Maszyny indukcyjne
1.Budowa silnika indukcyjnego, rodzaje silników.
Zasadniczymi częściami silnika indukcyjnego są nieruchomy stojan i obracający się wirnik. Rdzenie obwodu magnetycznego stojana i wirnika wykonuje się jako pakiety blach wzajemnie od siebie odizolowanych. Stojan ma kształt wydrążonego walca. Na wewnętrznej stronie rdzenia stojana wykonane są na całej długości maszyny specjalne rowki zwane żłobkami, w których są umieszczane uzwojenia. Uzwojenia mogą być połączone w gwiazde lub trójkąt.
Silnik klatkowy-ma uzwojenie umieszczone w żłobkach pakietu blach wirnika w postaci klatki wykonanej z nieizolowanych prętów połączonych na końcu pierścieniami zwierającymi.
Silnik pierścieniowy-ma uzwojenie wykonywane z drutu nawojowego podobnie jak uzwojenie stojana. Końce uzwojeń fazowych wirnika są ze sobą zwarte tworząc tzw. punkt gwiazdowy, początki są połączone pierścieniami ślizgowymi umieszczonymi na wale. Do pierścieni dołączone są szczotki które umożliwiają połączenie wirujących uzwojeń wirnika z obwodami zewnętrznymi.
2.Zasada działania silnika.
Zasada działania opiera się na wykorzystaniu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Źródłem strumienia są uzwojenia stojana którego pasma fazowe rozmieszczone co 120* są zasilane napięciami trójfazowymi przesuniętymi w fazach również o 120*. Pole magnetyczne jest wirującym polem kołowym którego prędkość wirowania zwana prędkością synchroniczną n. n=60*f/p. Pole wirujące przecinające uzwojenie wirnika indukuje w nim napięcie. Jeżeli obwód wirnika jest zamknięty to pod wpływem tych napięć płyną prądy. Prądy te łącznie z polem magnetycznym stojana są przyczyna powstawania momentu silnika. Pod wpływem tego momentu wirnik obraca się. Prędkość wirowania wirnika jest mniejsza od prędkości synchronicznej.
3.Kiedy w silniku powstaje pole kołowe.
Zasilanie trzech uzwojeń stojana napięciem trójfazowym powoduje powstanie pól pulsujących z tą samą częstotliwością ale przesuniętych w fazie. Dodając wektory pól pulsujących otrzymamy wypadkowy wektor który bedzie wokół osi obrotu. Przebiegi poszczególnych faz zasilających są przesunięte względem siebie o 120* co zapewnia takie samo przesunięcie przebiegów pulsowania wektorów pól magnetycznych wytworzonych przez poszczególne uzwojenia.
4.Co to jest: a) prędkość synchroniczna, b)poślizg, c)przeciążalność znamionowa
Poślizg-jest to stosunek prędkości synchronicznej pomniejszonej o prędkość wirnika do prędkośći synchronicznej. Prędkość synchroniczna-jest to prędkość wirującego pola magnetycznego. Przeciążalność znamionowa-to stosunek momentu maksymalnego do momentu znamionowego. λ=Mmax/Mn
5.Schemat zastępczy silnika indukcyjnego: a) klatkowego, b)indukcyjnego
6.Wykres wskazowy dla: a)stanu obciążenia znamionowego, b)idealnego biegu jałowego
7.Co to jest stan: a)jałowy, b)stan zwarcia silnika
Stan jałowy: Bieg jałowy występuje wówczas gdy silnik zasilany napięciem nie jest obciązony na wale, podczas biegu jałowego wykonuje sie pomiary które mają na celu określenie stopnia nasycenia obwodu magnetycznego.
Stan zwarcia: nazywamy stan maszyny jaki powstaje przy unieruchomieniu wirnika i przy zasilaniu uzwojenia stojana napięciem. Maszyna pobiera moc elektryczną która w całości zamieniana jest na ciepło.
8.Charakterystyka elektromechaniczna silnika.
9.Wpływ: a)napięcia b)częstotliwości na przebieg charakterystyki elektromechanicznej silnika
10.Wpływ zmiany napięcia i częstotliwości na przebieg charakterystyki elektromechanicznej silnika przy U/f=const
11.Wpływ rezystancji dodatkowej w obwodzie wirnika na przebieg ch-ki elektromechanicznej silnika.
12.Wzór Klossa
M-moment silnika,
Mk-moment krytyczny silnika,
s-poślizg,
Sk-poślizg krytyczny,
13.Bilans mocy silnika, sprawność
P1=ΔPcu1+ΔPFe+ΔPcu2+ΔPm+ΔP2;
ΔPcu1-straty w uzwojeniu stojana, ΔPcu1 =3I1^*R1
ΔPFe -straty w rdzeniu magnetycznym stojana.
ΔPcu2-Straty w uzwojeniach wirnika, ΔPcu2= Pψ*s
ΔPm- straty mechaniczne
ΔP2 straty dodatkowe
Moc Po pobierana przy biegu jałowym jest sumą strat w rdzeniu magnetycznym ΔPFe i strat mechanicznych ΔPm. ΔPo= ΔPFe+ ΔPcu2+ΔPm
sprawność = moc mechaniczna wydawana na wale silnika / moc elektryczna pobierana przez silnik z sieci
14.Sposoby rozruchu silnika indukcyjnego.
Włączenie silnika bezpośrednio do sieci wiąże się z wystąpieniem duzych prądów rozruchowych Ir. Jest to niebezpieczne zarówno dla silnika jak i dla sieci zasilajacej.
a)rozruch napięciowy-polega na zmniejszeniu prądów rozruchowych poprzez obniżenie napięcia zasilającego. w pierwszej chwili zasila się silnik napięciem obniżonym które w miarę wzrostu prędkości silnika podnosi się do wartości znamionowej. mozna je zmieniać stopniowo za pomocą regulatora napięć lub stosując przełącznik Δ/λ
b) zastosowanie dodatkowej rezystancji w obwodzie wirnika zmiana rezystanci Rv wpływa nie tylko na zmniejszenie prądu przy rozruchu ale także na zwiększenie początkowego momentu rozruchowego. Wzrost momentu rozruchowego wpływa korzystnie na dynamikę rozruchu.
15.Rodzaje pracy maszyny indukcyjnej.
Maszyna może pracować jako: transformator(s=1), silnik(0<s<1), hamulec (s>1), prądnica(s<0)
16.Generator indukcyjny rodzaje prac.
a) praca samotna ma miejsce wówczas gdy prądnica jest obciążona bezpośrednio odbiornikiem indywidualnym, do pracy samotnej potrzebne jest dostarczenie do prądnicy mocy biernej na namagnesowanie obwodu magnetycznego. Zadanie to spełniają kondensatory dołączone równolegle do zacisków stojana.
b) praca na sieć sztywną- dołączenie prądnicy małej mocy do sieci w której pracuje więcej prądnic dużych nie wywoła zmian częstotliwości i napięcia.
17.Warunki samowzbudzenia generatora.musi istnieć magnetyzm szczątkowy, przyłączenie równoległe do zacisków prądnicy kondensatorów o odpowiednich pojemnościach, napędzenie prądnicy do odpowiedniej prędkośći obrotowej czyli powyżej prędkości krytycznej.
18.Ch-ki ruchowe
lukaszzychzych