Asynchronní motor: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
→‎Odkazy: Odkaz na článek s vysvětlením pracovních režimů a s popisem momentové charakteristiky asynchronního stroje.
značky: možný spam editace z Vizuálního editoru
DYDASO (diskuse | příspěvky)
→‎Konstrukce: doplněno + upraveno
Řádek 20:
Každý trojfázový asynchronní motor je složen ze dvou hlavních částí.
* '''Stator''' (pevná část) – je u většiny typů podobný. Je složen z nosné kostry motoru, ložiskových štítů, příruby, patek, svazku statorových plechů se statorovým vinutím vloženým do drážek.
* '''Rotor''' (otočná část) – [[hřídel]] s nalisovanými rotorovými (elektrotechnickými) plechy (tzv. dynamoplechy) s drážkami, do kterých jsou vloženy tyče rotorové klece nebo vodiče rotorového vinutí.
** '''Kotva nakrátko '''nebo ''kotva klecová''' ''''' – v drážkách rotoru jsou vloženy neizolované [[měď|měděné]], [[mosaz]]né nebo [[hliník]]ové tyče, které jsou na obou koncích spojeny zkratovacími kruhy. Tyče spolu s kruhy mají podobu "klece pro veverky" (''anglicky "squirrel cage rotor"''). Klec je svařena nebo odlita odstřiknutím hliníku.
** '''Kroužková kotva''' – na hřídeli jsou kromě svazku rotorových plechů i sběrné kroužky. Vv drážkách plechů je uloženo vinutí rotoru z izolovaných vodičů, které je zapojeno [[Zapojení do hvězdy|do hvězdy]], [[Zapojení do trojúhelníka|do trojúhelníka]] nebo do V (dvoufázové). Rotorové vinutí je vyvedeno na tři kroužky. Na kroužky dosedá trojice kartáčů, ke kterým lze připojit regulační rotorový obvod, nejčastěji [[Rezistor|rezistory]]. Větší motory mívají odklápěč kartáčů se zkratovačem kroužků.
 
=== Princip činnosti ===
Řádek 33:
 
 
Asynchronní stroj může dávat na výstupní hřídeli kroutící moment jen tehdy, pokud rychlost otáčení magnetického pole statoru je rozdílná oproti mechanickým otáčkám rotoru, tj. o skluz. Při nulovém skluzu, tj. při synchronních otáčkách stroje se magnetické pole statoru vůči rotoru nepohybuje, tím se v rotoru neindukuje napětí, neteče rotorový proud a, nevzniká rotorová část spřaženého magnetického pole stroje a nevzniká kroutící moment.
Při synchronních otáčkách stroje se magnetické pole statoru vůči rotoru nepohybuje, tím se v rotoru neindukuje napětí a nevzniká kroutící moment.
Míra rozdílu otáček pole a rotoru je nazývána ''[[Skluz (indukční motor)|skluz]]'', udávána v procentech a definována jako:
 
: <math>s=\frac{n_s-n}{n_s}\cdot 100\quad[%],</math>
 
Řádek 61:
[[Soubor:Rotor s dvojitou kleci.svg|thumb|250px|Druhy kotev s dvojitou klecí]]
Při spouštěni asynchronního motoru s kotvou nakrátko je záběrový proud až 7krát vyšší než hodnota nominálního proudu. Tím v síti vznikají velké proudové rázy při poměrně malém záběrovém [[Moment síly|momentu]].
Proto je přímé spouštění zpravidal používáno jen pro motory s [[výkon]]em přibližně do 3 kW.
 
'''Motor s kotvou nakrátko'''
 
Zmenšení velkého rozběhového proudu lze u asynchronního motoru docílit snížením rozběhového napětí statoru, nebo zvětšením impedance rotoru nebo tvarem rotorové klece. Regulace napětí, impedance rotoru tvar klece nemění rychlost otáčení motoru, mění skluz motoru.<br />
Nejčastěji používané metody snížení rozběhového napětí jsou:
* '''Statorový spouštěč''' – Do [[Sériové zapojení|série]] se statorovým vinutím je zapojena omezovací impedance (často jen rezistory), která je během spouštění postupně vyřazována. Pro omezení tepelných ztrát na rezistorech se do obvodu zařazují předřadné [[impedance]] - [[cívka|cívky]], které (i když jen krátkodobě) zhoršují [[účiník]] odebíraného proudu. Tento způsob je vhodný pro jemný záběr motoru, který je při rozběhu málo zatížen.
Řádek 72:
* '''Polovodičový regulátor napětí ([[softstartér]])''' – Je polovodičová, maloztrátová regulace napětí motoru, při kterém lze dosáhnout plynulý rozběh motoru. Softstartér nemění rychlost otáčení motoru, mění skluz motoru. Softstartér je možno použít i pro regulaci otáček ASM ventilátoru a podobné zátěže s kvadratickou závislostí výkonu na otáčkách.
* '''Speciální úprava klece''' - Speciální úpravy klece jsou prováděny jednak pro omezení rozběhových proudů statoru a také pro zvětšení záběrového momentu při rozběhu. Rozběhový moment pak může dosáhnout až momentu zvratu. Tato úprava je v malé míře realizována i u běžných elektromotorů ASM.
** ''Kotva s dvojitou klecí'' – Mělce uložená klec je rozběhová. Druhá, hluboceboce uložená klec je běhová.
** ''Kotva s odporovou klecí'' – Vodiče klece jsou vyrobeny z materiálu s větším měrným [[elektrický odpor|elektrickým odporem]]. Stroj má zvýšené ztráty při běžném chodu.
** ''Vírová kotva'' – Speciální tvary drážek a tyčí klece, které jsou umístěny po celém obvodu rotoru, každý z těchto vodičů má stejný odpor, ale různé rozptylové indukčnosti.
Řádek 89:
** ''Podsynchronní kaskádou'' – část skluzového výkonu se vrací zpět do sítě, jde tedy o hospodárnější způsob snížení skluzu. Kmitočet rotorových proudů je odlišný od kmitočtu sítě, před navrácením výkonu do sítě se tedy musí použít [[měnič kmitočtu]].
* '''Regulace změnou kmitočtu''' – používá se u motorů s kotvou nakrátko. Připojením měniče kmitočtu můžeme řídit napětí a tím i vytvářené magnetické pole statoru.
** ''Skalární řízení'' – lze nastavovat velikost magnetického toku. V podstatě reguluje napětí a kmitočet v poměru '''''U/f =konstanta'''''. Používá se u motorů s nízkými nároky na dynamické vlastnosti (čerpadla,ventilátory). Skalární řízení je nepoužitelné pro regulaci stroje v oblasti nulových otáček. Skalárním řízením lze docílit nadsynchronní rychlosti otáčení.
** ''Vektorové řízení'' – kromě velikosti magnetického toku lze nastavovat i jeho směr a tím můžeme docílit plynulou změnu otáček při jakémkoliv režimu práce a zatížení. Jde o dokonalejší způsob řízení otáček a lze jím docílit i otáček nadsynchronních. Vektorové řízení umožňuje generovat moment i v oblasti nulových otáček. Starší implementace vektorového řízení vyžadovaly čidlo otáček, dnes se již používají metody pro bezsenzorovou identifikaci stavu stroje.
** ''Přímé řízení momentu (DTC) - ''jde rovněž o pokročilou metodu řízení, která však nezajistí plnou dynamiku při nízkých nebo nulových otáčkách. Výhodou DTC je, že řídicí algoritmus je jednoduchý přímo generuje stav sepnutí tranzistorů a nevyžaduje čidlo otáček nebo náročnou identifikaci stavu stroje.
Řádek 97:
=== Brzdění ===
Při prostém odpojení ze sítě je v motoru (a případně v dalších zařízeních poháněných motorem (například vlak)) akumulována velká [[kinetická energie]], která působí dlouhý doběh motoru. Brzdný moment, potřebný k rychlejšímu zastavení motoru, lze vytvořit jak mechanicky, tak i elektronicky.
* '''Brzdění protiproudem''' – změněnímzměnou smyslu otáčení magnetického pole statoru se vytváří brzdný moment, působící proti směru otáčení rotoru. PoSkokovým dosaženípřepnutím nulovýchsmyslu otáčekotáčení jemotoru nutnovznikne motorskluz odpojit,o abyvelikosti blížící se nezačaldvojnásobnému otáčetskluzu opačnýmpři rozběhu směremmotoru. VeškeráPřepnutím kinetickádochází energieke sezvýšenému měnímechanickému nanamáhání teplo,izolace tentovinutí způsobstatoru. jeVinutím tedystatoru značněi rotoru tečou značné proudy (větší než nehospodárnýzapínací). Tento způsobTím připadádochází vk úvahuproudovému pouzepřetížení promotoru. velmiKinetická maléenergie výkonyje přeměňována především na teplo v rotoru, skokovýmčímž přepnutímse smyslumotor otáčeníznačně motoruohřívá totiža vzniknezpůsobuje, skluzzvýšené otepelné velikostinamáhání dvojnásobkuizolace nominálnívinutí frekvencestatoru. motoruPři ačastějším tímbrzdění dojdeproudem kje obrovskémunutno přetíženízajistit intenzivní chlazení motoru. aPřed nárůstudosažení proudu.nulových Tentootáček způsobje nenínutno mocmotor vhodnýodpojit, protožeaby veškerése teplonezačal vytvořenéotáčet brzděnímopačným zůstávásměrem. vBrzdění motoru,protiproudem kterýje seenergeticky tímnehospodárné ohříváa je požíváno pro výkony do cca 10 kW.
* '''Brzdění generátorické''' – (viz [[Elektrodynamická brzda]]) nastává při práci motoru jako generátoru, tedy když <math>n>n_1</math> lze jej použít pro zastavení motoru, pouze pokud je možné měnit frekvenci otáčení magnetického pole [[Měnič kmitočtu|frekvenčním měničem]]. PokudVyrobenou energii je možnémožno vracet vyrobenoudo energiisítě zpátkynebo do sítěakumulátoru energie, jedná se o nejhospodárnější způsob brzdění asynchronního motoru (tzv. [[Rekuperace]]). Tento způsob používají například moderní lokomotivy, tramvaje a trolejbusy. Pokud [[Měnič kmitočtu|frekvenční měnič]] nevrací vyrobenou elektřinu zpátky do sítě, musí sebýt tatozmařena někamna odvéstteplo. Nejčastěji je mařena v tzv. "brzdném odporu", u hybridního vozidla může být ukládána do baterií. Maření energie v [[rezistor]]u používají starší lokomotivy, tramvaje a trolejbusy. U obou těchto způsobů je výhodné, že se vyrobená energie odvede mimo motor, který se díky tomu zbytečně nepřehřívá. Pomocí tohoto způsobu lze zastavit motor až do nulových otáček, udržovat konstantní brzdící moment a podobně.
* '''Dynamické brzdění''' – (Stejnosměrná brzda) statorové vinutí se odpojí od sítě a připojí se na zdroj [[stejnosměrné napětí|stejnosměrného napětí]]. Magnetické pole statoru je tedy nepohyblivé. aRotor pohybujícíse otáčí v magnetickém poli, indukuje se rotorvněm napětí a prochází proud. Tím spřažené magnetické sámpole vytváří brzdný moment. Velikost brzdného momentu je možno regulovat velikostí stejnosměrného proudu pouze v omezeném rozsahu. Tento způsob není mocje účinný při vyšších otáčkách. A přiPři otáčkách blízkých nule se musí být motor dobrzditdobrzděn mechanicky. (pro běžný čtyřpólový asynchronní motor je SS brzda nejúčinnější asi od 10Hz do 1Hz) Tento způsob brzdění neníje mocjednoduchý výhodný,a spolehlivý. protožeVětšina veškeréteplné teploenrgie vytvořené brzděním zůstává v rotoru motoru, který se tím ohřívá. Množství tepla je mnohem menší než při brzdění protiproudem.
 
== Jednofázový asynchronní motor ==
=== Konstrukce ===
* '''Stator''' – je složen ze statorových plechů a dvojíhodvou vinutí. HlavníU stroje, jehož vinutí vychází z třífázového vinutí je hlavní vinutí je ve 2/3 drážek a pomocné vinutí je ve zbývající 1/3. Stroje konstruované jako jednofázové s trvale připojeným kapacitorem mají v 1/2 drážek vinutí hlavní v druhé polovině tzv. pomocné vinutí. Hlavní a pomocné vinutí mají posun 90°.
* '''Rotor''' – je vždy klecového provedení.
[[Soubor:Jednofazovy motor.svg|right|thumb|250px|Vinutí statoru jednofázového asynchronního motoru. U1-U2: hlavní vinutí, Z1-Z2: pomocné vinutí]]
 
=== Princip činnosti ===
Jednofázové hlavní vinutí vytváří pulzující magnetické pole, které se neotáčí ani nenatáčí. Aby rotor vytvářel točivý moment, musí se magnetické pole statoru otáčet, nebo alespoň natáčet vůči rotoru pohybovat. Při jednofázovém napájení se tedy musí proudy v hlavním a pomocném vinutí fázově posunout, aby vzniklo točivékruhov, nebo alespoň eliptické magnetické pole.
ToToho se dociluje zapojením [[kondenzátor|kapacitor]]u, [[rezistor|činnéhodo odporu]]pomocného vinutí, nebo zvýšenouzhotovením pomocného vinutí z odporového materálu - zvětšením [[indukčnostrezistor|rezistivity]]í pomocného vinutí. Fázový posun mezi proudy bývá 90°. Působení pomocného vinutí není pro samotný běh motoru nutné, a tak se pov rozběhuněkterých případech odpojuje po rozběhu. Nejčastější způsob odpínání pomocného vinutí je [[odstředivý spínač|odstředivým spínačem]]. Bylo zjištěno, že pokudPokud zůstane pomocné vinutí s kondenzátorem zapojeno i po rozběhu motoru, zvýší se výkon a [[Kroutící moment|točivý moment]] motoru ona ccaúroveň 10%jako atřífázového stroje stejné velikostia rachlosti otáčení. Připojený kapacitor zlepší seelkový [[účiník]] sroje.{{doplňte zdroj}}<!-- deadPro link:poho <ref>http://fei1.vsbgramofonů, magnetofonů, ventilátorů a pod.cz/kat452/Vsb.cz/elektrotechnika/sylaby/Asynchronni%20stroje.pdf</ref> -->jsou používány jednofázové asynchronní motorky v provedení s pomocnými póly, kde pomocné vinutí je tvořeno závitem nakrátko na části statoru.
 
=== Použití ===
Používá se pro elektrické pohony malých výkonů, přibližně max. do 23,5 kW, neboť ve veřejných sítích není vhodné ani technicky přípustné přílišné jednofázové zatížení. TentoJednofázový typasynchronní motorumotor se využíváje předevšímpoužíván tam, kde není nutné regulovat otáčky motoru během provozu stroje např. při pohonu kompresorů v lednicích, domácích pračkách, sekačkách a ventilátorech. Regulace otáček pomocíjednofázových frekvenčníchasynchronních měničůmotorů frekvenčními měniči není používána. Použít je nejenmožno stálefrekvenční provozněměnič drahá,napájený alez bývájednofázové istřídavé zdrojemsítě, nežádoucíhokterý elektromagnetickéhonapájí rušenítřífázový asynchronní motor. V běžných domácíchspotřebičích pračkách,jako sekačkách, ventilátorech,je elektrickémelektrické ručnímruční nářadí, kuchyňskýchkuchyňské robotechroboty, vysavačíchvysavače, vysoušečíchvysoušečeh vlasů právějsou zstále tohotoaplikovány důvodukomutátorové stálemotory, prozatímkteré spíšemají převažujípředevší klasickévyšší komutátorovérychlost motoryotáčení a tím pro požadovaný výkon menší objem a hmotnost. Sériová výroba složitějších a na údržbu náročnějších komutátorových univerzálních motorů je dobře zvládnuta a automatizována.
 
Pro zařízení s vyšším výkonem je tedy nutno použít sdružené třífázové napětí a klasický třífázový asynchronní motor.
 
== Odkazy ==