39467 ME

..ow :> Oęćinc zasady budowy i podstawowe typy maszyn dckyycgiych i j.cyjfnłęcic maszyn dckttycznych. |

MASZYNY ELEKTRYCZNE

Wykładowca: dr riż. Roman Kostyszyn, Katedra Elektroenergetyki Okrętowej AM, pokój 314C, tel. [phone], e-mail [e-mail].

Literatura:

1.    Hempowicz P. i inni. Elektrotechnika i elektronika dla nieeiektryków, WNT W-wa 1999

2.    Witkowski J., Maszyny i napędy elektryczne, AM W Gdynia 1991

3.    Wszelkie inne podręczniki z maszynami, napędami lub innymi urządzeniami elektrycznymi w tytule.

1. Wstęp do teorii maszyn i napędów elektrycznych

Maszyny elektryczne są przetwornikami energii wykolrzystuj^cymi^elektyćzńerthagneiyczneT*'''' mechaniczne zjawiska i prawa przyrody* ,Prądnica'(generator) - przetwarza energię mecluiniczną na elektryczną;

.Silnik (motor) - przetwarza energię elektryczną na mechaniczną;

Przetwornica - przetwarza energię elektryczną na elektryczną o innych parametrach (amplituda napięcia, przebieg napięcia w czasie, częstotliwość przebiegu, natężenie prądu)

Większość prądnic i-silnikówjest maszynami wirującymi, Odwracalnymi (ta sama maszyna może.pracować joko.silnik i jako prądnica w-zależności od kierunku przepływu energii), istnieją maszyny-liniowe, krokowe, MHD, EGD itp. o specjalnych konstrukcjach i unikatowych zastosowaniach.

Najczęściej spotykaną obecnie przetwornicą statyczną jest transformator, który zmienia amplitudę napięcia i prądu przemiennego przy zachowaniu stałej częstotliwości.

Przetwornice wirujące byty stosowane w przeszłości ale ich miejsce zajęiy przekształtniki półprzewodnikowe.

Działanie maszyn elektrycznych opiera się na wzajemnym powiązaniu: strumienia magnetycznego (O), siły elektromotorycznej (SEM), prądu elektrycznego, siły i momentu mechanicznego.

1. Podstawowe zasady z elektrotechniki i mechaniki

Prawo indukcji Faradav'a

SEM i

smmiicniąmagnetycznegói sprzężonego'2 obwodem.

e(t) = -z ^O^--

50 3

-+M—l=e,(^t) + e,(l^>

•'■*>*&*    (w;iM«<r>u.v« «•>'?:-w «iVł    _j

e(t) = -z    'f(t) = M(t)0(l)

gdzie: z - liczba zwojów

^lP - strumień magnetyczny sprzężony że zwojami "z”

<1> - strumień magnetyczny

M - stopień sprzężenia strumienia "O" ze zwojami "z”

e,(t) - SEM rotacji (wykorzystywana głównie w maszynach wirujących)

e,(t) - SEM transformacji (wykorzystywana głównie w transformatorach)

Jeżeli.jakojinię zamkniętą przyjmiemy okrąg'0 promieniu ./'O środku.w miejscu przenikania nitkiprądu to:.

Rys. 2. Ilustracja prawa przepływu.

>i-z =‘27t^:r^;H(r)'

Natężenie pola magnetycznego ”H" jest związane z gęstością strumienia magnetycznego nazywaną indukcją magnetyczną "B" przez przenikalność magnetyczną ”p".

Jest to cecha materiału, w którym poprowadziliśmy linię "1" zwykle przedstawiana jako iloczyn przenikainości magnetycznej względnej "p," (względem próżni) i przenikalności magnetycznej próżni "po”

.'W określonym punkcie przestrzeni:    iz * H ** pr p<, -B -0 = B s

gdzie:

i z - przepływ, amperozwoje, napięcie magnetyczne, siła magnetomotoryczna Po= 4tt-I0'^! Vs/mA    '

p_r- 1 -t- 50 000 (dia- i paramagnetyki - większość materiałów: miedź, aluminium, tworzywa sztuczne, powietrze itd. p_t* 1; ferromagnetyki ~ głównie żelazo, także nikiel, kobalt i ich stopy lub mieszaniny p_r» 1, nawet -> 1 000 000) s - pole powierzchni prostopadłej do wektora "B"

(jeżeli nie, to <0 = B-scos (B;ds), gdzie "ds" wektor jednostkowy prostopadły do "s")