TECHNICK UNIVERZITA V KOICIACH FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY

  • Slides: 70
Download presentation
TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY Katedra elektroenergetiky Modelovanie v elektroenergetike Základné

TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY Katedra elektroenergetiky Modelovanie v elektroenergetike Základné vlastnosti transformátorov a motorov Košice, 26. novembra 2018

Transformátory. . . sú elektrické stroje, ktoré menia napätie pri prenose elektrickej energie pri

Transformátory. . . sú elektrické stroje, ktoré menia napätie pri prenose elektrickej energie pri rovnakej frekvencii. Používajú sa predovšetkým pri rozvode elektrickej energie.

Princíp Transformátor má dve alebo viacero vinutí na spoločnom magnetickom obvode. Ak privedieme napätie

Princíp Transformátor má dve alebo viacero vinutí na spoločnom magnetickom obvode. Ak privedieme napätie na primárnu cievku transformátora, pretekajúci prúd vybudí striedavý magnetický tok a ten indukuje do sekundárneho vinutia napätie.

Typy transformátorov Podľa počtu fáz jednofázový trojfázový viacfázový Podľa spôsobu chladenia vzduchové plynové pieskové

Typy transformátorov Podľa počtu fáz jednofázový trojfázový viacfázový Podľa spôsobu chladenia vzduchové plynové pieskové olejové Podľa konštrukcie jadra jadrový plášťový toroidný

Príklady transformátorov

Príklady transformátorov

Indukované napätie Predpokladajme, že platí = max. . sin . t Po dosadení do

Indukované napätie Predpokladajme, že platí = max. . sin . t Po dosadení do indukčného zákona kde amplitúda priebehu je Efektívnu hodnotu získame delením dostaneme

Prevod transformátora je definovaný ako pomer indukovaných napätí na primáre a na sekundáre Približné

Prevod transformátora je definovaný ako pomer indukovaných napätí na primáre a na sekundáre Približné vzťahy najpresnejšie v stave naprázdno najpresnejšie v stave nakrátko

Ideálny transformátor μ→∞ R=0 Platí, že U 1 = Ui 1 a U 2

Ideálny transformátor μ→∞ R=0 Platí, že U 1 = Ui 1 a U 2 = Ui 2 (úbytky sú nulové). F m = N 1. I 1 + N 2. I 2 = 0 U 1 U 2 I 1 Φ I 2 Prúd primára je p-krát menší a je so sekundárnym prúdom v protifáze

Skutočný transformátor μr ≈ 103 R>0 V magnetickom obvode i vo vinutiach vznikajú straty.

Skutočný transformátor μr ≈ 103 R>0 V magnetickom obvode i vo vinutiach vznikajú straty. Magnetický obvod má konečnú permeabilitu, na vybudenie toku je potrebný nenulový magnetizačný prúd Iμ. Tok sa už neuzatvára celkom magnetickým obvodom, časť sa uzatvára tak, že nezasahuje do druhého vinutia. Tento rozptylový tok Φσ znižuje hlavný tok a tým znižuje indukované napätí.

Ekvivalentné úpravy ideálneho transformátora Zjednodušene: v obvode je možné realizovať také ekvivalentné úpravy, ktoré

Ekvivalentné úpravy ideálneho transformátora Zjednodušene: v obvode je možné realizovať také ekvivalentné úpravy, ktoré nezmenia pomery na vstupných svorkách (U 1, I 1, φ1) • p krát zvýšime U 2 na hodnotu U 21 = p. U 2 • p krát znížime I 2 na hodnotu I 21 = I 2 /p Je možné

Úplná náhradná schéma Náhradná schéma je obvod z ideálnych pasívnych prvkov (R, L, C),

Úplná náhradná schéma Náhradná schéma je obvod z ideálnych pasívnych prvkov (R, L, C), ktorý sa na vstupných svorkách správa z hľadiska priebehov vstupného prúdu a napätia rovnako zariadenie, ktoré má simulovať. Náhradná schéma skutočného transformátora musí rešpektovať nenulový magnetizačný prúd, ktorý nezávisí od zaťaženia straty v magnetickom obvode, ktoré opäť nezávisia od zaťaženia rozptylový tok, ktorý zníži hlavný tok a tým aj indukované napätie úbytky a straty na odporoch vinutia

Fázorový diagram úplnej náhradnej schémy Pri kreslení vychádzame zo znalosti Ui a I 21

Fázorový diagram úplnej náhradnej schémy Pri kreslení vychádzame zo znalosti Ui a I 21 (známe záťaž). Ďalší postup: • konštrukcia Io, IFe, Iμ • konštrukcia Io, I 21, I 1 • úbytky na primáre, U 1 • úbytky na sekundáre, U 21

Stav naprázdno Menovitý prúd naprázdno Zjednodušená náhradná schéma Straty v železe: hysterézne a vírivými

Stav naprázdno Menovitý prúd naprázdno Zjednodušená náhradná schéma Straty v železe: hysterézne a vírivými prúdmi, oboje závisia od U 2.

Stav nakrátko Prúdy primára a sekundára sú v protifáze, ich toky pôsobí proti sebe,

Stav nakrátko Prúdy primára a sekundára sú v protifáze, ich toky pôsobí proti sebe, výsledný tok je veľmi malý a nenasýti magnetický obvod. Napätie nakrátko Straty v stave nakrátko sú takmer výhradne Jouleove straty v odporoch vinutí ∆Pj. býva 5 až 15% Un. Zjednodušená náhradná schéma Straty pri menovitom prúde nazývame menovitými stratami nakrátko ∆Pkn

Napätie nakrátko Pokiaľ je I 1 = In , potom U 1 = Uk.

Napätie nakrátko Pokiaľ je I 1 = In , potom U 1 = Uk. Napätie nakrátko je možné rozložiť na zložku činnú a jalovú. Pre zložky a napätia nakrátko platí Pytagorova veta (aj pre percentuálne hodnoty). Z lineárneho priebehu charakteristiky nakrátko tiež vyplýva vzťah pre prúd nakrátko pri menovitom napätí :

Transformátor pri zaťažení Z náhradnej schémy vypustiť priečnu vetvu a následne sčítať odpory a

Transformátor pri zaťažení Z náhradnej schémy vypustiť priečnu vetvu a následne sčítať odpory a reaktancie.

Úbytok napätia budeme definovať ako rozdiel sekundárnych napätí naprázdno a napätí pri zaťažení vyjadrený

Úbytok napätia budeme definovať ako rozdiel sekundárnych napätí naprázdno a napätí pri zaťažení vyjadrený v percentách napätia naprázdno. Je možné zanedbať Platí Po úpravách - pomerné zaťaženie, u. R, u. X - zložky napätia nakrátko, φ – fázový posun záťaže Záporné znamienko pri kapacitnom účinníku !

Straty pri chode transformátora vznikajú v magnetickom obvode a vo vinutiach. Straty v magnetickom

Straty pri chode transformátora vznikajú v magnetickom obvode a vo vinutiach. Straty v magnetickom obvode, t. j. straty naprázdno, závisia od veľkosti napätia. Pri bežnej prevádzke sa prakticky nemenia: ΔPo = ΔPon Straty vo vinutí sú takmer výhradne stratami Joulovými na odporoch primára a sekundára a závisia od štvorca prúdu (R. I 2). Je možné napísať: ΔPk = ΔPkn. z 2 Celkové straty

Účinnosť Všeobecne : Po dosadení: pretože P 1 = S 1. cos φ =

Účinnosť Všeobecne : Po dosadení: pretože P 1 = S 1. cos φ = z. Sn. cos φ Je možné dokázať, že stroj dosiahne maximálnu účinnosť pri zaťažovateli Malé transformátory sa konštruujú tak, aby platilo ∆Pon= ∆Pkn (maximálna účinnosť pri z = 1, teda menovitej záťaži). Veľké transformátory potom s pomerom ∆Pon : ∆Pkn = 1 : (3 4) , pretože priemerné zaťaženie býva menšie ako 100 %.

Vznik trojfázového magnetického obvodu Získame tzv. jadrový typ magnetického obvodu. Nesymetria obvodu sa prejaví

Vznik trojfázového magnetického obvodu Získame tzv. jadrový typ magnetického obvodu. Nesymetria obvodu sa prejaví pri chode naprázdno nižším prúdom naprázdno v kratšom stĺpci.

Zapojenie 3 f transformátorov Hviezda Yy Trojuholník Dd Lomená hviezda Zz Platí, že

Zapojenie 3 f transformátorov Hviezda Yy Trojuholník Dd Lomená hviezda Zz Platí, že

Porovnanie z hľadiska nesymetrie záťaže Prúd primára je nútený uzavrieť obvod cez vinutia, ktoré

Porovnanie z hľadiska nesymetrie záťaže Prúd primára je nútený uzavrieť obvod cez vinutia, ktoré nemajú svoj ekvivalent v sekundáre; tu tvorí prúd naprázdno. Zvyšuje Ui a straty ! Yy je značne citlivé na nesymetriu ! Prúd IA vyvolaný záťažou Ia sa uzavrie podľa schémy a nezaťaží zvyšné fázy. Zapojenie Dy je necitlivé k nesymetrii. Zapojenie Yz je necitlivé k nesymetrii záťaže.

Hodinový uhol Definícia: Hodinový uhol (číslo) je fázové oneskorenie fázového napätia sekundára za odpovedajúcim

Hodinový uhol Definícia: Hodinový uhol (číslo) je fázové oneskorenie fázového napätia sekundára za odpovedajúcim fázovým napätím primára merané v násobkoch 30 stupňov. Yy 0

Hodinový uhol

Hodinový uhol

Paralelný chod Podmienky pre paralelný chod Rovnaký prevod (∆p <= uk/10, avšak max. ∆p

Paralelný chod Podmienky pre paralelný chod Rovnaký prevod (∆p <= uk/10, avšak max. ∆p = 0, 5%) Rovnaké napätie nakrátko Rovnaký hodinový uhol Pomer menovitých výkonov do 3: 1 (odporúčanie)

Rozptylové transformátory Umelé zvýšenie rozptylovej reaktancie zvýšením rozptylového toku transformátora. U Mäkšia charakteristika odpovedá

Rozptylové transformátory Umelé zvýšenie rozptylovej reaktancie zvýšením rozptylového toku transformátora. U Mäkšia charakteristika odpovedá vyššiemu rozptylu. I

Meracie (prístrojové) transformátory Dôvodom použitia meracích transformátorov (MT) je prevod meranej veličiny (napätie, prúd)

Meracie (prístrojové) transformátory Dôvodom použitia meracích transformátorov (MT) je prevod meranej veličiny (napätie, prúd) na vhodnú úroveň galvanické oddelenie meraného obvodu Zapojenie MT do obvodu : MT rozdeľujeme na MT prúdu (MTP) MT napätia (MTN) Základnou požiadavkou na MT je, aby meranú veličinu prevádzali v presne danom pomere. Takú požiadavku však môže splniť len ideálny transformátor.

Chyby meracích transformátorov V praxi sú MT zaťažené systémovými chybami, pretože • na vytvorenie

Chyby meracích transformátorov V praxi sú MT zaťažené systémovými chybami, pretože • na vytvorenie toku je potrebný magnetizačný prúd • v magnetickom obvode vznikaj straty v železe • na odporoch vinutí a rozptylových reaktanciách vznikajú úbytky napätia Každý MT vykazuje tzv. chybu prevodu ε a chybu uhla δ.

Merací transformátor prúdu Vplyvom prúdu naprázdno Fázorový diagram prúdov (pozri úplnú náhradnú schému) prúd

Merací transformátor prúdu Vplyvom prúdu naprázdno Fázorový diagram prúdov (pozri úplnú náhradnú schému) prúd I 1 a I 21 nie je presne v protifáze (chyba uhla) I 1 ≠ I 21 (chyba prevodu) Obmedzenie chýb: kvalitné plechy veľmi malé sýtenie Problém : MTP má v primáre vnútený prúd. Ak rozpojíme sekundár, potom sa tento prúd stane prúdom naprázdno. Značne by stúpla ako magnetizačná zložka Iμ tak prúd IFe, zvýšil by sa značne tok a následne indukované napätie transformátora, čo vyvolá nebezpečie prierazu, a taktiež by sa značne zvýšili straty v železe! MTP sa preto nesmie prevádzkovať naprázdno !

Merací transformátor napätia Vplyvom úbytkov napätia na primárnej a sekundárnej vetve transformátora nie sú

Merací transformátor napätia Vplyvom úbytkov napätia na primárnej a sekundárnej vetve transformátora nie sú napätia U 1 a U 21 presne vo fáze (chyba uhla) a U 1 ≠ U 21 (chyba prevodu). Aj tu zmenšujeme chyby na minimum kvalitným magnetickým obvodom a nízkym sýtením. MTN sa potom stane veľmi tvrdý zdroj, ktorý nesmie pracovať nakrátko ! Obyčajne sa sekundár istí.

Autotransformátor Stroj s jedným vinutím. Výkon je z primár na sekundár prenášaný dvojakou formou:

Autotransformátor Stroj s jedným vinutím. Výkon je z primár na sekundár prenášaný dvojakou formou: • • galvanicky magnetickým tokom Pri autotransformátore definujeme 2 výkony: • • priechodzí výkon Sp, čo je celkový prenesený výkon (menovitý výkon na štítku) typový výkon St – výkon prenesený magnetickým poľom Na typový výkon je potrebné dimenzovať magnetický obvod. Platí Magnetický obvod teda vychádza vždy menší ako pri klasickom transformátore. Použitie: transformácia najvyšších výkonov laboratórne zdroje Nebezpečenstvo: pri prerušení spoločnej časti vinutia dôjde k zavlečeniu vyššieho napätia na nižšiu stranu!

Elektrické stroje

Elektrické stroje

Transformátory • Transformátory môžu meniť striedavý elektrický prúd na striedavý prúd s inou intenzitou

Transformátory • Transformátory môžu meniť striedavý elektrický prúd na striedavý prúd s inou intenzitou (veľkosťou) a napätím. • Transformátor sa v princípe skladá z dvoch cievok na spoločnom jadre z magnetizovateľného materiálu. Do vstupného (primárneho) vinutia prichádza striedavý prúd a tým aj elektrická energia. Táto energia je prostredníctvom striedavého magnetického toku v magnetickom jadre prenášaná ďalej. Pretože magnetický tok periodicky mení svoju veľkosť a smer s frekvenciou vstupného prúdu, indukuje sa v sekundárnom vinutí napätie rovnakej frekvencie. Konštrukcia transformátora

Trojfázové transformátory • 3 -f transformátor so spoločným jadrom je vhodnejšie použiť pre transformovanie

Trojfázové transformátory • 3 -f transformátor so spoločným jadrom je vhodnejšie použiť pre transformovanie 3 -fázového striedavého napätia. Schéma Buchholzovej ochrany 3 -f transformátor 400 k. VA s olejovým chladením a rebrovanou nádržou Možnosti zapojenia trojuholníka a hviezdy

Vznik točivého poľa • Pri otáčaní tyčového permanentného magnetu alebo elektromagnetu okolo stredu tak,

Vznik točivého poľa • Pri otáčaní tyčového permanentného magnetu alebo elektromagnetu okolo stredu tak, aby sa póly magnetu pohybovali po kružnici, vzniká točivé magnetické pole • Účinnosť je daná pomerom odvádzaného výkonu a odoberaného výkonu. • Pri menovitom (nominálnom) výkone má motor menovitý moment pri menovitých otáčkach. • Príkon motora (odoberaný elektrický výkon) je možné vypočítať z údajov napätia a prúdu na štítku motora. Tok výkonu elektromotorom • Trojfázový motor sa točí doprava, ak sú fázy L 1, L 2, L 3 pripojené postupne na svorky U 1, V 1, W 1.

Motor s kotvou nakrátko • Konštrukcia: rotor aj stator sú zložené z jednostranne izolovaných

Motor s kotvou nakrátko • Konštrukcia: rotor aj stator sú zložené z jednostranne izolovaných elektroplechov. Touto konštrukciou je prakticky zabránené stratám vírivými prúdmi (ako pri transformátore). • Princíp činnosti: Klietkový motor je možné považovať za najjednoduchšie 3 -f vinutie. Točivé pole statora spôsobuje zmeny magnetického toku vo vodivých slučkách tvorených vodičmi rotora. Indukované napätie vyvolá prietok elektrického prúdu klietkovým rotorom. • • 3 -f motor s kotvou nakrátko Asynchrónne motory sú indukčné motory. Prúd v rotore je vyvolaný indukciou. Asynchrónny motor potrebuje sklz otáčok k indukcii prúdu v rotore. Sklz otáčok asynchrónneho motora je závislý od záťaže motora. Rotory s kruhovými vodičmi majú napriek veľkým rozbehovým prúdom len malý rozbehový moment.

Motor s krúžkovou kotvou • Konštrukcia: rovnaká konštrukcia statora ako pri motore s kotvou

Motor s krúžkovou kotvou • Konštrukcia: rovnaká konštrukcia statora ako pri motore s kotvou nakrátko. Na hriadeli rotora je zväzok rotorových plechov a zberné krúžky. V drážkach rotorového zväzku plechu je uložené vinutie rotora. • Princíp činnosti: Motor s krúžkovou kotvou s krúžkami (resp. kefami) prepojenými nakrátko pracuje na rovnakom princípe ako motor s kotvou nakrátko. • Prevádzka: Vlastnosti motorov s krúžkovou kotvou sú pri zapojení kotvy nakrátko rovnaké ako vlastnosti asynchrónnych motorov s kotvou nakrátko. Motor s krúžkovou kotvou • Motory s krúžkovou kotvou sú indukčné motory. Princíp ich činnosti je rovnaký ako pri motoroch s kotvou nakrátko. • Otáčky motora s krúžkovou kotvou sa riadia rezistormi v obvode kotvy. • Motory s krúžkovou kotvou vyvíjajú veľký rozbehový moment pri malom rozbehovom prúde. Môžu byť spúšťané zaťažené.

Brzdenie 3 -f asynchrónnych motorov • Pre brzdenie 3 -f asynchrónnych motorov sa využívajú

Brzdenie 3 -f asynchrónnych motorov • Pre brzdenie 3 -f asynchrónnych motorov sa využívajú rôzne spôsoby (stratové, bezstratové), medzi ktoré je možné zaradiť: • Mechanické brzdenie (prítlačná pružinová brzda) - Trecia prítlačná brzda je pritlačovaná pružinou pri vypnutom motore. Pri zapnutí motora je brzda elektromagnetom odtiahnutá od brzdného kotúča. Používa sa pri obrábacích strojoch a pri zdvíhacích mechanizmoch. • Brzdenie protiprúdom - Brzdný moment je spôsobený opačným smerom točivého poľa statora, docieleným prehodením dvoch fázových prívodov. Po zastavení je nutné motor odpojiť, aby sa rotor nezačal otáčať opačným smerom. Používa sa pri pohonoch pásovej píly. • Brzdenie jednosmerným prúdom - Statorové vinutie je pripojené na nízke jednosmerné napätie. Prúd indukovaný v otáčajúcom sa rotore brzdí. Používa sa pri obrábacích strojoch a pohonoch navijakov. • Rekuperačné (generátorové) nadsynchrónne brzdenie - Motor je poháňaný mechanicky spriahnutým mechanizmom a pracuje ako asynchrónny generátor. Používa sa napr. pri motoroch s prepínateľnými pólmi prepnutí na nižšie otáčky pri spúšťaní bremien pri žeriave.

Synchrónny generátor • Elektrická energia sa väčšinou vyrába pomocou synchrónnych generátorov. V elektrárňach sa

Synchrónny generátor • Elektrická energia sa väčšinou vyrába pomocou synchrónnych generátorov. V elektrárňach sa väčšinou používajú stroje s vnútornými pólmi, pretože budiaci prúd privádzaný cez zberné krúžky na rotor je podstatne menší ako vyrábané prúdy odvádzané zo statora. • Konštrukcia: Na rotore je budiace vinutie napájané cez 6 -pólový synchrónny generátor zberacie krúžky jednosmerným prúdom. Pretože sa magnetické pole rotora nemení, nie sú dôležité straty v železe (hysterézne a vírivými prúdmi) a rotor tak môže byť vyrobený z plného materiálu a je väčšinou oceľový. Rotory pre menšie otáčky majú vyjadrené póly (pólové nástavce) a nazývajú sa rotory s vyjadrenými pólmi. Rotory pre veľké otáčky sú väčšinou len dvojpólové a sú Zostava rotora s vlastným budením konštruované ako rotory s hladkým povrchom. Budiaci prúd rotora je možné získať usmernením sieťového prúdu. Ako zdroj napájacej energie pre budenie rotora sa používa 3 -f budiaci generátor, ktorého prúd je usmerňovaný a privádzaný k vinutiam rotora vedením v jeho hriadeli. Charakteristiky synchrónneho generátora

Paralelná prevádzka synchrónnych generátorov • Synchrónny generátor môže byť pripojený do siete paralelne k

Paralelná prevádzka synchrónnych generátorov • Synchrónny generátor môže byť pripojený do siete paralelne k iným synchrónnym generátorom („do siete“) a je vyžadovaná nasledovná zhoda: - rovnaký sled fáz; - rovnaká časová poloha fáz; - rovnaká frekvencia; - rovnaká efektívna hodnota napätia. • Napätie vyrábané synchrónnym generátorom stúpa s otáčkami a s budiacim prúdom. Frekvencia vyrábaného napätia je daná otáčkami rotora. • Aby si generátor prifázovaný k sieti s pevnou frekvenciou udržal aj pri zaťažení synchrónne otáčky, musí točivé pole predbiehať synchrónne otáčky o zaťažovací uhol , ktorý sa zväčšuje úmerne so zaťažením. • Odber činného výkonu z generátora rastie pri zvyšovaní mechanického hnacieho výkonu. • Synchrónny generátor kryje v prebudenom režime potrebu induktívneho jalového výkonu odberateľov pripojených do sieti – synchrónny generátor môže pracovať aj v režime dodávok čisto jalového výkonu

Konštrukcia jednosmerných strojov • Stator býva tvorený telesom stroja s vnútornými • pólmi tvorený

Konštrukcia jednosmerných strojov • Stator býva tvorený telesom stroja s vnútornými • pólmi tvorený plným oceľovým prstencovým jadrom a pólovými nástavcami a jadrami cievok z elektroplechov, na ktorých sú cievky statorových vinutí. Kotva (rotor) jednosmerného stroja sa skladá z oceľového hriadeľa a zväzku rotorových plechov nalisovaného na hriadeli. V drážkach zväzku rotorových plechov je vinutie napojené na komutátor umiestnený rovnako na hriadeli stroja. Jednosmerný derivačný motor (motor s paralelným budením) • Komutátor (kolektor) je valec, ktorého plášť je tvorený lamelami z tvrdej medenej zliatiny, oddelenými od seba sľudou. K lamelám sú pripájkované vývody rotorových vinutí. Na statore stroja je nosič kief s čapmi, na ktorých sú otočne upevnené držiaky uhlíkových kief (hranolov). Uhlíkové hranoly (kefy) sú pritlačované k povrchu komutátora tak, aby po lamelách kĺzali pri otáčaní rotora.

Jednosmerný generátor (dynamo) • • V kotve DC generátora sa indukuje striedavé napätie. Komutátor

Jednosmerný generátor (dynamo) • • V kotve DC generátora sa indukuje striedavé napätie. Komutátor DC generátora (dynama) pôsobí ako usmerňovač. Napätie dynama rastie s rastúcimi otáčkami a s rastúcim budiacim prúdom. Pri zmene smeru otáčok dynama je nutné prepólovať (prehodiť) vývody kotvy. Indukcia striedavého napätia v slučke (závite) otáčajúcej sa kotvy dynama Jednosmerný generátor (dynamo)

Jednosmerné motory • DC motory majú veľký rozbehový moment a umožňujú stupňovité riadenie otáčok.

Jednosmerné motory • DC motory majú veľký rozbehový moment a umožňujú stupňovité riadenie otáčok. Ich otáčky môžu byť omnoho vyššie ako otáčky motorov s točivým poľom. • Zdrojom točivého momentu komutátorových motorov sú budiace magnetické pole statora a magnetické pole rotora. Osi oboch polí nemenia svoju polohu. • Smer otáčania DC motorov sa mení prepólovaním napájania kotvy. • Spúšťacie rezistory obmedzujú rozbehový prúd DC motorov. • Protismerné napätie kotvy DC motora obmedzuje tečúci prúd kotvou bežiaceho motora. • Zvyšovaním napätia na kotve sú zvyšované otáčky až na menovitú hodnotu. • DC motory vyžadujú pri nízkych otáčkach cudzie chladenie. • Derivačný motor je DC motor s budiacim vinutím zapojeným paralelne k vinutiu kotvy. • Budiace vinutie so sériovým budením je zapojené v sérii s vinutím kotvy – najväčší záberový DC motor s cudzím chladením moment.

Menič • Menič je točivý elektrický stroj alebo sústrojenstvo premenu elektrickej energie na elektrickú

Menič • Menič je točivý elektrický stroj alebo sústrojenstvo premenu elektrickej energie na elektrickú energiu s iným napätím, iným druhom prúdu, inou frekvenciou alebo iným počtom fáz. • Motorgenerátory sú tvorené elektromotorom a generátorom na spoločnom hriadeli. Pre zvárací agregát je použitý ako pohon asynchrónny motor s kotvou nakrátko a ako zdroj veľkého zváracieho prúdu je použitý synchrónny generátor. Prúd generátora je usmernený kremíkovými diódami. • Synchrónne meniče sa skladajú zo synchrónnych strojov s rozdielnym počtom pólov. Bývajú väčšinou použité ako meniče frekvencie, napr. z 50 na 40 Hz. • Asynchrónne meniče frekvencie sa skladajú z 3 -f motora s kotvou nakrátko a stroja s krúžkovou kotvou. Princíp motorgenerátora Zvárací motorgenerátor

Striedavý menič • Striedavé meniče menia jednosmerný prúd na striedavý prúd. Delia sa na

Striedavý menič • Striedavé meniče menia jednosmerný prúd na striedavý prúd. Delia sa na statické meniče a rotačné meniče. • Typickým príkladom statického meniča je jednotka UPS pre zabezpečenie počítača pri výpadku siete alebo jednotky vyrábajúce sieťové napätie z jednosmerného napätia solárnych článkov. Jednotka prúdového zabezpečenia pri výpadku siete (UPS) Fotovoltické zariadenie so solárnymi panelmi Princíp 3 -f meniča

Chladenie elektrických strojov • Vo vinutiach elektrických strojov dochádza k tepelným stratám. Pri dobrom

Chladenie elektrických strojov • Vo vinutiach elektrických strojov dochádza k tepelným stratám. Pri dobrom chladení je možné pri rovnakom výkone postaviť menší stroj alebo pri zachovaní veľkosti zväčšiť výkon. • Menovité výkony elektromotorov sú stanovené • väčšinou pre teplotu okolia, či chladiaceho média na 40°C. Pri údržbe strojov je potrebné tiež preskúšať správnu funkciu chladenia. Spôsoby chladenia motorov Vlastné chladenie: a) vnútorným chladením, b) povrchovým chladením

Na zopakovanie

Na zopakovanie

Pri prenose elektrickej energie sú nevyhnutné zariadenia, ktoré v rozvodnej sieti umožňujú zvyšovať alebo

Pri prenose elektrickej energie sú nevyhnutné zariadenia, ktoré v rozvodnej sieti umožňujú zvyšovať alebo znižovať elektrické napätie.

Transformátory: sú zariadenia, ktorými sa premieňajú striedavé prúdy a napätia na iné hodnoty napätia

Transformátory: sú zariadenia, ktorými sa premieňajú striedavé prúdy a napätia na iné hodnoty napätia a prúdu s rovnakou frekvenciou. premieňajú = transformujú

Jednofázový transformátor: primárna cievka sekundárna cievka spoločné jadro z mäkkej ocele - skladá sa

Jednofázový transformátor: primárna cievka sekundárna cievka spoločné jadro z mäkkej ocele - skladá sa z dvoch cievok (primárnej a sekundárnej) na spoločnom uzavretom feromagnetickom jadre z mäkkej ocele, ktorá sa ľahko premagnetuje.

Princíp činnosti transformátora: ~ U 1 Primárna cievka po pripojení na striedavý zdroj vytvára

Princíp činnosti transformátora: ~ U 1 Primárna cievka po pripojení na striedavý zdroj vytvára periodicky premenné magnetické pole. Jadro sa premagnetizováva a sekundárnou cievkou prechádza rovnako premenlivý indukčný tok.

Princíp činnosti transformátora: ~ U 1 ~ U 2 Sekundárnou cievkou prechádza premenlivý indukčný

Princíp činnosti transformátora: ~ U 1 ~ U 2 Sekundárnou cievkou prechádza premenlivý indukčný tok, na jej závitoch sa indukuje striedavé napätie. Princíp transformátora je teda založený na elektromagnetickej indukcii.

Základná rovnica transformátora: ~ U 1 ~ U 2 U 1 - efektívne napätie

Základná rovnica transformátora: ~ U 1 ~ U 2 U 1 - efektívne napätie na primárnej cievke U 2 - efektívne napätie na sekundárnej cievke

Základná rovnica transformátora: ~ U 1 ~ U 2

Základná rovnica transformátora: ~ U 1 ~ U 2

Základná rovnica transformátora: ~ U 1 ~ U 2 k - transformačný pomer transformátora

Základná rovnica transformátora: ~ U 1 ~ U 2 k - transformačný pomer transformátora Pomer napätí na sekundárnej a primárnej cievke je rovnaký, ako pomer počtu závitov týchto cievok.

Základná rovnica transformátora: Transformácia nahor: - ak N 2 > N 1, potom k

Základná rovnica transformátora: Transformácia nahor: - ak N 2 > N 1, potom k >1, napätie na sekundárnej cievke je väčšie ako napätie na primárnej cievke. Transformácia nadol: - ak N 2 < N 1, potom k <1, napätie na sekundárnej cievke je menšie ako napätie na primárnej cievke.

Zákon zachovania energie pri transformácii ~ U 1 Pri zanedbateľne malých stratách sa príkon

Zákon zachovania energie pri transformácii ~ U 1 Pri zanedbateľne malých stratách sa príkon P 1 transformátora musí rovnať jeho výkonu P 2 v sekundárnej časti. ~ U 2

Zákon zachovania energie pri transformácii ~ U 1 ~ U 2 Prúdy sa transformujú

Zákon zachovania energie pri transformácii ~ U 1 ~ U 2 Prúdy sa transformujú v obrátenom pomere počtu závitov. Pri vyššom sekundárnom napätí môžeme z transformátora odoberať menší prúd a naopak.

V reálnych transformátoroch vznikajú straty pri premene elektrickej energie na vnútornú energiu vinutia cievok

V reálnych transformátoroch vznikajú straty pri premene elektrickej energie na vnútornú energiu vinutia cievok a vnútornú energiu jadra transformátora. Straty vznikajú: - zahrievaním vodičov cievok, - vírivými prúdmi - periodickým premagnetovávaním jadra. Účinnosť transformátorov preto býva 90% - 98%.

Využitie jednofázových transformátorov: - v rozhlasových prijímačoch a televízoroch, - meracích prístrojoch a pod.

Využitie jednofázových transformátorov: - v rozhlasových prijímačoch a televízoroch, - meracích prístrojoch a pod.

Trojfázový transformátor Každá fáza má osobitné jadro a primárne a sekundárne vinutie. Cievky primárneho

Trojfázový transformátor Každá fáza má osobitné jadro a primárne a sekundárne vinutie. Cievky primárneho resp. sekundárneho vinutia sú spojené do hviezdy alebo do trojuholníka.

Riešte úlohu: Transformátor má primárnu cievku so 660 závitmi a sekundárnu cievku s 30

Riešte úlohu: Transformátor má primárnu cievku so 660 závitmi a sekundárnu cievku s 30 závitmi. Primárna cievka je zapojená na zdroj striedavého napätia 220 V. Určte sekundárne napätie nezaťaženého transformátora. U = 10 V

Riešte úlohu: Príkon transformátora je 800 W, účinnosť 96%. Aký je prúd prechádzajúci sekundárnym

Riešte úlohu: Príkon transformátora je 800 W, účinnosť 96%. Aký je prúd prechádzajúci sekundárnym vinutím, ak sekundárne napätie je 100 k. V? I = 7, 7 m. A

Test Fyzikálny princíp činnosti transformátora je založený na: a) elektromagnetickej indukcii, b) usmernení striedavého

Test Fyzikálny princíp činnosti transformátora je založený na: a) elektromagnetickej indukcii, b) usmernení striedavého napätia, c) zosilnení napätia. 1

Test Pomer napätí na sekundárnej a primárnej cievke transformátora je rovný: a) transformačnému pomeru,

Test Pomer napätí na sekundárnej a primárnej cievke transformátora je rovný: a) transformačnému pomeru, b) pomeru počtu závitov primárnej a sekundárnej cievky, c) pomeru počtu závitov sekundárnej a primárnej cievky, d) prevrátenej hodnote transformačného pomeru. 2

Test Základná rovnica transformátora je: 3

Test Základná rovnica transformátora je: 3

Test Pri transformácii nahor pre počet závitov na sekundárnej a primárnej cievke a transformačný

Test Pri transformácii nahor pre počet závitov na sekundárnej a primárnej cievke a transformačný pomer platí: a) N 2 > N 1 , k > 1 b) N 2 < N 1 , k < 1 c) N 2 = N 1 , k > 0 d) N 2 > N 1 , k > 0 4

Test Pri transformácii nadol pre počet závitov na sekundárnej a primárnej cievke a transformačný

Test Pri transformácii nadol pre počet závitov na sekundárnej a primárnej cievke a transformačný pomer platí: a) N 2 > N 1 , k > 1 b) N 2 < N 1 , k < 1 c) N 2 = N 1 , k > 0 d) N 2 > N 1 , k > 0 5

Test Pre transformáciu prúdov v porovnaní s napätiami platí: 6

Test Pre transformáciu prúdov v porovnaní s napätiami platí: 6

Ďakujem za pozornosť

Ďakujem za pozornosť