Przetworniki elektromechaniczne, kolokwium II
Zagadnienia do opracowania.

1. Silnik asynchroniczny: rodzaje i budowa:

Podział silników indukcyjnych ze względu na rodzaj wirnika:

− klatkowe
− pierścieniowe

2.

Poślizg:

W silniku elektrycznym asynchronicznym

poślizg opisuje różnicę między prędkością

obrotową wirnika a prędkością synchroniczną

(prędkość wirowania pola

magnetycznego), wynikającą z liczby par biegunów i częstotliwości prądu zasilającego:

3.

Prędkość synchroniczna:

Prędkość obrotowa jest to ilość obrotów wirnika wykonywanych w danej jednostce czasu
(powszechnie przedstawiana w minutach). W silnikach synchronicznych prądu przemiennego
wirnik obraca się synchronicznie do obrotu pola magnetycznego, zależnego od częstotliwości
prądu oraz liczby par biegunów magnetycznych:

Silniki asynchronic

zne mają zazwyczaj obroty nieco mniejsze od obrotów pola

magnetycznego i określa się je często w stosunku do obrotów synchronicznych:

Gdzie:

n

– prędkość wirowania wirnika,

n

s

– prędkość synchroniczna,

f

– częstotliwość (liczba cykli zmiany prądu na sekundę),

p

– liczba par biegunów,

s

– poślizg.

4. P

oślizg krytyczny:

Poślizg krytyczny, to poślizg przy tzw. momencie krytyczym.. Czyli swego rodzaju maks.
charakterystyki silnika

5. Moc mechaniczna:

Moc mechaniczna (wg Oskara)

jest pochodną

pracy mechanicznej

po

czasie

, czyli

stosunkiem pracy mechanicznej do czasu, w jakim została ona wykonana. Jeszcze inaczej
można powiedzieć, że jest ona strumieniem energii mechanicznej. (P=W/t)

6. Moc elektromagnetyczna:

Całkowita moc pola elektromagnetycznego wykonanym nad ładunkiem przez siły

Lorentza

(właściwie przez pole elektryczne – pole magnetyczne nie wykonuje pracy) jest równa:

gdzie:

– wektor natężenia pola elektrycznego,

– wektor gęstości prądu elektrycznego swobodnego.

– moc wykonana nad ładunkiem w polu elektromagnetycznym, która jest zmianą

energii mechanicznej na jednostkę czasu, w którym ta zmiana nastąpiła.

7. Moment elektromagnetyczny:

-

moment siły

powstający w

maszynach elektrycznych

(

prądnicach

lub

silnikach

) na skutek

oddziaływania pól magnetycznych wytworzonych przez uzwojenie twornika i magneśnicy
(wzbudzania).

8. Moment

napędowy:

Moment obrotowy

wału

przenoszącego

moc

P przy

prędkości kątowej

ω wynosi

W wersji „technicznej”, dla wielkości podanych: moc P w

kilowatach

,

prędkość

obrotowa

n w

obrotach na minutę

i moment M w

niutonometrach

, wartości liczbowe związane

są przez wzór:

9. S

prawność silnika:

10.

Schemat zastępczy i jego parametry:

11.

Znać szczegółowy bilans mocy silnika

asynchronicznego(schemat zast

ępczy):

12.

Znać rodzaje strat mocy w silniku

asynchronicznym oraz ich umiejscowienie:

Wyróżniamy cztery główne rodzaje strat w silniku – straty w miedzi, straty w
żelazie, straty wentylatorowe i straty tarcia:
• Straty w miedzi są to straty w uzwojeniach stojana i wirnika,
• Straty w żelazie spowodowane są pętlą histerezy i prądami wirowymi. Straty

histerezowe występują podczas magnesowania rdzenia prądem przemiennym.
Przy częstotliwości 50 Hz rdzeń jest magnesowany i rozmagnesowywany 100
razy na sekundę. Magnesowanie i rozmagnesowywanie wymaga zużycia pewnej
ilości energii, która wzrasta wraz z częstotliwością napięcia zasilania i indukcją
magnetyczną.
Straty od prądów wirowych powstają, ponieważ pole magnetyczne indukuje
siły elektromotoryczne w rdzeniu i przewodach. Siły te powodują przepływ prądów
wirowych wzdłuż linii sił pola magnetycznego powodując nagrzewanie się silnika.
Poprzez wykonanie rdzenia z cienkich blach straty od prądów wirowych
można znacznie zmniejszyć.

• Straty pochodzące od wentylatora spowodowane są oporem aerodynamicznym

samego wentylatora.

• Straty tarcia pochodzą od łożysk wirnika.

13. Z

ależność strat mocy od poślizgu:

14.

Znać wyrażenie na moment

elektromagnetyczny.

Zależność momentu

elektromagnetycznego od

napięcia zasilania i

parametrów wirnika. Charakterystyka
zewnętrzna:

(

charakterystyka taka jak w zadaniu 4

)

15. Obszary pracy silnikowej, generatorowej i

hamulcowej:

Charakterystyka mechaniczna silnika indukcyjnego dla różnych rodzajów jego pracy
Mr- moment rozruchowy
sk -

poślizg krytyczny

M - moment silnika
Mm - moment krytyczny silnika
s -

poślizg

sm -

poślizg krytyczny

16. Obszary pracy stabilnej i niestabilnej:

N

iezbędny warunek pracy

układu automatycznej regulacji

mówiący o tym, że układ po

wyprowadzeniu go ze stanu równowagi sam powraca do tego stanu.

17.

Klasy charakterystyk zewnętrznych silnika

asynchronicznego:

18.

Wpływ rezystancji dodatkowej w silniku

pierścieniowym na moment
elektromagnetyczny i prąd:

Dla silników pierścieniowych podobnie jak dla celów rozruchowych,
podłącza się dodatkowe rezystancji w obwód wirnika, Połączone szeregowo
z uzwojeniem wirnika rezystancje spowodu

ją spadek prądu płynącego

w wirniku, a więc i spadek powstającej siły elektrodynamicznej działającej
na wirnik
a co za tym idzie spadek momentu

i w końcu spadek prędkości

obrotowej silnika.

19. Wzór Klossa i jego zastosowanie:

20.

Rozruch silnika pierścieniowego i rozruch

silnika klatkowego:

Rozruch bezpośredni
Rozruch gwiazda-

trójkąt

Rozruch przez zmianę rezystancji w obwodzie wirnika
Zastosowanie “softstartu”

21.

Łatka zawiera uzupełnienie do zadania 1 i

20!