1

Villamos gépek és hajtások

1. A transzformátor működési elve, felépítése, helyettesítő kapcsolása.

Működési elv, indukált feszültség, áttétel (3 pont)

A transzformátorok adott áramú és feszültségű teljesítményt alakítanak át más áramú és

feszültségű teljesítménnyé (oda-vissza) adott, változatlan frekvencián. A transzformátorok az

indukció elvén működnek.

Állandósult állapotban a mágneses tér által indukált feszültség kifejezhető a hálózati

körfrekvencia (ω), a primer és szekunder menetszámok (N1,N2), valamint a fő fluxus (Фm)

segítségével.

mi

mi

NjU

NjU

22

11

A menetszám áttételt (n) a primer és szekunder feszültségek hányadosaként kapjuk:

nN

N

U

U

i

i 2

1

2

1

Az indukált feszültség effektív értékét az alábbi összefüggés alapján számíthatjuk:

2

maxi

ieff

UU

Csak szinuszos táplálás esetén: 11 44,4

2

2Nf

NfU m

mieff

Felépítés, vasmag, tekercsek (3 pont)

A transzformátor aktív részei a tekercsek és a

vasmag.

A vasmag lemezelt a vasveszteség elkerülése

miatt, nagy relatív permeabilitású, emiatt

elősegíti, hogy a szükséges indukciót minél

kisebb mágnesező, vagyis gerjesztő áram hozza

létre. Feladata a mágneses erővonalak terelése.

A kör keresztmetszet közelítése végett

lépcsőzetes kialakítású.

A tekercselés általában hengeres,

koncentrikus, azonos menetszám esetén a

tekercsek egymásba vannak tolva és a

szigetelés megoldása miatt a kisfeszültségű van

belül a nagyfeszültségű pedig kívül.

Helyettesítő kapcsolás és származtatása (4 pont)

A villamos gépek jellemzésére általában az átalakítókat villamos helyettesítő

kapcsolásokkal szokták szemléltetni. A helyettesítő kapcsolás származtatása azonban több

lépésben történik.

Első lépésként a tekercsek közötti mágneses csatolást küszöböljük ki.

2

Ebben az esetben ideális transzformátort feltételezünk a jelölt téglalapon belül, mintha

minden ohmos és induktív elem csak sorba lenne kötve az ideális transzformátorral.

Második lépésként kiküszöböljük az ideális transzformátor feltételezését:

Induktív csatolás helyett galvanikus csatolást vezetünk be. Feltételezzünk, hogy a gerjesztés

változatlan, használhatjuk nagyon kis elhanyagolásokkal mind két oldalon ugyan azt a

menetszámot feltételezzük, majd célszerűen úgy választjuk meg a paramétereket, hogy a

teljesítmény invariancia is érvényes maradjon. Így jutunk el az aktív helyettesítő

kapcsoláshoz:

Néha azonban sokkal kényelmesebb az aktív feszültségforrás helyett passzív,

induktivitáson eső feszültségeket használni:

Ismét a gerjesztés invarianciáját feltételezve, felhasználva a gerjesztés egyensúlyának a

törvényét, továbbá figyelembe véve a vasveszteségeket az alábbi helyettesítő kapcsoláshoz

jutunk:

A fenti teljes passzív helyettesítő kapcsolás térelméleti, teljesítmény- és gerjesztés

invariáns és érvényesül rá a gerjesztés egyensúlyának a törvénye.

Néha a további egyszerűsítéseket szokták még elvégezni:

- elhanyagolható a Zm (Rv és Xm) ágon folyó áram, Z1 áthelyezhető a szekunder oldalra

- ha Zm sokkal nagyobb, mint a Z1 és Z2 együttesen, akkor vehetünk egy soros eredőt

- ha a reaktanciák az ellenálláshoz képest nagyok, akkor az ellenállások elhanyagolhatóak

- ideális, veszteség és szórásmentes transzformátort egy primer és egy szekunder

feszültségforrással helyettesíthetünk

3

2. A transzformátor vektorábrája, üzeme. Háromfázisú transzformátorok.

Vektorábra, feszültségek, feszültség esések, áramok, fő fluxus (3 pont)

Rendes:

Megjegyzések:

- a főmezőfluxus-irány mindig merőleges az indukált feszültség irányra

- a fluxus mindig késik a feszültséghez képest (φ - eltérés)

- kis áram fázorok a nagy reaktancia miatt

01'2

'2'2'2'22

11111

III

XIjRIUU

XIjRIUU

si

si

A transzformátor feszültség esése, mérési rövidzárlata, dropja (4 pont).

Transzformátor, mint feszültségforrás esetén mindig a feszültség változásának a kérdése

foglalkoztat minket:

A feszültség meghatározható egy egyszerűsített helyettesítő

vázlat alapján:

21

'21

'21

III

XXX

RRR

sss

A feszültség változását leíró egyelnetek a vektorábra alapján:

4

Relatív egységekben:

Megállapíthatjuk, hogy a ε (névlegesre viszonyított relatív feszültség-esés) függ a

terheléstől (I áramtól) és a terhelés jellegétől (cosφ).

- ha ε<0, akkor a feszültség NŐ

- ha ε>0, akkor a feszültség CSÖKKEN

A zárlati mérés segítségével a transzformátorok egyik alapvető jellemzője a drop

határozható meg.

A mérési rövidzárhoz tartozó helyettesítő kapcsolás és vektorábra:

Hasonlóan relatív egységekre átváltva a alábbi összefüggéshez jutunk:

A drop korlátozza a zárlati áramot, nagyobb teljesítményérték esetén nagyobb a mérete,

értéke 5-15%.

Háromfázisú transzformátorok felépítése, lehetséges kapcsolásai, kapcsolási csoport jelentése

(3 pont)

Háromfázisú transzformátort három egyfázisúból származtatjuk, szimmetria esetén a fluxusok

vektorösszege zérus, emiatt elhanyagolható a középső oszlop, abban nincs fluxus.

Transzformátor tekercseit csillag, delta vagy zeg-zug kapcsolásban alkalmazzák.

5

zeg-zug

3. Nyomatékok és tömegek átszámítása közös tengelyre. Villamos hajtások

mozgásegyenlete, pozitív irányok.

Átszámítás a motor tengelyére, fizikai elv, képletek (2,5+2,5 pont)

Az ábrán látható kialakításban a munkagép forgó

mozgást végez, a motor és a forgó gép fordulatszámát egy

áttétellel illesztjük. Gazdasági megfontolásokból a motort

nagyobb fordulatszámra tervezik, azért a motor és a

munkagép közötti áttétel általában lassító jellegű.

A motor tengelye legyen a közös tengely (W lesz a

közös fordulatszám).

A valóságos kinematikai rendszereket általában egy egyszerűsített egytengelyű rendszerrel

szokták helyettesíteni:

6

Az eredeti és az új rendszer akkor helyettesíthető egymással, ha invariáns a teljesítmény és a

rendszerek mozgási energiája nem változik.

Az Mtr átszámított terhelőnyomaték meghatározása a teljesítmény egyenlőségből:

a

t

a

g

ttr

a

gttr

a

MMM

MM

1

1

Az átszámított tehetetlenségi nyomatékot a kinetikus energia egyenlősége határozza meg:

22

2

22

2

1

2

1

a

tg

ttr

gttr

A motor tengelyére átszámítást követően az eredő nyomaték:

mtr

A szögsebesség és nyomatékok pozitív iránya, a negyedek jelentése a ω(M) síkon (3 pont)

A fenti ábrán az ω pozitív irányát szabadon vettük fel, míg a motor M nyomatékát akkor

tekintjük pozitívnak, ha iránya megegyezik a szögsebesség választott pozitív irányával. Az Mt

terhelőnyomaték irányát ehhez képest fordítva vesszük fel, hiszen a terhelőnyomaték akkor

pozitív, ha hatása ellentétes a szögsebesség választott pozitív irányával.

Ezekkel az irányokkal a hajtási üzemben a motor mechanikai teljesítménye pozitív, a

fékezési üzemben negatív lesz, forgási iránytól függetlenül.

Villamos hajtások mozgásegyenlete θ=áll. esetén (2 pont)

Feltételezzük, hogy a motor tengelyére elvégeztük az átszámítást, és a továbbiakban Mt és θ

a redukált értékeket, míg a motor nyomatékát M-el, szögsebességét ω-val jelöljük.

A motor P teljesítményének és Pt terhelési teljesítményének különbsége a rendszer A

kinetikus energiájának változtatására fordítódik.

dt

dAPP

MP

MP

t

tt

7

Ha elosztjuk az egyenleteket ω szögsebességgel, akkor az alábbi egyenlőséghez jutunk:

dt

d

d

d

dt

d

MM

d

dAMM

t

t

2

22

2

Ha θ=állandó, akkor dt

dMM t

.

4. A hajtás stabilitásának feltétele. Terhelő nyomatékok osztályozása. Viszonylagos

egységek használata.

Mit jelent a stabilitás? (2 pont)

Ha egy hajtásnak állandósult, egyensúlyi állapotát vizsgáljuk (M-Mt=Md=0), akkor ez az

állapota stabilis vagy labilis lehet. Ha onnan kitérítjük, és ezt követően visszatér, akkor az

állapotát stabilnak, ha nem tér vissza labilisnak nevezzük. (csak kis kitérésekre érvénye a

vizsgálat) A hajtás egyensúlyi állapotának minősége a motor és a terhelés jellegétől

együttesen függ.

Vizsgálatának módja, ábrákkal (2 pont)

A stabilitási vizsgálatot M(ω) síkon végezhetjük, feltéve, hogy a motor és a terhelési

nyomaték csak a fordulatszám függvénye.

a) eset: stabil állapot

Látható, hogy ha egy Δω>0 kitérítést végzünk a rendszeren, akkor a gyorsuló

tartományban ez a kitérítés egy M-Mt<0 lassuló hatást eredményez

Ugyanitt, ha egy Δω<0 kitérítést hajtunk végre, akkor a lassuló fázisban egy gyorsító

hatás jelentkezik, így bármerre térítjük ki a rendszert egy egyensúlyi állapotra való

törekvést tapasztalunk.

b) eset: labilis állapot

Látható, hogy ha ugyanúgy egy Δω>0 kitérítést végzünk a rendszeren, akkor a gyorsuló

tartományban az egy M-Mt>0 hatással, vagyis gyorsító hatással jár, ami még inkább

labilissá teszi a rendszert.

8

Ugyanígy, ha Δω<0 kitérítést hajtunk végre, akkor a lassuló szakaszban még inkább

lassító hatást fejtünk ki, ami meg is állíthatja a rendszert. Mind a két esetben az

egyensúlyi állapot felé törekvéssel ellentétes folyamat játszódik le.

Stabilitás feltétele képlettel (2 pont).

A stabilitás matematikailag is vizsgálható. Ha Δω és ΔMd előjele ellentétes, akkor az állapot

stabil, ha megegyező, akkor labilis. Ezért a stabilitás feltétele képlettel:

d

dM

d

dM

d

dM

d

dM

d

dM

t

t

d

0

0

Terhelő nyomatékok osztályozása (2 pont).

A terhelő nyomaték irányának a forgási iránytól való függése alapján két nagy csoportba

soroljuk őket: vannak aktív és passzív terhelő nyomatékok.

Passzív a mozgást gátló ellenállás-nyomaték, akadályozzák a mozgást, tehát a mozgási

iránnyal mindig ellentétesen hatnak. Az ilyen típusú nyomatékok a forgási irány

megváltozásakor az előjelüket is megváltoztatják. (a nyomaték-szögsebesség jelleggörbék

folytonossága megszakad) Pl.: súrlódás, közegellenállás

Aktívnak az egyirányú nyomatékokat nevezzük. A nyomatékok megtartják az irányukat a

forgásirány megváltozáskor is. Egyik irányban a mozgással ellentétesen hatnak, másik

irányban elősegítik azt. Pl.: súlytól származó nyomatékok emelőgépek esetében

A terhelőnyomatékokat aszerint is osztályozhatjuk, hogy minek a függvénye. Ez alapján az

alábbi csoportokat különböztethetjük meg:

a) állandó terhelés

b) csak a szögsebesség függvénye: Mt(ω)általában valamilyen hatványfüggvény

c) úttól

d) úttól, sebességtől

e) időtől

9

Viszonylagos egységek: előnye, alapértékek egyenáramú gépnél (2 pont).

n

n

n

I

II

UU

U

'

'

'

nk

U

PM

IUP

RR

R

n

n

n

nnn

nnn

n

**

*

*

'

0

5. Szögsebesség és nyomaték időfüggvények meghatározása. Névleges indítási idő.

Elektromechanikai időállandó.

Villamos hajtások mozgásegyenlete. Hogy származtatható ebből a szögsebesség idő

függvény? Mely esetekben egyszerű a származtatás? (3 pont)

A már tanult összefüggés alapján a villamos hajtások mozgásegyenlete, ha θ=állandó,

akkor:

dt

dMM t

A fenti egyenletet egy differenciál-egyenletként kezelve a szögsebesség időfüggvénye

megadható (ahol ω0 a szögsebesség kezdő értéke):

0

0

1

dtMM

t

t

Egyszerű a származtatás, ha

a) tMM állandó

Ebben az esetben:

0

0

0

)(

tMM

t

CtC

dtC

ddtC

dCdt

dt

dállMMM

t

t

dt

Vagyis a megoldásfüggvény egy egyenes, meredeksége az

tMM -tól függ

b) tMM lineárisan függ a szögsebességtől

Ebben az esetben:

10

t

C

álláll

t

dt

et

ddtC

ddt

C

ddtC

CMMM

0

00

)(

1

Vagyis a megoldás egy exponenciális függvény lesz.

A névleges indítási idő definíciója és képlete (3 pont)

Ha névlegest MállMM , illetve ω0=0 és ω(t)=ωn, akkor ki lehet számolni, hogy

mennyi idő szükséges ahhoz, hogy a hajtásunk a 0-ról a névleges, gyorsításhoz szükséges

fordulatszámra érjen. Ezt nevezzük névleges indítási időnek, jelölése: Tin.

A kiszámításául szolgáló képlet:

in

n

n TM

Az elektromechanikai időállandó képlete (2 pont)

Ha a dinamikus nyomaték a szögsebességnek lineáris függvénye, akkor az állandósult

állapot exponenciálisan áll be, melynek időállandója az elektromechanikai időállandó. Az

elektromechanikai időállandó a motor indítási idejét adja meg ωt-ig, ha a gyorsítás alatt a

hajtás gyorsító nyomatéka állandó és az az állandósult állapotbeli dinamikai nyomatékkal

egyenlő (Md0).

Kiszámolásának képlete:

Arányos a hajtás tehetetlenségi nyomatékával és az ω(Md) jelleggörbe meredekségével:

0

1

d

m

d MT

dM

d

A két időállandó kapcsolata (2 pont)

Az ábra alapján:

0

1

d

mM

T

n

n

inM

T

1

11

1

11

0

1

00

01

0

1

1

1

n

n

n

nd

n

nin

m

d

n

d

nd

n

n

d

n

nin

m

M

M

T

T

M

M

M

MM

SM

M

T

T

11

A fenti összefüggést a két időállandó között aszinkron gépek esetén slipnek is hívják, értéke

pár %.

6. Az egyenáramú gép felépítése, működése, az indukált feszültség számítása.

Felépítés: mi van az állórészen, mi van a forgórészen, sematikus rajz (4 pont).

Álló rész: egyen gerjesztésű pólusmező

állandó mágneses póluspár

kefe

Forgó rész: kommutátor szelep

sorba kötött hornyok

armatúra

armatúra mező

A kommutátor és feladata (4 pont).

Egymástól és az armaturától szigetelt rézszegmensekből felépített henger. A szegmensek

közötti maximális feszültség kb. 15-20 V. Adott armatura feszültség esetén ez megszabja a

szükséges minimális szegmensszámot.

Az indukált feszültség: mivel arányos, képlete (2 pont)

a

ZpK

KU ai

2

Ahol:

ω: szögsebesség

2p: pólusok száma

2a: a párhuzamos ágak száma

Z: az armatúra összes vezetőinek száma

a : az armatúra fluxus

12

7. Az egyenáramú gép nyomatékának számítása, helyettesítő kapcsolása. Az armatúra-

visszahatás.

A nyomaték: mivel arányos, képlete (2 pont)

a

ZpK

IKM aa

2

Ahol:

Ia: az armatúra áram

2p: pólusok száma

2a: a párhuzamos ágak száma

Z: az armatúra összes vezetőinek száma

a : az armatúra fluxus

Helyettesítő kapcsolás, feszültség egyenlet (4 pont)

bUdt

diLIRU

Az armatúra visszahatás mibenléte, az okozott probléma és kiküszöbölésének módja (2 pont)

Ha a forgórészben nem folyik áram, a semleges zóna a főpólus fluxusára merőleges (A ábra).

Ha az armaturában is folyik áram, ez is létrehoz egy mágneses mezőt (B ábra). Az eredő mező

e kettő eredője lesz. Ez az armatura visszahatás jelensége.

Okozott probléma:

a semleges zóna helye megváltozik (A’-B’) Ha a kefék az eredeti A-B vonalban

maradnak, kefeszikrázás lép fel.

A pólussaruk 1-3 szélén nő, 2-4 szélén csökken a mágneses indukció, összességében

az eredő fluxus csökken.

E hatások kiküszöbölésére:

a pólussaruk hornyaiba kompenzáló tekercselést helyeznek amit az armatura árama

gerjeszt, így a pólussaruk mentén az armatura és a kompenzálótekercs eredő

gerjesztése 0 lesz,

az armaturával sorba segédpólus tekercset kapcsolnak, melyek a rövidrezárt menet

helyén kompenzálja az armatura reakció hatását a kefeszikrázást.

13

Az egyenáramú gépek fordulatszám nyomaték összefüggése: w(M) (2 pont)

a

ZpK

K

MR

K

U

2

2

Ahol:

2p: pólusok száma

2a: a párhuzamos ágak száma

Z: az armatúra összes vezetőinek száma

8. Az egyenáramú gép gerjesztési módjai, jelleggörbék.

Az armatúra feszültség egyenlete, az indukált feszültség és a nyomaték kifejezése (2 pont)

Feszültségegyenlet: bUdt

diLIRU , ahol az indukciós tagot el szokták hanyagolni

ai KU

bUdt

diLIRU = KIR

aaIKM

K

MI

2

K

MR

K

U

K

IR

K

U

A gerjesztési módok áramköri rajzai (3 pont)

Külső gerjesztés

Párhuzamos gerjesztés:

14

Soros gerjesztés

Vegyes gerjesztés:

Fordulatszám nyomaték jelleggörbék származtatása(1+2+2 pont)

15

9. Külső gerjesztésű motorok indítása.

Az indítás problémája és megoldási módja (2 pont).

Indításkor Ω=0, ezért nem indukálódik feszültség az armatúrában: Ui=0, ezért az armatura

áram 10-30 szorosa is lehet a névleges áramnak. Ez a nagy armatura áram nemcsak a

hálózatra nézve káros, hanem a motorra nézve is, ugyanis nagy teljesítményű motornál

olyan nagy áram adódik, amely tönkreteheti a kommutátort és a szénkeféket is. Ezért az

indítási áramot mindenképpen csökkenteni kell:

Ia -t csökkenthetjük például az armatúrával sorba kötött ellenállások bekapcsolásával (a

tört nevezője nő) Ennél a módszernél kihasználjuk, hogy a motor rövid ideig elviseli a

névlegesnél kissé nagyobb armatúraáramot. (Az ellenállások használata miatt ez is

veszteséges megoldás.)

Indítási kapcsolás (2 pont)

16

Az indítási fokozatok számítása (3 pont)

Úgy választjuk a fokozatokat, hogy az áram egy minimális és egy maximális érték köztt

mozogjon.

Számítása:

kk

bkbk

bk

bk

RIRI

URIURI

utánátkapcsláskURIU

előlősátkapocslákURIU

I

UR

min1max

1maxmin

1max

min

max

1

..

..

Fokozati indításhoz:

mb

b

m

R

Rq

RqR

1

1

Egy ötfokozatú indítás folyamata az M(w) síkon (3 pont)

10. Egyenáramú motorok visszatápláló fékezése.

Mikor tud generátorosan fékezni (2 pont)?

Ez a módszer csak az üresjárási fordulat felett használható, azaz generátoros üzemmód esetén.

Ez a fajta fékezési mód a soros motornál nem alkalmazható.

Energetikai viszonyok (2 pont)

Generátoros fékezés esetén a motort, mint generátort üzemeltetik, és a motor által termelt

energiát a hálózatba visszatáplálják.

17

Milyen fordulatszám tartományban működik külső gerjesztésű motor esetén, rajzolja fel a

generátoros fékezési tartományt a fordulatszám nyomaték síkon (4 pont)?

ω>ω0>0

Mi a probléma soros gerjesztésű motor esetén (2 pont)?

11. Egyenáramú motorok ellenállásos fékezése (külső gerjesztésű motor).

Megvalósítása, kapcsolási rajza, folyamat a fordulatszám nyomaték síkon (5 pont)

Ebben az esetben az armatúra táplálását megszűntetik és az armatúrával sorkapcsolt

ellenállással fékezik a motort.

Energetikai viszonyok (3 pont)

Az ellenálláson átfolyó áram veszteséget okoz. A fékezési energia eldisszipálódik,

veszteséges energetikailag.

Milyen fordulatszám tartományban működik? (2 pont)

Itt sem tudjuk nullára fékezni, tehát ω>0 tartományban valósítható meg.

18

12. Egyenáramú motorok ellenáramú fékezése (külső gerjesztésű motor).

Megvalósítása, kapcsolási rajza, folyamat a fordulatszám nyomaték síkon (5 pont)

Ebben az esetben, mint ahogy az ábrán is látszik, a motor armatúra kapocsfeszültségének a

polaritását megcserélik, ezáltal a motorban folyó áram ellenkező iránya miatt a motor a másik

irányba akarna forogni, ez azonban csak úgy lehetséges, ha a motor először megáll. Tehát

ezzel a módszerrel meg lehet teljesen állítani a motor forgását, de ez nagy veszteségekkel jár

(névleges mechanikai, névleges villamos teljesítmény).

Energetikai viszonyok (3 pont)

Nagyon veszteséges, a névleges teljesítmény kétszerese disszipálódik el, amit a kapcsain és a

tengelyen vesz fel.

Milyen fordulatszám tartományban működik? (2 pont)

Mind a II., mind a IV. tartományban is létrehozható, tehát:

0

0

n

n

19

13. Állandó feszültségről táplált egyenáramú motorok fordulatszámának változtatása az

ellenállás változtatásával.

Az egyenáramú motor fordulatszámának kifejezése (3 pont)

ai KU

bUdt

diLIRU = KIR

aaIKM

K

MI

2

K

MR

K

U

K

IR

K

U

Az ellenállás változtatásának hatása a jelleggörbére és a kialakuló fordulatszámra (4 pont)

Energetikai viszonyok (3 pont)

Veszteséges, mert az armatura áram hőt disszipál, P=RI2 vész el.

14. Egyenáramú áramirányítós hajtások. Áramirányító kapcsolások. A hídkapcsolású

áramirányító származtatása.

A háromfázisú csillagpontos kapcsolás rajza, motorral együtt (3 pont)

20

A hídkapcsolású áramirányító származtatása és rajza, motorral együtt (5 pont)

Származtatás:

csillagpontos áramirányító a katódokat összekapcsoló oldalon

az anódok össze vannak kötve és az is egy csillagpontos áramirányítóra csatlakozik

Olyan, mintha két csillagpontos kapcsolású egyenirányítót sorba kapcsolnánk.

Vezérlési elv, a gyújtásszög és az egyenirányított feszültség változtatási tartománya (2 pont)

Bekapcsolásakor megfelelő nagyságú és hosszúságú áram impulzust hozunk létre, kikapcsolni

nem lehet, csak az áram megszüntetésével.

Gyújtásszög vezérelt:

emeem UUU

180150

180

15. Áramirányító működése a fedés elhanyagolásával, az egyenirányított feszültség.

A háromfázisú csillagpontos kapcsolás rajza (3 pont)

21

Az egyenirányított feszültség és a sima egyenköri áram (melyik fázis vezeti) időbeli ábrája

adott és bejelölt gyújtásszögre (3 pont)

Az egyenirányított feszültség középértékének kifejezése (2 pont)

3

sin

cos

1

0

p

p

pU

U

UU

dttUT

U

hm

em

eme

T

ee

A gyújtásszög változtatási tartománya (2 pont)

1800

16. Áramirányító működése a fedés figyelembevételével, a fedési szög és áramfüggése.

Mi okozza a fedést (2 pont)?

Az, hogy a kommutáció nem pillanatszerű, vannak olyan pillanatok, amikor induktivitás van

minden ágban, fedés jön létre. A fedést a fedési szög jellemzi.

A egyenfeszültség pillanatértéke a fedés alatt, képlet (2 pont)

2

ba

em

UUU

, mivel az áram nem változik az időben és az R-et elhanyagoltuk.

Az egyenfeszültség pillanatértékének alakulása a fedés figyelembevételével, időbeli rajz (2

pont)

22

Az egyenfeszültség középértéke a fedés figyelembevételével (2 pont)

2

coscos

22

1

0

2

0

11

0

eme

bba

T

ee

UU

tdUtdUUp

dttUT

U

A fedési szög áramfüggése, tendenciák (2 pont).

Ie nő akkor δ is nő

L nő, akkor δ is nő

α-tól is függ, erősen nem lineárisan

a terhelés növelésével nő (üresjárásban kb. 0° )

17. Áramirányítós hajtás teljesítményviszonyai.

Mivel magyarázható fizikailag a nagy meddőigény (2 pont)?

A hálózati feszültség és áram fázisszöge (2 pont)

Ábra: állandó terhelőnyomaték esetén a hálózati áram vektor végpontja szimmetrikus vezérlés

(2 pont), aszimmetrikus vezérlés (2 pont) és féligvezérelt híd esetén (2 pont), bejelölve a

maximális hatásos és meddő teljesítményt.

18. Áramirányítós hajtások négynegyedes üzeme.

Mely negyedekben képes működni a hídkapcsolású áramirányító (2 pont)?

Mi kell a négynegyedes üzemhez (2 pont)?

A négynegyedes üzem megvalósításának háromféle módszere, leírás, kapcsolás (2+2+2 pont).

19. Egyenáramú szaggatós hajtások felépítése, vezérlése (egynegyedes kapcsolások).

Alkalmazási területek, vezérlési elv (2 pont)

Kapcsolások (2+2 pont)

Feszültség és áram időfüggvények, az egyenfeszültség középértéke, mindkét kapcsolásra (2+2

pont).

20. Egyenáramú szaggatós hajtások mechanikai jelleggörbéi. A négynegyedes egyenáramú

szaggató.

A mechanikai jelleggörbék alakulása folyamatos és szaggatott vezetés esetén (3 pont)

A kritikus áram jelentése és képlete, időfüggvény is (3 pont)

A négynegyedes egyenáramú szaggató kapcsolása és vezérlési módjai (2+2 pont).

23

2. ZH anyaga

21. Háromfázisú vektorok (Park-vektorok).

Definíció (2 pont), a fázismennyiségek pillanatértéke (2 pont), vonali és fázismennyiségek

összefüggése (2 pont), x-y összetevők (2 pont), a teljesítmények pillanatértéke (2 pont).

Egy fázistekercs áramának tetszőlegesen

kiragadott pillanatértékéhez a tekercs

tengelyének irányában elhelyezkedő rögzített

helyzetű, a pillanatérték nagyságával és

előjelével megszabott hosszúságú és értelmű

áram fázis-térvektor tartozik. Az egyes

fázistekercsek tengelyeit a 0, 120º, ill. 240º

térbeli szöggel elforgatott egységvektorok,

tehát 1, a és a2 jelölik ki. Tetszőleges

kiragadott pillanatban a három fázistekercs

áramainak össze tartozó pillanatértékeihez

tartozó áram fázis-térvektorait a tekercsek

tengelyeiben, tehát az 1, a, a2 irányokban -

értelemre helyesen - felrajzolva és vektorosan

összegezve a háromfázisú tekercselés

térvektorát nyerjük. Így a háromfázisú

eredőáram

Az eredő áram térvektort - alább látható okokból célszerűen nem a három fázisvektor

összegével, hanem annak 2/3 részével jellemezzük

-ahol ia, ib, ic pillanatértékek

Ez az áram háromfázisú vektora, Park-vektora vagy térvektora. A három fázisáramot egyetlen

mennyiségben összefoglalva jellemezzük.

A Park-vektor vetületei a fázistengelyekre a fázismennyiségek pillanatértékeit adják előjelre

helyesen.

24

A vonali pillanatértékeket bizonyíthatóan megkaphatjuk, ha a fázisvektort rendre A-B-C

tengelyekre vetítjük és 3-al szorozzuk. Például az iA vonali áramra:

A vektor láthatóvá tétele, és néha a számítások egyszerűsítése érdekében a célszerű azt

derékszögű x-y komponensekre bontani.

Nullavezető nélküli esetben a megjelenítéshez szükséges x-y komponensek a vonali

értékekből számíthatók.

A háromfázisú rendszer pillanatnyi hatásos teljesítménye az alábbi összefüggésből

számítható.

Ez kifejezhető az u feszültség- és az i áram térvektorok skaláris szorzataként is

-ahol a pillanatnyi zérus sorrendű teljesítmény

A meddő teljesítmény u és i térvektorok vektoriális szorzataként áll elő.

22. Váltakozó áramú gépek mágneses mezői. Váltakozó áramú gép indukált feszültsége.

A forgó mező származtatása az áram (gerjesztés) Park-vektorából (3 pont)

Szimmetrikus háromfázisú tekercselést vizsgálunk, amelyet szimmetrikus háromfázisú

áramrendszerrel táplálunk. A szimmetria azt jelenti, hogy a három egyforma tekercs tengelyei

térben 120-120°-kal vannak eltolva, az egyező nagyságú szinuszos váltakozó áramaik pedig

időben ugyancsak120-120°-kal.

Mindegyik tekercs váltakozó, lüktető mezőt hoz létre saját tengelyének irányában. A térbeli

és időbeli eltolásoknak megfelelően a fázistekercsek lüktető mezőinek kifejezései:

Trigonometrikus átalakításokat követően:

25

A három első mezőösszetevő minden t időpontban és minden x helyen "azonos fázisú" így

összeadódnak háromszoros értékre, (m=3 a fázisszám) míg a 120-120°-kal eltolt második

tagok zérus eredőt adnak (-240°=120°; -480°=240°). Így a három mező eredője

Könnyen belátható, hogy ez a kifejezés a légrésben változatlan alakú (eloszlású) és

nagyságú állandó sebességgel haladó un. körforgó - röviden forgó - mezőt ír le. Valamely

t=áll. rögzített időpontban ugyanis rögzített szinuszos (koszinuszos) térbeli eloszlást, állandó

mezőt nyerünk, míg valamely x=áll. rögzített helyen a megjelenő - elhaladó indukció értékek

az időben koszinuszosan változnak.

A forgó mező sebessége (2 pont)

A forgó mező sebességét eszerint úgy nyerhetjük, ha

annak t időpontban x helyen található bf (x, t) helyi

értékét, nagyságát a t+dt időben keressük az x+dx

helyen, azaz vizsgáljuk 2.2. ábránk valamely x

abszcisszához tartozó értékének mozgását dt idő alatt.

Egy horonypár indukált feszültsége (3 pont)

A mozgási indukció szerint az indukált

feszültség pillanatértéke

A mező állandó sebessége esetén u időbeli

változása lemásolja b térbeli eloszlását. A

képletben z a teljes vezetőszám. Az effektív érték

így

26

Nh a menetszám

Bk az indukció középértéke

Ugyanazt kaptuk mint a transzformátornál, ugyanis mindegy, hogy a tekercs fluxusa az

időben mi módon változik; lüktetéssel vagy a mező beleforgásával.

Több horonypárban lévő fázistekercs indukált feszültsége, a tekercselési tényező (2 pont)

Rendszerint egy fázishoz több horony tartozik. Ekkor az egyes hornyok indukált

feszültségeinek fázorait a fenti ábrán látható módon kell összeadni.

Az elosztott tekercselés kihasználtságát az eredő feszültség és a horonyfeszültségek

összegének aránya az ábrából leolvasható

tekercselési tényező (sávtényező) méri.

ahol N=qNh a fázis menetszám és N′=ξN a hatásos menetszám.

23. Az aszinkron gép működési elve

Miért aszinkron (1 pont)?

A forgórész felgyorsul, majd a gép és a terhelés nyomatékainak egyensúlyánál beáll az

állandósult egyensúlyi állapot. Az n = n1 szinkron forgás nem lehetséges, mert ekkor nincs

forgórész indukálás. A gép tehát csak aszinkron üzemre képes, innen ered a másik neve.

A működés feltétele: Mvill = Mterh. Ez szinkron fordulatszámon nem teljesülhet, hiszen

ekkor nincs "erővonalmetszés", csak a szinkrontól eltérő fordulatszámokon.

27

Miért indukciós (1 pont)?

Az állórész forgó mezeje a forgórész vezetőiben indukálással áramokat hoz létre. Innen a

gép egyik neve.

Az aszinkron gép két fajtája és felépítésük (2 pont)

A gép felépítésének alapelve a bal oldali ábrán látható. A

háromfázisú állórész üzemben a hálózatra (a tápláló áramirányítóra)

van kötve. A forgórész tekercselt (háromfázisú) vagy kalickás

(2.20.b. ábra). Üzem közben a forgórész mindig rövidrezárt. A

tekercselt forgórész kapcsait indításkor külső ellenállások

beiktatására csúszógyűrűkön kivezetik; e változat neve ezért:

csúszógyűrűs gép. A mókus kalicka alakú - rudakból és azokat két

végükön összekötő, rövidrezáró gyűrűkből álló - sokfázisú kalickás

forgórész vizsgálatokra háromfázisú - rövidrezárt - tekercseléssel

helyettesíthető.

A szlip fogalma és számítása (2 pont)

A villamos és geometriai szög összefüggése (2 pont)

-ahol p a pólusok száma

Az álló és forgórész mező együtt forgása számpéldán keresztül (2 pont)

Legyen az egyszerűség kedvéért kétpólusú gépünk p=1 – így

és dolgozzunk az ω-kal arányos n fordulatszámokkal.

Az állórész mező fordulatszáma

28

Az indukálás feltétele, hogy a forgórész - mechanikai - fordulatszáma ennél kisebb legyen

Ha feltesszük, hogy a szlip s=2%, akkor a forgórész fordulatszáma

A forgórész fordulatszám lemaradása - a mezőhöz képest

A forgórész vezetők ezzel a fordulatszámmal "látják" forogni a mezőt. Így a forgórészben

indukált áramok frekvenciája

A háromfázisú forgórész f2 frekvenciájú áramrendszere a forgórészhez képest

fordulatszámú forgómezőt hoz létre. De a forgórész is forog n fordulatszámmal, így a

forgórész-mező fordulatszáma az állórészhez képest

Lemaradáskor ugyanis a forgórész áramok fázissorrendje azonos az állórész áramokéval,

így az általuk létesített forgórész forgómező forgásiránya is egyező az állórész mezőével.

Vagyis a forgórész mezeje együtt, szinkron forog az állórész mezővel.

24. Az aszinkron gép helyettesítő áramköre.

Analógia a transzformátorral (2 pont)

A transzformátorhoz hasonlóan nyugvó és a kölcsönös induktivitást kiiktató - "passzív" -

helyettesítő áramkört szeretnénk.

A helyettesítő vázlat származtatásánál megoldandó feladatok (2 pont)

A menetszám áttétel kiküszöbölése mellé sokkal bonyolultabb feladat járul: forgó

tekercsrendszereket (eltérő és változó frekvenciájú áramköröket) kívánunk összekötni. Ehhez

a forgó tekercseket - a forgórészt - meg kell állítanunk.

Az elméleti megoldás ismert: az elforgó forgórész tekercseket - geometriai - forgató

koordináta transzformációval mindig visszaforgatjuk. Az így visszaforgatott, nyugvó

fázistekercseket - menetszám redukció után - összeköthetjük.

A forgató transzformáció egyúttal f2 → f1 frekvencia transzformáció is, hiszen a nyugvó

forgórész tekercsekben f1 frekvenciájú feszültség indukálódik.

Azért, hogy a kissé bonyolultabb koordináta transzformációt ne kelljen alkalmaznunk,

emlékezzünk arra, hogy amint láttuk az f2 → f1 frekvencia transzformációt a gép maga mindig

"végre hajtja". Az állórész koordináta rendszeréből nézve minden forgórész mennyiség f1

állórész frekvenciájúnak látszik.

A nyugvó passzív helyettesítő áramkör és származtatása (4 pont)

A forgórész koordináta rendszerében az indukált feszültség és a szórási reaktancia

kifejezése f2 = sf1- gyel

29

Ezekkel a rövidrezárt forgórész feszültségegyenlete a forgórész koordináta rendszerében,

redukált vesszős mennyiségekkel, az U2iszlip(f1) = U2i és X2s(f1) = X2s egyszerűsített

jelölésekkel:

Itt U′2i és X′s2 a forgórész nyugvó - indítási - helyzetéhez tartozó értékek és az nu = nI = n

esetben a transzformátornál megismert redukálási egyenletek érvényesek.

Az ehhez tartozó helyettesítő kapcsolás:

Most formálisan elvégezzük az f2 → f1 frekvencia transzformációt (koordináta

transzformációt) - azáltal, hogy átülünk az állórészre:

Ezután a fenti egyenletünket végig osztjuk s-sel - U′2i = U1i

A kifejezésben U1i található így a primer és a szekunder már összeköthető. A primerre

transzformált és redukált szekunder helyettesítő kapcsolás az alábbi ábrán látható.

R′2/s a forgórész-kör teljes - fiktív - ellenállása. Levonva belőle a valóságos R′2 tekercsellenállást az

összefüggés szerint a szekunderre kapcsolt

olyan külső ellenállást nyerünk, amelynek - képzelt - Joule hője a gép leadott mechanikai

teljesítményét képviseli, azzal egyenlő. A rotor feszültségegyenlet segítségével az indukciós

motort visszavezettük egy R′2(1−s)/s ellenállással terhelt transzformátorra, nyugvó áramkörre.

A transzformátor terhelő ellenállásának Joule hője jellemzi, helyettesíti a leadott mechanikai

teljesítményt.

30

Az aszinkron gép teljes helyettesítő áramköre:

A helyettesítő vázlatban szereplő paraméterek jelentése és nagyságrendje relatív egységekben

(2 pont)

25. Az aszinkron gép teljesítmény mérlege, vektorábrája.

A teljesítmények ábrája a helyettesítő vázlat mellé rajzolva (3 pont)

31

Az egyes teljesítmények és a nyomaték kifejezése, egymás közötti kapcsolatai (4 pont)

Primer hatásos teljesítmény:

Tekercsveszteség:

Vasveszteség:

Légrés-teljesítmény:

A légrés-teljesítmény nagyobb részben a Pm mechanikai, kisebb részben a Pt2 forgórész

tekercsveszteséggé alakul.

Csap- és légsúrlódási veszteség:

A nyomaték:

A tengelynyomaték ennél a súrlódási nyomatékkal kisebb:

Az aszinkron gép vektorábrája (3 pont)

32

26. Az aszinkron gép kördiagramja.

A kördiagram definíciója és származtatása (2 pont)

Az áramdiagram az I1(s) áramvektor végpontja által leírt helygörbe U1 = áll. esetén, amely

ideális lineáris esetben kör ezért kördiagramnak is nevezik. A kördiagramról számos hasznos

információ olvasható le. A diagramot a bemeneti impedancia ínvariációjával nyerhetjük:

Először a soros rész áramdiagramját rajzoljuk fel, majd kezdőpontját Io -val eltoljuk.

Egyenes inverze a kezdőponton átmenő, a vízszintesen fekvő középpontú kör. Az impedancia

egyenes s=0, s=1, s=∞ un. főpontjainak inverzeit a valós tengelyre való szögtükrözéssel

nyertük. A származtatásból láthatóan a kör átmérőjét egyedül az Xs = Xs1 + X′s2 szórási

reaktancia határozza meg, az ellenállások a pontok helyét - így az s=1, s=∞ pontok helyét

írják elő.

Nevezetes pontja és azok jelentése (3 pont)

A kis szlipü üresjárási pont és az s=0 szinkron pont - amelyet csak hajtó segédgéppel

érhetünk el - nagyon közel esnek, így gyakran nem különböztetjük meg őket.

Az s=1 pontot, amely a forgórész nyugvó, indulási helyzetének felel meg "rövidzárási"

pontnak hívják, mert R′k = 0 így a helyettesítő kapcsolás rövidre van zárva.

A kördiagram szakaszainak megfelelő gép üzemállapotok, az azoknak megfelelő Pm, Pl és

szlip tartományok (3 pont)

Az ehhez tartozó teljesítmény-tartományok:

Motoros üzem:

Pl>0

Pm>0

Féküzem:

Pl>0

Pm<0

33

Generátoros üzem:

Pl<0

Pm<0

Hogyan olvashatók le a teljesítmények és a nyomaték a kördiagramról (2 pont)?

27. Az aszinkron gép állandó feszültségű mechanikai jelleggörbéje.

A nyomatéki görbe, M(s), M(n) származtatása a kördiagramból (4 pont)

Az M(n) ill. M(s) nyomatéki jelleggörbét a kördiagramból szerkeszthetjük ki. A jellegzetes

nyomaték értékeket a 2.32. ábrán látjuk. Mn a névleges, Mi az indító, Mbm ill. Mbg a

motoros ill. generátoros maximális vagy billenő nyomaték. Utóbbi nevének magyarázata,

hogy a nyomatékgörbe statikusan stabilis és labilis szakaszait választja el.

Nevezetes nyomatékok és fordulatszámok beazonosítása (3 pont)

Mb: billenő nyomaték

Sb: billenő szlip

Mn: névleges nyomaték

Mi: indítási nyomaték

Mbg: generátoros billenő nyomaték

34

A jelleggörbe származtatása a helyettesítő vázlatból, kiindulási képletek, a billenő értékekre is

(3 pont)

28. Csúszógyűrűs forgórészű aszinkron motorok indítása.

Az indítás problémái és magyarázatuk (2 pont)

Utóbbi a hajtott gép részére lehet elégtelen, előbbit - más problémák mellett - gyakran az

áramszolgáltató nem engedélyezi.

A forgórész ellenállás megváltoztatásának hatása az M(n) jelleggörbére, fizikai magyarázat,

képlet, rajz (2 pont)

A bal oldali rajzon az Rr/S ellenálláson jelentkezik

az indítás során minden változtatás. Ha igaz, hogy

Akkor ugyan olyan áramot vesz fel, légteljesítményt

és nyomatékot fejt ki, mint az ellenállás beiktatása

előtt. Ez csak akkor igaz, ha a szlip a forgórész

ellenállásával arányosan növekszik.

35

Tehát, ha például az ellenállás négyszeresére változik, akkor az új nyomatékgörbét úgy

kapjuk meg a természetesből, hogy az egyes nyomatékokhoz tartozó pontokat négyszeres

szlip értékekhez toljuk el, vagyis a görbét a szlip-tengely irányában négyszeresére nyújtjuk.

Maga a kördiagram nem változik meg, csak a szlipskála lesz négyszeres.

Három fokozatú indítás kapcsolása és folyamata az M(n) síkon (3 pont)

Az ellenállások méretezési elve és összefüggései (3 pont)

Az első fokozat indító ellenállása:

Ha az ellenállások átkapcsolása Sk szlipnél történik, akkor a fenti képletek érvényesek az Mmin

illetve Mmax pontokra.

Az egyenletek osztását követően adódik, hogy az ellenállások egy mértani sort alkotnak,

aminek kvóciense q.

m fokozat esetén a kvóciens:

36

29. Rövidrezárt forgórészű aszinkron motorok indítása.

Az indítás problémái és magyarázatuk (2 pont)

Ha indításkor áram- vagy nyomatéklökés miatt a közvetlen indítás nem engedhető meg,

akkor csillag-háromszög, transzformátoros vagy fojtótekercses indítást alkalmazunk, ha

fennáll a motor esetleges indítási melegedése, akkor kénytelenek vagyunk csúszógyűrűs

megoldást alkalmazni.

Csillag-delta indítás (3 pont)

Elsősorban olyan kisfeszültségű motorok indítására használják, amelyek nem ipari

hálózatról működnek.

Ha a közvetlen indítási vonali áramot Iv-vel jelöljük, akkor a háromszögkapcsolás miatt

egy tekercsben áram folyik, csillagban indítva a motort az indítási áram:

A csillagkapcsolásban ez egyúttal a vonali áram is. A hálózati áramfelvétel tehát

egyharmadára csökkent. Ugyanúgy az indítási nyomaték is a közvetlen indítási nyomatékhoz

képest, hiszen a feszültség is gyökharmadára csökkent, és a nyomaték a feszültség

négyzetével arányos.

Transzformátoros indítás(2 pont)

Nagyfeszültségű motorokon használatos.

Indulásnál a K1, K2 kapcsolók zárnak, K nyit. Ekkor a

transzformátor áttételének megfelelően a-szor kisebb lesz a

feszültség-igény. Üzemben K1, K2 nyit és K zár, ekkor az

áramfelvétel lesz a-szor kisebb.

Ha lehanyagoljuk a trafó impedanciáját, akkor a motor a-szor

kisebb feszültségről a-szor kisebb áramot vesz fel.

Ekkor a trafó szekunder tekercsének árama:

A trafó primer oldalán nagyobb a feszültség, tehát ott a-szor

kisebb az áram:

37

A motor tehát az áttétel négyzetének arányában kisebb áramot vesz fel a hálózatból, mint

közvetlen indításkor. Ugyanilyen arányban csökken a motor nyomatéka is, hiszen az a

feszültség négyzetének arányában változik.

Fojtótekercses indítás (3 pont)

Ugyancsak nagyfeszültségű motorokon használják. Egy hat kivezetéses csillagkapcsolású

motor felbontott csillagpontjába egy Xi impedanciájú fojtótekercset iktatunk be, amit kisebb

szigetelési feszültségre lehet tervezni. Az indítás vágán a KI megszakító rövidre zárja a fojtót.

Ha a közvetlen indítási áramot b-szeresre akarjuk csökkenteni, akkor a motor rövidzárási

impedanciáját Z/b-szeresre kell növelni. Ebből számítható az Xi reaktancia értéke:

Indításkor az ellenállás legtöbbször elhanyagolható, ezért:

Mivel a nyomaték az áram négyzetével arányos, ezért jobban csökken a hálózati

áramfelvételhez képest a nyomaték.

A nyomatékgörbe alakja lényegesen megváltozik, a felfutás közben a feszültség nő,míg az

áram csökken.

30. Aszinkron motorok generátoros és ellenáramú fékezése

Generátoros fékezés fordulatszám tartománya, jelleggörbék (2 pont), energetikai viszonyai (1

pont), kétféle megvalósítása (2 pont)

Generátoros fékezés kétféle módon valósítható meg, vagy a terhelés gyorsítja a forgó részt a

forgó mező fordulatszáma felé, vagy a mező fordulatszámát csökkentjük a forgórész

fordulatszáma alá a pólusszám vagy a frekvencia változtatásával.

38

Aszerint, hogy a forgó részbe mekkora ellenállást iktatunk be, aszerint az állandósult

generátori üzem beállhat az A1, A2, A3 pontokban. Legkedvezőbb az A1 pont, a természetes

jelleggörbén való üzem. Ügyelni kell arra is, hogy a motor bekapcsolt állapotban kerüljön a

generátoros üzembe, mert ha a fékező nyomaték pl. a B pontban kisebb a terhelésnél a gép

tovább gyorsulhat, megszaladhat. Itt a mechanikai teljesítmény fedezi a mechanikai és az

aszinkron motor veszteségeit.

Amikor a terhelő nyomaték fékező jellegű, akkor pl. pólusszám változtatással lehet a

generátoros üzemet elérni. Az ábrán 4 pólusról 8-ra kapcsolunk át, az A pontban 4 póluson a

gép motorként dolgozott, átkapcsolva a 8-as pólusra először egy a B-nek megfelelő fékező

nyomatékot fejt ki, majd az Md lassító-nyomaték hatására a C új szinkronpontig lelassul,

majd tovább lassulva a D pontban újból motorrá válik, egy kisebb szögsebességű pontban egy

új állandósult állapot alakul ki. A B-C átmenet esetén a tömegek kinetikus energiájának

csökkenése fedezi a terhelést, a veszteségeket és a hálózatba visszaadott energiát.

Általában frekvencia-szabályozott hajtásokban használatos. Csak a szinkronnál nagyobb

fordulatszámon valósítható meg.

Ellenáramú fékezés fordulatszám tartománya, jelleggörbék (2 pont), energetikai viszonyai (1

pont), kétféle megvalósítása (2 pont)

39

Leggyakrabban az irányváltós hajtásoknál alkalmazzák, mert fázissorrend-cserével

gyakorlatilag önmagától jön létre. Csak csúszógyűrűs motorok esetén használják, hiszen

irányváltásakor a mágnes kapcsolók kikapcsolása miatt az indító ellenállásokhoz hozzáadódik

a fékező ellenállás is. Az Rf eredő ellenálláshoz tartozó görbén viszonylag jelentős nyomaték

keletkezik, amely fékezés alatt csak kis mértékben csökken. A leállításhoz a motort le kell

kapcsolni a hálózatról. A szükséges eredő ellenállás, ha a természetes jelleggörbén az Mf

féknyomatékhoz S1 szlip tartozik, akkor a következő összefüggésből számítható:

A fékezés elején a forgó rész veszteségi teljesítménye:

A tengelyen felvett teljesítmény körülbelül kétszerese disszipálódik el, energetikailag nagyon

rossz.

31. Aszinkron motorok fordulatszámának változtatása a forgórész ellenállás

változtatásával és a tápfeszültség változtatásával

Aszinkron motor fordulatszámának képlete (2 pont)

Fordulatszám változtatás a forgórész ellenállás változtatásával (hatása a jelleggörbére,

folyamatos ellenállás változatás lehetősége) (3 pont)

A motor szögsebességének megváltoztatásának legegyszerűbb módja. Adott nyomaték

esetén a szlip a forgórész-kör ellenállásával arányosan növekszik, míg az üresjárási

fordulatszám nem változik.

A tápfeszültség változtatása: hatása a jelleggörbére, elektronikus megoldás, az elektronikus

megoldás egyéb alkalmazási területei, a tartós terhelhetőség változása (5 pont)

32. Aszinkron motorok fordulatszámának változtatása a pólus-szám változtatásával és

kaszkád kapcsolással

Aszinkron motor fordulatszámának képlete (2 pont)

A pólus-szám változtatása: hatása, pólusátkapcsolás elve, milyen gépnél használható, mire

kell figyelni (4 pont)

Az áramirányítós kaszkád hajtás kapcsolása, fordulatszám változtatási tartománya, az

elektronika szükséges típusteljesítménye (4 pont)

33. Frekvenciaváltós aszinkron motoros hajtások. A frekvencia váltók felosztása. Közvetlen

frekvenciaváltó.

Aszinkron motor fordulatszámának képlete, a frekvencia változtatásának hatása az M(n) jelleggörbére

40

(3 pont). A frekvencia váltók felosztása (3 pont). A közvetlen frekvenciaváltó működési elve (2 pont). U1(f1) függvény és oka (2 pont). 34. Egyszerű feszültség inverteres hajtás működése, feszültsége, fluxusa (vektorosan is).

Kapcsolás (bemenettel együtt), milyen negyedekben képes működni, a hálózati visszatáplálás kérdése (4 pont). A vezérlés elve (1 pont), időfüggvényei (3 pont) és vektorábrái (2 pont). 35. Egyszerű feszültség inverteres hajtás feszültség felharmonikusai, járulékos veszteségei és

nyomatéklüktetése.

Feszültség felharmonikusok (3 pont). Járulékos veszteségek oka, nagyságrendje, következménye (3 pont). Nyomatéklüktetés mennyiségileg (4 pont). 36. ISZM feszültség inverteres hajtás.

Kapcsolás (bemenettel együtt) (2 pont). Vezérlési elv, természetes mintavételezés elve, megvalósítása (4 pont). Felharmonikus rendszámok (2 pont). Nyomatéklüktetés frekvenciája (2 pont). 37. A szinkron gép működési elve, felépítése, helyettesítő áramköre.

Működési elv (3 pont). Felépítés (sematikus és keresztmetszeti rajz) (3 pont). Helyettesítő áramkör és származtatása, feszültség egyenlet (4 pont). 38. A hengeres szinkron gép vektorábrája, hálózatra kapcsolása és terhelésfelvétele,

nyomatéka.

Vektorábra generátoros túlgerjesztett üzemben (3 pont). Hálózatra kapcsolás (2 pont). Terhelés felvétel (2 pont). A nyomaték származtatása (3 pont). 39. Szinkron motorok osztályozása, a hengeres forgórészű szinkron gép áramvektor

diagramja.

Szinkron motorok osztályozása (2 pont). Vektorábra motoros túlgerjesztett üzemben (3 pont). A hengeres forgórészű szinkron gép áramvektor diagramja (5 pont). 40. Szinkron motorok statikus stabilitása.

Milyen változásoknál kell ezt vizsgálni (1 pont)? Vizsgálata a M(δ) síkon, hol stabil, hol labilis, határ (4 pont). A szinkronozó nyomaték (2 pont). A túlterhelhetőségi tényező (1 pont). Mivel lehet növelni a túlterhelhetőséget (2 pont)? 41. Szinkron motorok dinamikus stabilitása.

Milyen változásoknál kell ezt vizsgálni (1 pont)? Vizsgálata a M(δ) síkon hirtelen terhelés lökésre, mikor stabil, mikor labilis, határ (4 pont). Terület szabály (2 pont). Vizsgálata a M(δ) síkon 3 fázisú rövidzárlatra (2 pont). Mivel lehet növelni a túlterhelhetőséget (1 pont)?