prezentace aplikace powerpointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/ad1b14sp1... · 2015....
TRANSCRIPT
![Page 1: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/1.jpg)
Doc. Ing. Petr Voženílek, CSc. 2 2435 2135 T2:B3-257Doc. Ing. Vladimír Novotný, CSc. 2 2435 2150 T2:B3-247
Doc. Ing. Pavel Mindl, CSc. 2 2435 2150 T2:B3-247----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ZÁKLADNÍ LITERATURA:
L1: Voženílek, P., Novotný, V., Mindl, P.: Elektromechanické měniče; ČVUT Praha, 2015
L2: Voženílek, P., Mindl, P., Novotný, V.: Elektromechanické měniče - cvičení; ČVUT Praha, 2011
L3: www.motor.feld.cvut.cz / studijní materiály / b151/A1B14SP1/L4: Měřička, J., Hamata, V., Voženílek, P.: Elektrické stroje; ČVUT Praha, 1997L5: Záznamy z přednášek
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LABORATOŘE: T2: H1 – 26 T2: E1 – 108----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ZKOUŠKA: - přínos z cvičení 28 bodů- ústní zkouška 4 X 18 = 72 bodů
VÝSLEDNÉ HODNOCENÍ max. 100 bodů = A - výborně
A1B14SP1 ELEKTRICKÉ STROJE A PŘÍSTROJE 1 3+2 z,zk
![Page 2: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektrické stroje a přístroje 1
![Page 3: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/3.jpg)
Základní pojmy a fyzikální vztahy
Stroj - zařízení na přeměnu energie
Přeměna energie je doprovázena vznikem ztrát
Vstupní energie = Výstupní energie + Ztrátová energie
Účinnost stroje
![Page 4: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/4.jpg)
Elektrický stroj
- zařízení na elektromechanickou přeměnu energie
na principu elektromagnetické indukce
Motory Elektrická energie → mechanickou
Generátory Mechanická energie → elektrickou
Transformátory resp. měniče Elektrická energie →
→ elektrickou jiných parametrů
![Page 5: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/5.jpg)
Elektrický
motor
Poháněné
zařízení
Ztráty
Komponenty elektrického pohonu
Elektrické
spínací
přístroje
![Page 6: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/6.jpg)
Fyzikální vztahy v elektromagnetickém poli matematicky popisují
Maxwellovy rovnice,
doplněné o vztahy v magnetickém a elektrickém poli.
![Page 7: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/7.jpg)
Magnetický obvod
Pro H = konst. platí:
Pro B = konst. platí:
Hopkinsonův zákon
Platí pro: H = konst., B = konst., μFe>>μδ
![Page 8: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/8.jpg)
Směr magnetického toku v cívce –
pravidlo pravé ruky
( prsty směr i ,
i
palec směr Φ )
Φ
![Page 9: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektromagnetická indukce
2. Maxwellova rovnice – indukční zákon
Spřažený magnetický tok Ψ pro obr.:
Ψ = 2 Wb.4z + 1 Wb.3z + 1 Wb.1z = 12 Wb
Diferenciál spřaženého toku lze zapsat
v parciální formě
Elektromotorické napětí
e - vzniká časovou změnou spřaženého magnetického toku (transformační napětí)
a prostorovou změnou magnetického pole rychlostí v (pohybové či rotační napětí)
dxx
dtt
d
v
xtdt
de
![Page 10: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/10.jpg)
Elektromotorické napětí e
je vnitřní napětí, které udržuje polaritu
svorek a je dáno vektorovým součinem
Bve
Indukované napětí ui
je napětí měřené vnějším měřicím obvodem na svorkách a má tedy
opačné znaménko než e.eui
Pohybové napětí (rotační) indukované v jednom vodiči o délce l ,
pohybujícím se v konstantním magnetickém poli Φ = B.S , kde platí:
xlBat 0
vlBue i
![Page 11: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/11.jpg)
„ ei = B.l.v „ - pravidlo pravé ruky
( siločáry do dlaně,
Φ
palec pohyb,
v
prsty směr ei )
ei
→ snaží se vyvolat
iv
ei – elektromotorické napětí
ui – indukované napětí (opačný směr)
ei
![Page 12: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/12.jpg)
Vztahy v elektromagnetickém poli
IRUIRU zz 0
IRUUIRUU vivi 0
Indukované napětí lze změřit na zdroji při chodu naprázdno.
![Page 13: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/13.jpg)
Síla a moment v magnetickém poli
Síla působící na vodič:
dx
difm
Na vodič délky l :
liBfm
(snížení energie mag. pole)
Smysl síly dává vektorový součin:
BiF
![Page 14: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/14.jpg)
Fv
Stejnosměrné motory
Φ
i
Pravidlo levé ruky:
pole do dlaně, prsty směr proudu,
palec směr síly
![Page 15: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/15.jpg)
Výběr poháněcího motoru
![Page 16: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/16.jpg)
n(min-1) Konstantní
výkon
Konstantní
moment
M (Nm)
Výběr poháněcího motoru
Požadavky na pohon:
- shoda s národními a mezinárodními standardy
- maximální trvalý výkon nebo moment
Mechanická charakteristika
při I – konst.,
neboť z mechaniky platí
Základní
otáčky
MP
Mn
![Page 17: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/17.jpg)
Výběr poháněcího motoru
Požadavky na pohon:
- shoda s národními a mezinárodními standardy
- maximální trvalý výkon nebo moment
- změna smyslu otáčení, brzdění
- napájecí napětí a frekvence
- řízení otáček, polohy - přesnost
- požadavky na dynamiku
- převodovka- mechanické a elektrické ochrany
- prostředí
- hlučnost
Motor musí splňovat kriteria
- elektromagnetická
- mechanická
- tepelná
- izolační
- ekonomická
![Page 18: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/18.jpg)
Motory na stejnosměrný proud
s budicím vinutím
Použití:
Válcovací a těžní stroje, trakce, …
AC/DC univerzální motorky
Použití:
pohon domácích přístrojů a
přenosného nářadí
Výhody:
Při napájení proměnným napětím
ideální pro pohony s řízením
rychlosti a smyslu otáčení.
Nevýhody:
Komutace (komutátor) !!!
a odvod tepla z rotoru.
![Page 19: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/19.jpg)
Motory na stejnosměrný proud
s permanentními magnety
AC/DC univerzální motorky
Použití:
pohon domácích přístrojů a
přenosného nářadí
Použití:
Malé motory, zejména
pomocné pohony v automobilech
![Page 20: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/20.jpg)
Asynchronní motor
Uspořádání:
- s kotvou nakrátko, trojfázový
- s kotvou nakrátko, jednofázový
- s kotvou vinutou, trojfázový
Použití:
Pohony od kW do 20 MW.
Čerpadla, ventilátory, kompresory,
trakce a vše ostatní.
Motory na střídavý proud
Vlastnosti:
Účinnost a účiník jsou u malých typových výkonů nízké.
Účiník značně klesá při snížení zatížení.
Řízení otáček napájením z měniče frekvence při U1 / f1 = konst. nebo
použitím skalárního či vektorového řízení po doplnění čidla polohy rotoru.
![Page 21: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/21.jpg)
Synchronní motor
s budicím vinutím s permanentními magnety Reluktanční motor
Použití:
Kompresory velkých
výkonů.
(kompenzace účiníku)
Použití:
Pohony malých
výkonů.
Použití:
Speciální pohony.
(bez vinutí na rotoru)
![Page 22: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/22.jpg)
Bezkartáčový stejnosměrný motor
Napájení z invertoru pravoúhlými
pulsy nebo vlnou sinusového tvaru.
Velmi často rotor vně statoru.
Magnety NdFeB.
Použití:
Trakce a malé motorky pro automatizaci
Obvykle se napájejí současně dvě fáze
trojfázového vinutí. Přepínání se řídí dle
polohy rotoru Hallovými sondami.
Pulsně napájené motory
![Page 23: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/23.jpg)
Pomaluběžný s
vnějším rotorem
- 40 pólů na rotoru
- 36 pólů na statoru
- 300 W
- 36 V
- 230 min-1
![Page 24: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/24.jpg)
Krokový motor
Pulsně napájený.
Rozdílný počet zubů ve statoru a rotoru.
Pohybuje se po krocích.
Nemá čidlo polohy.
Mohou být permanentní magnety na rotoru.
Použití:
Malé motorky pro automatizaci ve
spojení s digitální technikou.
![Page 25: Prezentace aplikace PowerPointmotor.feld.cvut.cz/sites/default/files/predmety/AD1B14SP1... · 2015. 11. 24. · Mechanická charakteristika při I –konst., neboť z mechaniky platí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052813/6094f859ef884b137a594420/html5/thumbnails/25.jpg)
Spínaný reluktanční motor
Rozdílný počet zubů ve statoru a rotoru.
Napájecí pulsy jsou řízené a
synchronizované s polohou rotoru.
Použití:
Malé výkony a vysoké otáčky.
Nevýhodou jsou pulsační momenty a tím
zvýšená hlučnost.