Elektromotor: Porovnání verzí

Přidáno 418 bajtů ,  před 2 lety
m
doplněno
m (Editace uživatele 77.48.91.34 (diskuse) vráceny do předchozího stavu, jehož autorem je JAnDbot)
m (doplněno)
[[Soubor:Silniki by Zureks.jpg|náhled|350px|Běžné třífázové asynchronní elektromotory]]
 
'''Elektromotor''' je [[elektrický stroj]], který slouží k přeměně [[elektrická energie|elektrické energie]] na mechanickou [[Práce (fyzika)|práci]]. Drtivá většina současných elektromotorů jsou indukční stroje, které využívá silové účinky [[magnetické pole|magnetického pole]]. Bylo by však možné využít i jiné jevy, např. [[piezoelektrický jev]], nebo silové účinky [[elektrostatické pole|elektrostatického pole]]. Současné elektromotory jsou většinou realizovány jako [[točivý elektrický stroj|točivé elektrické stroje]]. Méně obvyklé jsou netočivé elektromotory, např. [[lineární elektromotor]]. Elektrické stroje přeměňující [[Mechanická energie|mechanickou práci]] na elektrickou označujeme jako [[Elektrický generátor|generátor]], [[alternátor]], [[dynamo]]. Většina typů elektrických strojů může pracovat jako motor nebo jako generátor, rozhoduje způsobkonstrukce použitístroje. Tyto stroje mohou i samočinně přecházet z motorického do generátorického režimu a naopak z generátorického chodu do motorického. Díky těmto vlastnostem umožňují [[Elektrický pohon|elektrické pohony]] brzdit pomocí [[rekuperace]] tj. vracení elektrické energie do [[Přenosová soustava|elektrické sítě]] nebo do [[akumulátor]]ů. Jako generátory velkých výkonů jsou používány synchronní točivé elektrické stroje - synchronní [[alternátor]]y, na malých vodních elektrárnách jsou používány asynchronní generátory, jako motory jsou nejběžněji používány indukční točivé elektrické stroje - [[asynchronní motor]]y.
 
== Princip elektromotoru ==
Zjednodušeně si lze představit, že se využívá vzájemné přitahování a odpuzování dvou elektromagnetů, nebo elektromagnetu a permanentního magnetu. Sílu a polaritu elektromagnetu můžeme řídit velikostí protékajícího elektrického proudu.
 
Současně s, působením elektromagnetické síly jena vevodič vodiči indukováno elektrické napětí. Platí prose vodič, kterýuvádí při svémdo pohybu, protíná magnetické siločáry. magnetickéhoPohybem pole, nebo ležívodiče v časově proměnném magnetickém poli, neboje obojíve současně.vodiči indukováno elektrické napětí ('''U'''='''B'''.l.'''v''' – jednotky V; T, m, m.s<sup>−1</sup>). Podobně to platí i pro vodič, který leží v časově proměnném magnetickém poli, nebo se pohybuje v časově proměnném magnetickém poli. Tento jev se projevuje v brzdovém, motorickém i generátorickém chodu stroje.
 
 
* '''režim brzdy''' - el. stroj odebírá elektrický výkon z el. zdroje. Odebraný el. výkon působí proti mechanické výkonu na hřídeli, tj. působí proti mechanickému pohybu. Elektrická i mechanická energie je v elektrickém stroji přeměňována na teplo. Teplo se vyvíjí především v kotvě el. stroje, která se značně ohřívá. Proto brzdný režim smí být využíván jen krátkodobě.
Některé stroje, jako je asynchronní stroj, může pracovat v režimu elektrodynamická brzda. Stroje nejsou určeny k dlouhodobému provozu v tomto režimu. Elektrodynamická brzda je používána k elektrickému zpomalení, před zastavením stroje - zkrácení doběhu.
* '''elektrodynamická brzda''' - jedná se v podstatě o obrácený motorický režim. Stator je napájen sníženým stejnosměrným napětím snížené velikosti a vytváří spřažený magnetický tok stroje, ve kterém se otáčí rotor. Ve vodičích rotoru se indukuje napětí. Vyvolaný proud se uzavírá zkratovanými vodiči rotoru (v kleci). Elektrická energie se mění na teplo v rotoru. Moment výrazně klesá s otáčkami. Elektrodynamická brzda odebírá z vnějšího zdroje poměrně malý výkon.
 
== Konstrukce ==
Běžný elektrický stroj (elektromotor nebo generátor) je složen ze čtyř základních funkčních celků.
 
* '''[[Elektrický obvod]]''' – proudový obvod, je tvořen vinutím – cívkami s izolací, svorkami nebo přípojnicemi. Některé stroje mají [[Komutátor (elektrotechnika)|komutátor]] nebo kroužky. Vinutí ve formě cívek (nebo klece) jsou uložena v drážkách magnetického obvodu nebo na pólových nástavcích.
:'''[[Komutátor]]''' je prstenec složený z mnoha vzájemně izolovaných lamel. K lamelám jsou připojeny jednotlivé vývody cívek kotvy. Ke komutátoru přiléhá dvojice (nebo více) kartáčů. Komutátor dynama slouží jako mechanický usměrňovač indukovaného střídavého napětí a proudu ve vodičích kotvy. Komutátor motoru slouží jako střídač, měnící směr proudu ve vodičích kotvy. V moderních strojích je komutátor nahrazován polovodičovým měničem kmitočtu (BLDC stroje).
:'''[[Kroužek]]''' má tvar prstýnku na který je připojen el. vývod. Na kroužek dosedá sběrací kartáč. Kroužek nemění směr proudu. Kroužky slouží k elektrickému připojení pohyblivých částí (vinutí). Střídavé (třífázové) elektrické stroje mívají obvykle tři kroužky. Stejnosměrný budící obvod synchronního stroje má dvojici kroužků.
 
* '''[[Magnetický obvod]]''' je tvořen feromagnetiky. Magnetický obvod u střídavých strojů a kotev komutátorových strojů (i stejnosměrných) je vždy tvořen vzájemně elektricky izolovanými transformátorovými plechy. Magnetický obvod statorů stejnosměrných strojů bývá opracovaný odlitek.
:Magnetický obvod vede magnetický tok vytvářený vinutím nebo permanentními magnety. Vinutí bývají umístěna v drážkách magnetického obvodu nebo na pólových nástavcích.
 
* '''Mechanická konstrukce''' je tvořena nosnými částmi, ložiskovými štíty, patkami, přírubami, kryty, svorkovnicemi, chlazením. Přenáší reakční síly od hřídele stroje. Zajišťuje dostatečnou mechanickou tuhost a pevnost stroje. Chrání před vniknutím cizích částí a vody do stroje. Zajišťuje oddělení vnějšího a vnitřního prostředí ve stroji (např. nebezpečí výbuchu). Chrání před nebezpečným dotykem pohybujících se částí a dotykem s elektrickými částmi pod napětím = úrazem. Zajišťuje odvod tepelné energie vzniklé ve stroji = chlazení. Mechanická konstrukce stroje má zaručovat, že stroj nebude mechanicky kmitat vlastními kmity.
* '''[[Rotor]]''' je otočná část stroje s magnetickým obvodem, vinutím a hřídelí, na které mohou být nasazeny kroužky nebo komutátor. Některé synchonní stroje mají na rotoru permanentní magnety.
Stroj je konstruován tak, aby na sebe vhodně vzájemně působila magnetická pole rotoru a statoru a působením vytvářela [[kroutící moment]]. Kroutící moment je přenášen na hřídel stroje. Otáčející se rotor vykonává [[Mechanická práce|mechanickou práci]].
Elektrické točivé stroje jsou obvykle konstruovány tak, že se rotující část stroje nachází obvykle uvnitř statoru. Obrácenou konstrukci mají například stroje, u kterých je požadován zvýšený moment setrvačnosti – například magnetofony napájené napětím o síťovém kmitočtu, gyroskopy.
 
== Stejnosměrný stroj ==
 
== Univerzální komutátorový stroj ==
Univerzální stroj musí mít magnetický obvod statoru i s pólovými nástavci zhotoven z '''transformátorových plechů'''. Magnetický tok obvodu jebývá buzen výhradně budicím vinutím, které je (společně s kotvou) připojeno ke společnému zdroji. Budicí vinutí je většinou zapojeno sériově. Rotor se neliší od stejnosměrného stroje. Univerzální stroj pracuje i při napájení stejnosměrným proudem - odtud univerzální. Univerzální komutátorový stroj je velmi často používán k pohonu drobného přenosného el. nářadí (vrtačky, ...).
 
== Střídavý stroj ==
'''[[asynchronní motor|Třífázový asynchronní stroj ASM]]''' je nejrozšířenějším a nejběžnějším typem elektromotoru. Stator nese třífázové vinutí tj. tři stejné cívky vzájemně pootočené o 120° elektrických. Zvláštním případem je jednofázový asynchronní stroj, který má dvě různé cívky vzájemně pootočené o 90° elektrických (hlavní a pomocné vinutí). Třífázový ASM je možno napájet z jednofázové soustavy. Musí být vhodně upraveno zapojení statoru a připojen kondenzátor. Motor pak má nižší mechanický výkon na hřídeli.<br />
[[asynchronní motor|Třífázový asynchronní stroj ASM '''kroužkový''']]. Vinutí rotoru je tvořeno vinutými cívkami, vyvedenými na tři kroužky. Ke kroužkům je přes kartáče připojen obvod regulace proudu rotoru (většinou rezistory). Velké motory jsou vybaveny zkratovačem kroužků s odklápěčem kartáčů. Regulací proudu rotoru (zařazením rezistoru do obvodu rotoru) je možno regulovat posunutí pracovní charakteristiky motoru a [[skluz]]. Tím je možno omezit zapínací a rozběhový proud motoru a záběrový moment zvětšit na velikost [[moment zvratu|momentu zvratu]].<br />
[[asynchronní motor|Třífázový asynchronní stroj ASM '''nakrátko''']]. Drtivá většina ASM má rotorové vinutí ve tvaru klece, spojené nakrátko. Klec je tvořena masivními tyčemi vloženými do drážek na obvodu magnetického obvodu rotoru. Tyče jsou na čelech vodivě spojeny masivními kruhy. U modernějších motorů je klec za tepla odstříknuta z hliníkové slitiny do drážek rotoru.
U střídavého dvoupólového stroje s jedním pólpárem (jeden severní a jeden jižní pól) platí, že mechanický a elektrický úhel je shodný. Dvoupólové stroje mají synchronní otáčky 3000 min<sup>-1</sup>/50 Hz. Dvoupólový asynchronní stroj má otáčky asi 2800 min<sup>-1</sup>/50 Hz.
 
U vícepólových strojů zůstávají úhly ve stupních elektrických stejné bez ohledu na počet pólů a proto se používají. MechanickéMechanický úhly napříkladúhel mezi jednotlivými póly jsou podílem úhlu elektrického a počtu pólpárů. Ve stejném poměru se snižují synchronní otáčky stroje. Tabulka uvádí synchronní otáčky stroje pro kmitočet sítě 50 Hz.
{| class="wikitable"
!
279

editací