1. MI - trójwrotowy przetwornik elektromechaniczny. Wykonać szkic przetwornika (MI klatkowa, MI pierścieniowa). Dla pracy silnikowej zastrzałkować i nazwać moce przepływające przez wrota energetyczne (mocy). Omówić wielkość fizyczną, która sprzęga układ elektryczny z układem mechanicznym? Dlaczego MI pobiera moc bierną? Wskazać elementy MI, gdzie energia ulega rozproszeniu, a gdzie jest magazynowana. Podać zależność na prędkość obrotową MI - uzasadnić jej sens fizyczny.

Maszyna indukcyjna/asynchroniczna (strzałkowanie dla pracy silnikowej):

→ trójwrotowy przetwornik elektromechaniczny z wirnikiem pierścieniowym

→ dwuwrotowy przetwornik elektromechaniczny z wirnikiem klatkowym

wrota (zaciski) obwodu stojana „s” - dopływ energii elektrycznej przetwarzanej ma energię mechaniczną,

wrota obwodu wirnika „r” - odpływ energii do odbiornika lub sieci zasilającej,

wrota układu (obwodu) mechanicznego „m” - odpływ energii mechanicznej

Działanie maszyny indukcyjnej/asynchronicznej oparte jest na wykorzystaniu idei pola o wirującym

strumieniu magnetycznym, wzbudzanym metodą elektromagnetyczną.

Układ elektryczny z układem mechanicznym sprzęga siła Lorentza

http://pl.wikipedia.org/wiki/Siła_Lorentza

Wykorzystuje moc bierną indukcyjną do wytwarzania pola elektromagnetycznego, które jest warunkiem działania MI.

Energia magazynowana jest w rdzeniu stojana natomiast ulega rozproszeniu w uzwojeniach.

prędkość obrotowa wirnika:

gdzie
to prędkość obrotowa wirującego pola magnetycznego (na stojanie),
to poślizg

Wirnik rusza i obraca sie z predkoscia n < n1, ponieważ

indukowanie sie siły elektromotorycznej w wirniku możliwe jest tylko przy występowaniu

predkosci wzglednej uzwojenia wirnika wzgledem pola wirujacego.

2. Budowa MI. Wykonać szkic przekroju MI na płaszczyźnie prostopadłej do osi wału. Narysować podstawowe elementy MI, podać ich nazwy i pełnione funkcje.

→ stojan (rdzeń i uzwojenie 3-fazowe);

pełni funkcję wzbudnika-induktora - prądy płynące w uzwojeniu stojana wzbudzają pole o wirującym strumieniu magnetycznym, który indukuje SEM w uzwojeniu wirnika.

→ wirnik (rdzeń i uzwojenie klatkowe lub pierścieniowe połączone z pierścieniami ślizgowymi);

pełni, w pewnym sensie, funkcję twornika - indukowana w uzwojeniu wirnika SEM wymusza przepływ prądu, który oddziaływując z polem stojana generuje moment elektromagnetyczny.

→ wał

przenosi energię mechaniczną

Obwód magnetyczny stojana i wirnika jest wykonany w postaci rdzenia z blachy stalowej z dodatkiem krzemu, zwykle o grubosci 0.5 mm; wirniki dużych maszyn indukcyjnych sa wykonane z blach o grubosci od 1 do 2 mm. Szczelina powietrzna miedzy stojanem i wirnikiem ma w maszynach małej mocy wymiar od

0.1 do 0.5 mm, w du2ych (powy2ej 20 kW) od 1 do 3 mm. Na wewnetrznej stronie rdzenia stojana i zewnetrznej stronie rdzenia wirnika wykonane sa na całej długosci specjalne rowki zwane 2łobkami, w których umieszczone sa uzwojenia. Elementy obwodu magnetycznego miedzy 2łobkami nosza nazwe zebów.

3. Podać warunki wzbudzenia pola, metodą elektromagnetyczną, o wirującym strumieniu magnetycznym w

stojanie MI. Jaka jest relacja między prędkością wirowania pola, częstotliwością prądów stojana i liczbą par

biegunów.

Wypadkowy wektor wirujący obraca się z większą prędkością niż klatka wirnika, w związku, z czym przecina on kolejne pręty na obwodzie klatki dzięki czemu może indukować się siła elektromotoryczna i płynąć w prętach prąd.

Prędkość wirowania pola wzbudnika-induktora określona jest wzorem:

lub

gdzie: fe - częstotliwość napięcia zasilania silnika, p - liczba par biegunów.

4. Dlaczego do budowy MI konieczne jest wzbudzenia pola, metodą elektromagnetyczną, o wirującym

strumieniu magnetycznym? Dlaczego nie można wykorzystać metody stosowanej w transformatorze (pola

pulsującego)?

Nie można stosować pola pulsującego ponieważ nie generuje ono momentu rozruchowego - jest to tak jakby złożenie 2 strumieni wirujących wzajemnie się znoszących. Zatem aby była możliwość wirowania pole musi mieć wirujący stumień magnetyczny.

---