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 prÄ…du przemiennego
wirnik obraca się synchronicznie do obrotu pola magnetycznego, zależnego od częstotliwości
prądu oraz liczby par biegunów magnetycznych:
Silniki asynchroniczne mają zazwyczaj obroty nieco mniejsze od obrotów pola
magnetycznego i określa się je często w stosunku do obrotów synchronicznych:
Gdzie:
n  prędkość wirowania wirnika,
ns  prędkość synchroniczna,
f  częstotliwość (liczba cykli zmiany prądu na sekundę),
p  liczba par biegunów,
s  poślizg.
4. Poślizg krytyczny:
Poślizg krytyczny, to poślizg przy tzw. momencie krytyczym.. Czyli swego rodzaju maks.
charakterystyki silnika
5. Moc mechaniczna:
Moc mechaniczna (wg Oskara) jest pochodnÄ… 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 waÅ‚u przenoszÄ…cego moc P przy prÄ™dkoÅ›ci kÄ…towej É 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. Sprawność silnika:
10. Schemat zastępczy i jego parametry:
11. Znać szczegółowy bilans mocy silnika
asynchronicznego(schemat zastępczy):
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 sÄ… 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
magnetycznÄ….
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 pochodzÄ…ce od wentylatora spowodowane sÄ… oporem aerodynamicznym
samego wentylatora.
" Straty tarcia pochodzą od łożysk wirnika.
13. Zależność 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:
Niezbędny 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 prÄ…d:
Dla silników pierścieniowych podobnie jak dla celów rozruchowych,
podłącza się dodatkowe rezystancji w obwód wirnika, Połączone szeregowo
z uzwojeniem wirnika rezystancje spowodują 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 zmianÄ™ rezystancji w obwodzie wirnika
Zastosowanie  softstartu
21. A
atka zawiera uzupełnienie do zadania 1 i
20!