinnosť ako asynchrónny motor, Nevýhody - ťažko sa spúšťa, - musí obsahovať budič, - záberový moment je malý - otáčky sa dajú regulovať len s problémami.

Synchrónny motor Spúšťanie - Aby mohol synchrónny stroj pracovať, musíme ho najskôr roztočiť na

Synchrónny motor Spúšťanie - Aby mohol synchrónny stroj pracovať, musíme ho najskôr roztočiť na synchrónne otáčky a až potom prifázovať na sieť. - Synchrónne motory sa spúšťajú (rozbiehajú) vlastným asynchrónnym rozbehom, rovnako asynchrónne motory s kotvou nakrátko. Klietka synchrónnych strojov Asynchrónne spúšťanie synchrónneho motora

Synchrónny motor Spúšťanie Motory s väčším výkonom a motory v tých prípadoch, keď rozvodná

Synchrónny motor Spúšťanie Motory s väčším výkonom a motory v tých prípadoch, keď rozvodná sieť nedovoľuje priame pripojenie, možno spúšťať: Spúšťanie synchrónneho motora tlmivkou Spúšťanie spúšťacím autotransformátorom

Hydroalternátory Hydroalternátormy sa nazývajú alternátory poháňané voľnobežnými Kaplanovými alebo Francisovými turbínami. Ich charakteristickým znakom

Hydroalternátory Hydroalternátormy sa nazývajú alternátory poháňané voľnobežnými Kaplanovými alebo Francisovými turbínami. Ich charakteristickým znakom je väčší počet pólov a jemu zodpovedajúci väčší priemer. Hydroalternátory rozmerove predstavujú najväčšie elektrické stroje (priemer aj nad 10 m).

Turboalternátory sú po konštrukčnej a výrobnej stránke najnáročnejšími elektrickými strojmi. Je to alternátor poháňaný

Turboalternátory sú po konštrukčnej a výrobnej stránke najnáročnejšími elektrickými strojmi. Je to alternátor poháňaný parnou alebo plynovou turbínou. Vzhľadom na vysoké otáčky predstavuje stroj, pracujúci skoro na hranici mechanickej pevnosti.

Turbíny Francisova turbína Kaplanova turbína

Turbíny Francisova turbína Kaplanova turbína

Turbíny Peltonova turbína Bankyho turbína

Turbíny Peltonova turbína Bankyho turbína

Turboalternatory Turboalternátor pri montáži

Turboalternatory Turboalternátor pri montáži

ĎAKUJEM ZA VAŠU POZORNOSŤ Katedra teoretickej a priemyselnej elektrotechniky FEI TU Košice

ĎAKUJEM ZA VAŠU POZORNOSŤ Katedra teoretickej a priemyselnej elektrotechniky FEI TU Košice