1.Budowa maszyny indukcyjnej. Pierścieniowa i klatkowa (silnik zwarty). Uzwojenie wirnika maszyny pierścieniowej wykonane z przewodów izolowanych takie samo jak uzwojenie stojana. Uzwojenie wirnika trzyfazowe (w maszynach małych mocy dwufazowych). Silnik pierścieniowy – uzwojenie wirnika połączone na stałe z pierścieniami ślizgowymi (możliwość włączenia w obwód wirnika urządzeń rozruchowych i regulacyjnych). Pobierają duże prądy przy rozruchu. Silnik kątowy – klatka stanowi uzwojenie wirnika. Składa się ona z całego szeregu nie izolowanych prętów zwartych na swoich czołach. Klatkę możemy traktować jako uzwojenie wielofazowe o liczbie faz równej liczbie prętów klatki.
2.Zasada działania maszyny indukcyjnej. Symetryczne uzwojenie trzyfazowe w stojanie zasilane z sieci symetrycznym prądem trójfazowym wytwarza pole wirujące kołowe ns (prędkość ns zależy od częstotliwości f prądu zasiania i liczby par biegunów p uzwojenia). ns=60f/p. Pole przecina pręty wirnika indukując w nich napięcia i płyną w nich prądy. Pręty klatki z prądem znajdują się w polu magnetycznym stojana – powstaje moment elektromagnetyczny Me. Jeżeli Me>Mm(moment obciążenia pochodzący od przyłączonej maszyny roboczej i tarcia) to wirnik rusza nr tak długo jak Me>Mm. Ze zwiększaniem się prędkości wirnika napięcie indukowane i prąd w prętach wirnika maleją a następnie maleje Me działający na wirnik. Poślizg silnika: s=(ns-nr)/ns (prędkość pola wirującego względem wirnika) lub s=(ns-nr)/ns *100% gdy Me<Mm-silnik się zatrzyma; gdy Me>Mm –tędęcja do ciągłego przyspieszania (rozbiegania). Skrajne stany pracy: 1.wirnik zatrzymany: nr=0; s=1; 2.bieg synchroniczny: nr=ns; s=0. Prędkość obrotowa wirnika: nr=(1-s)ns; Częstość napięć indukowanych w uzwojeniu wirnika: fr=p(ns-nr)=pns (ns-nr)/ns; fr=fss; fs=pns-czestotliwość napięć zasilających stojan; s=fr/fs. Strumień magnetyczny wytworzony przez uzwojenie stojana wiruje względem niego z prędkością ns natomiast strumień magnetyczny wytworzony przez prądy płynące w uzwojeniu wirnika będzie wirował z prędkością n#. n#=fr/p=fss/p=nss. Prędkość pola wirnika w stosunku do stojana będzie równa: n#+nr=nss+nr=ns(ns-nr)/ns +nr; ns=n#+nr-predkosć wypadkowa. Oznacza to że strumień magnetyczny wytworzony przez prądy płynący w uzwojeniu wirnika wiruje w przestrzeni z taką sama prędkością jak strumień magnetyczny wytworzony prądami stojana. Prędkość ta jest niezależną od prędkości wirnika. Żeby silnik mógł pracować musi wystąpić poślizg. Prędkość synchroniczna dla silników indukcyjnych: dla p=1, ns=50obr/sÞns=3000obr/min- graniczna; dla p=2, ns=25obr/sÞns=1500obr/min; Im silnik wiekszy tym tym mniejsze poślizgi: p=3 ns=16 2/3obr/sÞns=1000obr/min; p=4, ns=12,5obr/sÞns=750obr/min; p=5, ns=10obr/sÞns=600obr/min
3.Uzwojenie maszyn prądu przemiennego. a-liczba żłobków na obwodzie maszyny , 2p-liczba par biegunów , m-liczba faz , q-liczba żłobków na biegun i fazę , Ya-rozpietość ze zwoju (doskok uzwojenia) wyrażona w żłobkach ; q=Q/2pm , q-oznacza ile żłobków na podziałce biegunowej jest zajętych na uzwojenie jednej fazy.Liczba q może być całkowita bądź ułamkowa; Ya£Q/2p jeżeli Ya=Q/2p-zezwój średnicowy ,Ya<Q/2p-uzwojenie skrócone.Grupa zezwoju-stanowi kilka zezwojów ułożonych w sąsiednich żłobkach i połączonych ze sobą.Pasmo fazowe-otrzymuje się poprzez połączenie ze sobą kilku grup.Podział uzwojeń ze względu na liczbę faz:jednofazowe,dwufazowe,trójfazowe,wielofazowe.Uzwojenia jednowarstwowe:a)piętrowe(2i3piętrowe)b)wzornikowe(grupowe o jednakowych zezwojach, koszykowe).Uzwojenia dwuwarstwowe:a)pętlowe b)faliste. Uzwojenie jednowarstwowe zajmuje cały żłobek. W uzwojeniu bok zezwoju zajmuje połowę żłobka. Uzwojenia dwuwarstwowe są najczęściej stosowane w maszynach prądu przemiennego.Wykonane są jako pętlicowe lub faliste.Wszystkie zezwoje tego uzwojenia mają jednakową rozpiętość w związku z czym można wykonywać na wzorniku z tego względu montaż jest łatwy. Uzwojenie to pozwala na budowę zezwojów skróconych w celu wyeliminowania wyższych harmonicznych. Uzwojenia dwuwarstwowe są najczęściej stosowanymi uzwojeniami maszyn prądu przemiennego.Wszystkie zezwoje tego uzwojenia są jednakowe wiec można wykonać je na wzorniku co ułatwia ich montaż.Moc pobierana przez silnik z sieci:określona jest jako moc wewnętrzna bądź idealna. Jest to moc jaka strumien magnetyczny przenosi ze stojana do wirnika; Pd=PIN-PTs; PIN=3Upkscosφs;WIRNIK:-straty podstawowe w uzwojeniu wirnika Pwr=μrRrIr2;-straty dodatkowe obciążeniowe w wirniku PaLr;-straty obciążeniowe PLr PLr=Pwr+PaLr; straty obciążeniowe można określic z zależności: PLr=Pδs, to s=PLr/Pδ; Moc mechaniczna Pmech Pmech=Pδ-PLr=Pδ-Pδs=Pδ(1-s); P=ΩμTs; Straty jałowe(zaleza od obciążenia) P0=PFe+PFea+PaLr; straty w wirniku PTr-Pwr+PaLr+Pm; starty całkowite Pt Pt=Pts+Ptr; moc wydawana P=PIN_Pt; sprawność silnika η=P?PIN=PIN-Pt/PIN=1-Pt/PIN;
Stan obciążenia – charakterystyki: Najczęściej interesuje nas praca maszyny indukcyjnej przy stałym napięciu zasilania (U1=U1N=const) i stałej częstotliwości (f1=f1N=const). Straty w maszynie-wykres Saukey’a STOJAN:-straty w rdzeniu PFe podstawowe;-straty dodatkowe PFea;-straty podstawowe w uzwojeniu Pws Pws-3RsIpks2 Rs-rezystancja jednej fazy dla pradu stalego;-straty dodatkowe obciążeniowe PaLs;-straty całkowite w stojanie PTs PTs=PFe+PFea+Pws+PaLs:
Współczynniki grupy, skrótu , uzwojenia. Współczynnik grupowy (współczynnik rozłożenia) –napięcie grupy uzwojenia składa się z kilku szeregowo połączonych zezwojów rozłożonych w sąsiednich żłobkach wskutek rozłożenia każdy zwój grupy zajmuje inne położenie względem pola i dlatego poszczególne boki zezwojów nigdy nie znajdują się równocześnie w amplitudzie pola. Wartość współczynnika kg zależy od liczby żłobków na biegun i fazę oraz kształtu fali pola. Współczynnik grupy określa stosunek amplitudy napięcia grupy rozłożonej do amplitudy napięcia jakie wystąpiłoby w przypadku skupienia wszystkich q zezwojów grupy w jednej parze żłobków o doskoku średnicowym. kg=Emgrupy rozłożonej/Emgrupy skupionej=Emgrupy/qEmzezwoju; Współczynnik grupy przybiera zatem wartości liczbowe: dla q>1, kg<1 dla q=1, kg=1, dla przebiegów sinusoidalnych kg=Egrupy/qEzezwoju; kg=sin(qae/2)/qsin(ae/2); dla n-tej harmonicznej kgn=sin(nqae/2)/qsin(nae/2); Współczynnik skrótu-(zależy od poskoku uzwojenia i od kształtu fali pola) –stosunek amplitudy napięcia indukowanego się w zezwoju o poskoku skróconym do amplitudy napięcia jakie indukowałyby się w tym zezwoju wykonanym jako średnicowy: ks=Emzezwoju cięciwowego/Emzezwoju średnicowego =Em zezwoju cieciwowego/2z2Emboku; El-napiecie indukowane w lewym zezwoju cięciwowego; Ep-napiecie indukowane w prawym zezwoju cięciwowego; El=Ep=Em; ks=Ezezwoju/2E#; Ezezwoju/2=E#cosb/2 ÞEzezwoju=2E#cosb/2; ks=2E#cosb/2/2E#=cosb/2; b=p-y/tp *p; b/2=1/2(p-py/tp); ks=cos(p/2 -py/2tp)=sinyp/2tpÞ ks=sinyp/2tp; dla n-tej harmonicznej ksn=sin(ny/tp* p/2); Poprzez zastosowanie odpowiedniego skrótu uzwojenia możemy wyeliminować bądź wydatnie ograniczyć wyższą harmoniczne. Współczynnik uzwojenia ku=kgks dla n-tej harmonicznej: kun=kgnksn
Schemat zastepczej maszyny indukcyjnej:Rs-rezystancja jednej fazy uzwojenia stojana; Xs-reaktancja rozproszenia uzwojenia stojana;Rr’-rezystancja jednej fazy uzwojenia wirnika sprowadzona na stronę stojana; Xr’-reaktancja rozproszenia jednej fazy uzwojenia wirnika odniesiona do stojana;Xμ-reaktancja magnesujaca zwiazana ze strumieniem szczelinie;RFe-rezystancja reprezentujaca straty w obwodzie magnetycznym maszyny(glownie w rdzeniu stojana); -moc mechaniczna wydawana ;fs=fr;Uir’=Uis’;Uir’=Uirku;ku-przekladnia napieciowa; Równanie przepływu:;Θpks-zwiazane z przplywem prądu w stojanie;; μsNskwsIs=μrNrkwrIr+μsNskwsI0 | μskwsNs→;=Ir’;Ir’-prad uzwojenia wirnika odniesiony do obwodu stojana;Is=Ir’+I0:
Napięcie indukowane w uzwojeniu. Ui=Bliv; zakłada się ze w maszynie pole magnetyczne kołowe; ...
sprawozdania_pollub