Stejnosměrné strojeStejnosměrné stroje

Ing Tomáš Mlčák Ph DIng Tomáš Mlčák Ph DIng. Tomáš Mlčák, Ph.D.Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D.

Fakulta elektrotechniky a Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB informatiky VŠB –– TUOTUO

f i bf i b /k t452/k t452

Katedra elektrotechnikyKatedra elektrotechniky

www.www.fei.vsb.czfei.vsb.cz/kat452/kat452

TZB III TZB III –– Fakulta Fakulta stavebnístavební

Stejnosměrné motory (DC) j y ( )

• mají obdobnou konstrukci jako DC generátory

• vyžadují jeden nebo dva DC napájecí zdrojevyžadují jeden nebo dva DC napájecí zdroje• možnost řízení jejich otáček je jednoduchá• vyrábějí a používají se v širokém rozsahu výkonů

od setin W, až po jednotky MW• v současnosti jsou jejich aplikace nahrazovány

AC pohony především z důvodů spolehlivosti, ší h á ků úd žb l ější ři ímenších nároků na údržbu, levnější pořizovací

ceny a příznivějšího poměru výkonu na jednotku hmotnostihmotnosti

Zapojení budícího, kotevního vinutí a vinutí pomocných pólů DC motoru

Hlavní póly(budící)

Kartáče Pomocné póly

Kotva(rotor)

Zdroj budícího a kotevního napětí

Principielní uspořádání DC motoruOtáčky n

( ě táč í t )

p p

(směr otáčení rotoru)

komutátor

SJ

óll

hřídel

Uhlíkové kartáče

komutátor

Jižn

í pó

ever

ní p

ó

kotv

y

kotvaS

Se

ecí n

apět

í

-

+

elektromagnetické pole – elektromagnetické buzení, nebo permanentní magnet N

apáj

e

Principielní uspořádání DC motoru aPrincipielní uspořádání DC motoru a jeho činnost

pól

pól

Jižn

í p

Sev

erní

kotv

yec

í napět

í +

Nap

áje

Animace principu činnosti DC motoruAnimace principu činnosti DC motoru

SS

+Ua .. napájení kotvy motoru

+

J

Řez špičkovým převodovým DC motorem firmy MAXONDC motorem firmy MAXON

Druhy stejnosměrných strojů• Podle toku energie – motory, generátory• Obdobně jako AM 3 režimy motor generátor brzda• Obdobně jako AM – 3 režimy – motor – generátor – brzda• Podle zapojení budicího vinutí – viz obr. níže

Mechanické charakteristiky DC motoru s cizím buzenímmotoru s cizím buzením

Mechanické charakteristiky DC DC motor s cizím buzenímmotoru s cizím buzením, příp. s permanentními magnety

Ua -+

n0

N

Ua =UaN

n(Ω)

Ra Uind N

nN

I a

I b Ub

+

MUb

- MN

0 Mmax

Řízení rychlosti změnou odporu v y pobvodu kotvy

Mechanické charakteristikySchéma zapojení

Ua -+ n,(Ω)

n 0

Ra

RS Uind ΔnNn N

n 0

I a

I b Ub

+

MN0 -

N

Řízení rychlosti změnou napětí v kotvěy pMechanické charakteristikySchéma zapojení

Řízený α Φ =konst (Ib = konst )usměrňovačαř

n0N

n(Ω) UaN > Ua1 > Ua2

Φ konst. (Ib konst.)

Ua =var

Uind + -

n0N

n01 nN

n

UaN αř = 00

αř =300

I a

Ran02 n1

n2

Ua1

U 2

αř=600

I b Ub

+ a

MMN

Ua2

0Ub

-

M MN0

Řízení rychlosti změnou budícího napětí

Mechanické charakteristikySchéma zapojení

Řízený usměrňovač

n(Ω) usměrňovač

α n 02 φ N > φ 1 > φ 2

Ua =konst

Uind + -

n 01

n2 φ 2

φ

α2 =600

α =300

I a

Ra

n0N nN

n1φ 1 α1 =30

I b=var Ub=var + Φ=var

M

nN φ Nα =00

0 - MN0

Mechanické charakteristiky DC ymotoru se sériovým buzením

Mechanické charakteristiky DC motoru se sériovým buzením

DC motor se sériovým buzením

Ia U+ -

n

RS Uind

IRS=0

I b RS1> RS

MM

Mechanické charakteristiky DC generátorůgenerátorů

Mechanické charakteristiky DCDC generátor s cizím buzením Mechanické charakteristiky DC generátoru s cizím buzením, příp. s permanentními magnety

DC generátor s cizím buzením

RR z U a

Ua Ib , (Φ ) = konst. Ω ( n ) = konst

Uind Ra Ia

Ra ⋅ Ia UaN

UindΩ , ( n ) konst.

Rb Ib Ub

Rp Iama IaIaN0 Iama a IaN

Mechanické charakteristiky DC generátorů

Mechanické charakteristiky DC DC generátor s derivačním buzením

generátorůy

generátoru s derivačním buzenímDC generátor s derivačním buzením

Rzz

Ua R b =konst.

U

U ind I Ra

Uindb

Ω, (n)= konst. UaN

I

Ia

Rb Ib Rp

I INIk IM