Elektromotor: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
značky: editace z mobilu editace z mobilního webu |
m Doplněno + upraveno značka: editace z Vizuálního editoru |
||
Řádek 1:
[[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 obecně jako [[Elektrický generátor|generátor]]
== Princip elektromotoru ==
Řádek 11:
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.
Řádek 19 ⟶ 20:
Elektrický stroj má tři režimy provozu:
* '''motorický režim''' – el. stroj odebírá elektrickou energii z elektrického zdroje (el. síť, baterie, generátor) a přeměňuje ji na mechanickou energii na hřídeli. Označuje se jako práce v prvním nebo třetím kvadrantu.
* '''generátorický režim''' – el. stroj odebírá na hřídeli mechanickou energii z připojeného mechanického zdroje energie (kinetická, polohová energie, spalovací motor, parní turbína, parní stroj, klika, vrtule větrné elektrárny, …). Mechanická energie je přeměněna na elektrickou energii, která je dodávána do elektrické sítě, do akumulátorové baterie, nebo do připojené elektrické zátěže. Označuje se jako práce v druhém kvadrantu.
* '''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. Označuje se jako práce ve čtvrtém kvadrantu.
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 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.
Řádek 135 ⟶ 136:
=== Komutátorový stroj s permanentními magnety s dvoupólovou kotvou ===
==== Nejjednodušší komutátorový stroj ====
Nejjednodušší motor na [[stejnosměrný proud]] má stator tvořený permanentním magnetem a rotující kotvu ve formě elektromagnetu s dvěma póly. Rotační přepínač, zvaný [[komutátor (elektrický)|komutátor]], mění směr elektrického proudu a polaritu magnetického pole procházejícího kotvou dvakrát během každé otáčky. Tím zajistí, že síla působící na póly rotoru má stále stejný směr. V okamžiku přepnutí polarity (mrtvý úhel motoru) udržuje běh tohoto motoru ve správném směru [[setrvačnost]]. (Principiálně se tento motor trochu podobá střídavému synchronnímu motoru, kde rotační přepínání směru proudu a jím vytvářeného magnetického pole zajišťuje sama elektrorozvodná síť.) Dvoupólová kotva je používána jen pro výukové účely. V době komutace uhlíků na lamelách komutátoru dochází ke zkratování lamel. Pro motor dojde kezkratování zdroje a pro dynamo ke zkratování kotvy a poklesu výstupního napětí k nule. Prakticky jsou malé levné motorky pro hračky vyráběny se třemi póly a třemi lamelami komutátoru.
Komutátor zajistí, že se v cívce změní směr proudu + a − (− a +) po každém pootočení o 180° (u dvoupólového motoru). Takto dochází ke změně směru indukčních [[Siločáry|siločar]] v cívce.
Řádek 196 ⟶ 197:
[[Soubor:3phase-rmf-320x240-180fc.gif|náhled|320px|3 fázový synchronní elektromotor v pohybu, vektory ukazují výsledné magnetické pole vytvořené statorem.]]
<!-- {{Podrobně|Synchronní stroj}} -->
Rotor stroje je tvořen magnetem nebo elektromagnetem, stator, na nějž je přiveden střídavý proud, vytváří pulzní nebo častěji rotující magnetické pole. Rotor se snaží uchovat si svoji konstantní polohu vůči otáčivému magnetickému poli vytvářenému průchodem střídavého proudu ve statoru, drží se v [[synchronismus|synchronismu]] až do kritického kroutícího momentu. Vůči poli statoru si udržuje
Synchronní alternátory jsou téměř výhradní [[generátor střídavého proudu|generátory střídavého proudu]] do sítě.
Synchronní motory mají řadu nevýhod – je třeba je roztočit na pracovní otáčky jiným strojem nebo pomocným asynchronním rozběhovým vinutím (především rozběh jako [[transfigurace (elektřina)|hvězda]], samotný chod pak zapojen do [[transfigurace (elektřina)|trojúhelníku]])
Proto jsou využívány jen ve speciálních případech (např. pohon [[gramofon]]u, kdy jsou nevýhody vyváženy požadavkem na pravidelnost otáček o celočíselném násobku frekvence elektrické sítě (za předpokladu, že frekvence napájecí sítě je skutečně konstantní). V současné době se ovšem uplatňují i v pohonu dopravních prostředků.<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Novák
Řádek 217 ⟶ 218:
| url = http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=26832
| issn = 1210-0889
}}</ref> Synchronní stroje bývají provedeny jako asynchronizovaný synchronní stroj, který má na pólech rotoru části klece. Klec může být v některých případech využívána pro rozběh. Motor se robíhá jako asynchronní a až po dosažení otáček blízkých synchronním je pomalu nabuzeno budící vinutí a stroj vklouzne do synchronizmu. Klec při synchronním chodu je nečinná a uplatní se na tlumení mechanických kmitů rotoru.
Ze synchronního motoru se vyvinul [[krokový motor]] a [[#střídavý servomotor|střídavý servomotor]].
Řádek 223 ⟶ 224:
==== Asynchronní motor ====
{{Podrobně|Asynchronní motor}}
Asynchronní motor má proti synchronnímu jen jinou konstrukci rotoru. Rotor se obvykle skládá ze sady vodivých tyčí, uspořádaných do tvaru válcové klece. Tyče jsou na koncích vodivě spojeny a rotor se pak nazývá „kotva nakrátko“. Tím, že se tyče rotoru (nebo vodiče vinutí rotoru) pohybují v magnetickém poli vytvářeném statorem, se v rotoru indukuje elektrický proud
Vzhledem k jednoduché konstrukci, robustnosti a možnosti bezjiskrového provedení je tento druh motoru v praxi nejběžnější, je využíván v mnoha oblastech průmyslu, dopravy i v domácnostech. Výkon asynchronních motorů se pohybuje od několika wattů až do mnoha set kilowattů. Díky poklesu ceny výkonových polovodičů a řídicích systémů nahrazuje postupně tento druh motoru sériový elektromotor, užívaný zejména v pohonech určených pro elektrickou trakci (kolejová vozidla a trolejbusy).
Řádek 233 ⟶ 234:
Motor se stíněným pólem je druh jednofázového asynchronního motoru (ASM). Vyráběny jsou jen pro malé výkony. Motor je oblíben především pro svou jednoduchost a spolehlivost. Většinou se jedná o dvoupólový stroj.
Konstrukce se vyznačuje tím, že na statoru je jedna cívka navinutá izolovaným vodičem, napájená střídavým napětím síťového kmitočtu. Cívka bývá obvykle rozdělena na dvě
Princip činnosti: Vinutí statoru vyvolává ve vzduchové mezeře pod pólovým nástavcem spřažený magnetický tok, který po celé ploše pólového nástavce nemá stejný časový průběh. Při nárůstu velikosti toku je opožděn nárust toku pod částí pólových nástavců se závitem nakrátko. Obdobně při poklesu toku, je pod částí se závitem nakrátko opožděn pokles toku. Tím je vytvořeno "pomocné vinutí", jako u běžného jednofázového ASM. Ve vzduchové mezeře vzniká magnetický tok, jehož amplituda se posouvá po obvodu rotoru. Ve výsledku vzniká ve statoru eliptické magnetické pole, které se může blížit kruhovému poli.
Řádek 243 ⟶ 244:
==== Lineární elektromotor ====
{{Podrobně|Lineární elektromotor}}
Lineární elektromotor je mnohapólový motor, jehož stator irotor je rozvinut do přímky. Využívá se například v dopravě pro pohon [[vlak]]ů na magnetickém polštáři ([[Maglev]]).
Používal se pro pohon čtecích hlav starších (převážně sálových) HDD jednotek.
V poslední době se lineární motor hojně využívá i pro rozhoupávání zvonů.
|