ĆWICZENIE 2

SILNIKI ASYNCHRONICZNE- TRÓJFAZOWY KLATKOWY:

Budowa:

- nieruchomy stojan

- ruchomy wirnik

Stojan silnika składa się z cienkich izolowanych blach ze stali żeliwnych tworzących rdzeń umocowany w żelaznym korpusie. Na wewnętrznym obwodzie stojana znajdują się żłobki w których umieszcza się uzwojenie. Rdzeń również wykonany jest z blach stalowych w postaci krążków na których w obwodzie znajdują się żłobki.

Uzwojenie może być połączone w

- gwiazdę lub trójkąt (wychodzą 3 końcówki)

- niepołączone (6 końcówek wyprowadzonych na tabliczkę zaciskowa)

Uzwojenie wirnika w silniku klatkowym wykonane jest z nieizolowanych prętów osadzonych w żłobkach. Pręty z obu czołowych stron są połączone za pomocą 2 pierścieni zwierających, co tworzy tzw. Klatkę. Klatki mogą być w całości odlane z aluminium

Ze wzgl. Na kształt i liczbę klatek rozróżnia się wirniki:

- jednoklatkowe zwykłe,

- głębokożłobkowe,

- dwuklatkowe

Zasada działania:

Oparta jest ba zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Jeżeli trójfazowe uzwojenie stojana zasilimy prądem trójfazowym sinusoidalnie zmiennym to powstanie pole magnetyczne wirujące względem stojana, z tzw. prędkością synchroniczną

Na przewód w polu elektrycznym działa siła i powstaje moment obrotowy, silnik zaczyna się obracać, jeżeli ten moment obrotowy jest większy od momentu oporowego pochodzącego od tarcia ewentualnie od przyłączonej maszyny to wirnik zaczyna się obracać w kierunku wirowania pola magnetycznego. Obraca się coraz szybciej a jego prędkość ustala się w momencie zrównania się momentu obrotowego i oporowego.

Charakterystyka mechaniczna:

M=f(n)

M=f(w)

M=f(s)

Poślizg: różnica między prędkością synchroniczną n_s, a prędkością obrotową wirnika n podzielona przez n_s.

S%= (ωs-ω/ωs) * 100

Mr s=1 -moment rozruchowy Mx=(0,8-1,2)Mz

Mkr - moment krytyczny Sr= 6-12%

Mn - moment znamionowy Sn= 1-6%

Parametry wpływające na moment rozruchowy silnika:

M=C*U^{2 -}moment jest proporcjonalny do kwadratu napięcia zasilającego

Zwiększenie rezystancji uzwojenia wirnika

Powoduje zwiększenie momentu rozruchowego

Przyłączenie silnika do sieci:

Aby silnik asynchroniczny mógł rozwijać moc znamionowa napięcia na uzwojeniu pierwotnym stojana powinno być równe napięciu znamionowemu silnika a w przypadku gdy w tabliczce znamieniowej podane są 2 wartości napięcia wartości niższej, to czy łączymy w trójkąt lub w gwiazdę zależy od napięcia.

Uzwojenie stojana łączymy w gwiazdę, gdy napięcie międzyfazowe sieci jest równe wyższej wartości napięcia znamieniowego a w trójkąt niższej

Gwiazda: 220/380 220V

Trójkąt: 380/660 380V

Up = 380(400V)

Rozruch silnika:

Jeżeli rozruchowy silnik zasilamy bezpośrednio napięciem znamionowym to jego prąd rozruchu może osiągnąć wartość 4-8 razy większą od prąd znamionowego w zależności od konstrukcji silnika. Przepływ dużych prądów rozruchowych jest niepożądany bo są znaczne spadki napięcia w związku z tym przepisy ograniczają moce znamionowe silników, które można podłączać bezpośrednio do sieci (bez zmniejszania prądu rozruchowego). Bezpośrednio do sieci publicznej można włączać silniki klatkowe o mocach znamionowych do 5,5 kW. Silniki większych mocy uruchamia się przy obniżonym napięciu stosując różne układy. Największe zastosowanie znalazł rozruch za pomocą przełącznika gwiazda - trójkąt.

Silnik włącza się do sieci przy połączeniu uzwojenia stojana w gwiazdę po ustaleniu się prędkości obrotowej ręcznie lub samoczynnie przełącza się uzwojenie stojana na połączenie w trójkąt. Przy połączeniu uzwojenia stojana w gwiazdę silnik pobiera 3x mniejszy prąd rozruchowy niż przy połączeniu w trójkąt, ale rozwija tez 3x mniejszy moment obrotowy

Warunki jakie musi spełniać silnik aby można go było uruchomić w sieci publicznej z przełożenia gwiazda-trojkat:

- ma na tabliczce 6 zacisków

- musi być przystosowany normalnie do pracy przy połączeniu w trójkąt

- przy uruchomieniu silnik musi być nieobciążony lub obciążony małą mocą

- dla silników o mocach znamionowych do 15kW można podłączyć do sieci publicznej

Prąd rozruchowy:

Przebieg zmian prądu pobieranego przez silnik zależności od poślizgu I₁=f(s) i od prędkości kątowej wirnika I₁=f(
) Prąd pobierany przez silnik podczas rozruchu ( od s=1 lub
=0 do s_N lub
_N) charakteryzuje krotnością początkowego prądu rozruchowego I_rp w stosunku do prądu znamionowego silnika I_N. Zależność wskazuje ze prąd rozruchowy silnika zależy od wartości napięcia zasilającego U i rezystancji R co jest wykorzystywane podczas rozruchu w celu zmniejszenia prądu rozruchowego.

-JEDNOFAZOWE:

Budowa:

Budowane są jako silniki z wirnikiem klatkowym, moc ich nie przekracza zwykle 1,5kW. Uzwojenie takiego stojana zasilane prądem sinusoidalnie zmiennym, wytwarza pulsującą sinusoidalnie w czasie falę indukcji magnetycznej o sinusoidalnym rozkładzie na obwodzie stojana. Prądy indukujące się w zwojach nieruchomego wirnika nie wytwarzają momentu obrotowego

Stojan zamiast 3 uzwojeń ma 2 uzwojenia przesunięte względem siebie w przestrzeni o pewien kąt, najczęściej prosty. Jedno z tych uzwojeń robi nazwę fazy głównej, a drugie fazy rozruchowej. Mogą być silniki asynchroniczne z fazą rozruchową, kondensatorową lub rezystancyjną.

Włączenie pojemności lub rezystancji fazy rozruchowej powoduje przesuniecie w czasie strumieni magnetycznych wokół tych uzwojeń. Jeżeli dwa uzwojenia przesunięte względem siebie w przestrzeni są zasilane prądem przesuniętym względem siebie w fazie to są źródłem pola magnetycznego wirującego.

Zastosowanie:

Silniki asynchroniczne jednofazowe znajdują zastosowanie do napędu mniejszych urządzeń, takich jak wentylatory, urządzenia gospodarstwa domowego oraz wszędzie tam, gdzie zasilanie jest jednofazowe. Moc ich nie przekracza na ogół 2 kW.

Rozruch:

Bezpośrednio mogą być tylko uruchamiane silniki o niewielkiej mocy. Silniki większe wymagają zastosowania odpowiedniego urządzenia rozruchowego którego zadaniem jest zmniejszenie wart. prądu pobieranego przez silnik przy rozruchu.

---