ÿþE l e k t r o t e c h n i k a i e l e k t r o n i k a ( k o n s p e k t )
F r a n c i s z e k G o Be k ( g o l e k @ i f d . u n i . w r o c . p l )
w w w . p e . i f d . u n i . w r o c . p l
W y k Ba d 6 .
M a s z y n y e l e k t r y c z n e p r d u s t a Be g o
M a s z y n y e l e k t r y c z n e
1 ) P r z e z n a c z o n e d o p r z e t w a r z a n i a e n e r g i i m e c h a n i c z n e j
n a e l e k t r y c z n . Z w y k l e s t o w i r u j c e m a s z y n y
e l e k t r y c z n e j a k g e n e r a t o r y , p r d n i c e c z y a l t e r n a t o r y .
W c h o d z i e n e r g i a m e c h a n i c z n a w y c h o d z i e l e k t r y c z n a .
2 ) P r z e z n a c z o n e d o p r z e t w a r z a n i a e n e r g i i e l e k t r y c z n e j
n a m e c h a n i c z n . N a l e | d o n i c h s i l n i k i i i n n e n a p d y .
W c h o d z i e n e r g i a e l e k t r y c z n a w y c h o d z i m e c h a n i c z n a .
3 ) D o m a s z y n e l e k t r y c z n y c h m o |n a z a l i c z y r ó w n i e |
t r a n s f o r m a t o r y i p r z e t w o r n i c e , k t ó r y c h z a d a n i e m j e s t
z m i a n a p a r a m e t r ó w e n e r g i i e l e k t r y c z n e j t a k i c h j a k
n a p i c i e e l e k t r y c z n e , n a t |e n i e p r d u c z y c z s t o t l i w o [.
W c h o d z i e n e r g i a e l e k t r y c z n a i w y c h o d z i e l e k t r y c z n a .
W b u d o w i e m a s z y n e l e k t r y c z n y c h p o d s t a w o w y m i m a t e r i a Ba m i s
i z o l o w a n e p r z e w o d y e l e k t r y c z n e ( d r u t y m i e d z i a n e l u b
a l u m i n i o w e ) , s u b s t a n c j e i z o l u j c e ( l a k i e r y o l e j n e i |y w i c o w e , m i k a ,
p a p i e r i f o l i a ) , m a t e r i a By o d u |e j p r z e n i k a l n o [c i m a g n e t y c z n e j ,
s z c z o t k i w g l o w e , p i e r [c i e n i e s t y k o w e i Bo |y s k a . T r w a Bo [ t y c h
m a t e r i a Bó w z a l e |y o d w a r u n k ó w p r a c y : t e m p e r a t u r a , w i l g o t n o [ i
t o k s y c z n o [ [r o d o w i s k a , p r z e c i |e n i a i w i b r a c j e . P r z y j m u j e s i ,
|e o k r e s u |y t k o w a n i a m a s z y n p o w i n i e n w y n o s i o d 1 5 d o 2 0 l a t .
Z e w z g l d u n a u |y t e m a t e r i a By w y r ó |n i a s i n a s t p u j c e k l a s y
c i e p Bo o d p o r n o [c i :
k l a s a A d o p u s z c z a l n a t e m p e r a t u r a 1 0 5 ° C ,
k l a s a E - 1 2 0 ° C , k l a s a B - 1 3 0 ° C , k l a s a F - 1 5 0 ° C , k l a s a H -
1 8 0 ° C .
W a |n y m p o d z e s p o Be m m a s z y n e l e k t r y c z n y c h j e s t u k Ba d
w e n t y l a c y j n y . M e d i u m c h Bo d z c e z w y k l e s t a n o w i p o w i e t r z e ,
c z a s e m j e d n a k s t o s o w a n y j e s t w o d ó r , k t ó r e g o p r z e t Ba c z a n i e p r z e z
m a s z y n w y m a g a o k o Bo 1 0 - k r o t n i e n i |s z e j m o c y a j e g o
s k u t e c z n o [ c h Bo d z e n i a j e s t w i k s z a .
P r z y k Ba d w i r u j c e j m a s z y n y e l e k t r y c z n e j
i l u s t r u j e r y s u n e k o b o k . w i r n i k o s a d z o n y
n a Bo |y s k a c h t a k b y m ó c s i o b r a c a
p r z y m o |l i w i e m a Be j s z c z e l i n i e m i d z y
n i m a s t o j a n e m . W i r n i k ( r o t o r ) m o |e b y
p o Bc z o n y z m e c h a n i c z n y m o b c i |e n i e m
g d y m a s z y n a j e s t s i l n i k i e m l u b z e zr ó d Be m
n a p d u ( n p . t u r b i n ) g d y m a s z y n a j e s t
g e n e r a t o r e m . W o b u p r z y p a d k a c h
( g e n e r a t o r ó w i s i l n i k ó w ) p o l e m a g n e t y c z n e j e s t t y m c o s p r z g a s y s t e m
e l e k t r y c z n y z s y s t e m e m m e c h a n i c z n y m . G d y m a s z y n a j e s t s i l n i k i e m w t e d y
s i Ba o d d z i a By w a n i a b i e g u n ó w m a g n e t y c z n y c h s t o j a n a i w i r n i k a g e n e r u j e
m e c h a n i c z n y m o m e n t s i B. G d y m a s z y n a j e s t g e n e r a t o r e m w ó w c z a s
w y k o r z y s t u j e p r a w o i n d u k c j i F a r a d a y a d l a k o n w e r s j i z m i e n n y c h p ó l
m a g n e t y c z n y c h n a p r d e l e k t r y c z n y . T u m o m e n t s i B m e c h a n i c z n y w y m u s z a
z m i a n y p o l a m a g n e t y c z n e g o
p r z e n i k a j c e g o u z w o j e n i a .
W m a s z y n a c h e l e k t r y c z n y c h i s t n i e j e w i e l e k o n f i g u r a c j i w y t w a r z a n i a p o l a
m a g n e t y c z n e g o : m a g n e s y t r w a Be l u b u z w o j e n i a z p r d e m , p r d w
u z w o j e n i a c h s t a By l u b z m i e n n y A n a l i z u j c j a k i e k o l w i e k m a s z y n y e l e k t r y c z n e
n a l e |y m i e n a u w a d z e m i d z y i n n y m i s t r a t y m o c y n a : p r d y w i r o w e ,
h i s t e r e z r d z e n i , g r z a n i e I 2 R i t a r c i e w i r u j c y c h e l e m e n t ó w o r a z s t r a t y n a t z w .
p o t r z e b y w Ba s n e ( w y m u s z a n i e c y r k u l a c j i c h Bo d z i w , s m a r ó w c z y z a s i l a n i e
u k Ba d ó w k o n t r o l n y c h ) . P r z y d o b o r z e r o d z a j u m a s z y n y d l a o k r e [l o n e g o z a d a n i a
n a l e |y b r a p o d u w a g s z c z e g ó Bo w e c h a r a k t e r y s t y k i m a s z y n ( j a k z a l e |n o [
m o m e n t u o b r o t o w e g o o d s z y b k o [c i o b r o t ó w , z a l e |n o [ o b r o t ó w o d o b c i |e n i a
i t p . )
W t y m w y k Ba d z i e o m a w i a m y m a s z y n y p r d u s t a Be g o
( D C m a c h i n e s ) .
W m a s z y n a c h p r d u s t a Be g o n i e m a w i r u j c e g o p o l a
m a g n e t y c z n e g o ( i n a c z e j n i | w m a s z y n a c h p r d u
z m i e n n e g o A C ) d l a t e g o t u s t o s o w a n e s o d p o w i e d n i e
p r z e Bc z n i k i m e c h a n i c z n e t z w . k o m u t a t o r y p o z w a l a j c e
n a u t r z y m a n i e p ó l m a g n e t y c z n y c h s t o j a n a i w i r n i k a p o d
k t e m 9 0 ° w z g l d e m s i e b i e .
R y s u n e k p r z e d s t a w i a g r a f i c z n
m e t o d z n a j d y w a n i a p u n k t u p r a c y
u k Ba d u m a s z y n a o b c i |e n i e .
M a s z y n y e l e k t r y c z n e p r o d u k o w a n e
s w w i e l u f o r m a c h i r o z m i a r a c h .
S i l n i k i e l e k t r y c z n e m o |n a
p o d z i e l i n a :
a ) S i l n i k i p r d u s t a Be g o , b ) S i l n i k i s y n c h r o n i c z n e , c ) S i l n i k i
i n d u k c y j n e i d ) S i l n i k i s p e c j a l n e ( s i l n i k i k r o k o w e , b e z s z c z o t k o w e
s i l n i k i p r d u s t a Be g o c z y s i l n i k i o p r z e Bc z a n e j r e l u k t a n c j i ) .
U z w o j e n i e w z b u d z a j c e z w a n e t e | m a g n e t y z u j c y m
( w z b u d z e n i e ) .
P r d w t y m u z w o j e n i u m a z a z a d a n i e t y l k o w y g e n e r o w a p o l e
m a g n e t y c z n e i n i e z a l e |y o d o b c i |e n i a . W t a k i m u z w o j e n i u p By n i e z w y k l e
p r d s t a By , r a c z e j o n i e w i e l k i m n a t |e n i u d z i k i d u |e j p r z e n i k a l n o [c i
r d z e n i a i o d p o w i e d n i e j i l o [c i z w o i u z y s k u j e s i j e d n a k z n a c z n y s t r u m i e D
m a g n e t y c z n y .
P o d s t a w y
W e w s z y s t k i c h m a s z y n a c h e l e k t r y c z n y c h
s i Ba d z i a Ba j c a n a p r z e w ó d z p r d e m d a n a j e s t w y r a |e n i e m :
F = i l × B
g d z i e F w e k t o r s i By , i p r d w p r z e w o d z i e ,
l w e k t o r r e p r e z e n t u j c y o d c i n e k p r z e w o d u ,
B w e k t o r i n d u k c j i m a g n e t y c z n e j .
M o m e n t o b r o t o w y u z w o j e n i a m o |e m y z a p i s a j a k o :
T = K B i s i n ±
g d z i e K - r e p r e z e n t u j e g e o m e t r i u z w o j e n i a ( w t y m p r o m i e D
i i l o [ z w o i ) , B g s t o [ s t r u m i e n i a m a g n e t y c z n e g o ( i n d u k c j a
m a g n e t y c z n a ) g e n e r o w a n e g o p r z e z s t a t o r , ± - k t m i d z y B
i n o r m a l n d o p Ba s z c z y z n y u z w o j e n i a ( c z y l i o s i u z w o j e n i a ) .
M a k s i m u m s i By m e c h a n i c z n e j i m a k s i m u m s i By e l e k t r o m o t o r y c z n e j u z y s k u j e m y
w c h w i l i g d y k t ± m i d z y p o l e m s t o j a n a a p o l e m t w o r n i k a w y n o s i 9 0 ° !
A b y p o d t r z y m a w a r t o [ k t a ± E" 9 0 ° w c z a s i e w i r o w a n i a
t w o r n i k a w m a s z y n a c h p r d u s t a Be g o s t o s u j e s i
k o m u t a t o r u r z d z e n i e , k t ó r e g o z a d a n i e m j e s t
o d p o w i e d n i e p r z e Bc z a n i e u z w o j e D t w o r n i k a .
M a s z y n y p r d u s t a Be g o
( p r d n i c e i s i l n i k i p r d u s t a Be g o ) .
P r d s t a By m o |n a o t r z y m a a l b o p r o s t u j c e l e k t r o n i c z n i e p r d z m i e n n y
p o c h o d z c y z g e n e r a t o r ó w p r d u z m i e n n e g o a l b o b e z p o [r e d n i o s t o s u j c
g e n e r a t o r y ( p r d n i c e ) p r d u s t a Be g o . P r d n i c e p r d u s t a Be g o s r o z w i z a n i a m i
p r z e s t a r z a By m i n i e m n i e j j e d n a k n a d a l o m a w i a n y m i w w i e l u d y d a k t y c z n y c h
t e k s t a c h . S i l n i k i p r d u s t a Be g o n a t o m i a s t p o d l e g a j o b e c n i e i n t e n s y w n e m u
r o z w o j o w i z e w z g l d u n a i c h p o w s z e c h n e z a s t o s o w a n i a .
K o m u t a t o r
S a m k o m u t a t o r j e s t z Bo |o n y z p e w n e j p a r z y s t e j
l i c z b y p r z e w o d z c y c h s e g m e n t ó w , d o k t ó r y c h
d o t y k a j t z w . s z c z o t k i j a k o k o n t a k t y . K o m u t a t o r
j e s t z a m o c o w a n y n a o s i w i r n i k a a j e g o s e g m e n t y
p o Bc z o n e s z u z w o j e n i a m i t w o r n i k a t a k
j a k p o k a z u j e t o r y s u n e k o b o k . Z a s t o s o w a n i e t y l k o 6 s e g m e n t ó w o z n a c z a , |e
m o m e n t s i By w t a k i m s i l n i k u b d z i e p u l s o w a B g d y | k t ± n i e b d z i e s t a l e r ó w n y
9 0 ° l e c z b d z i e z m i e n i a B s i w p r z e d z i a l e a | o d 9 0 ° - 3 0 ° d o 9 0 ° + 3 0 ° .
D l a t e g o w p r a k t y c e k o m u t a t o r y m a j z n a c z n i e w i c e j s e g m e n t ó w n p . 6 0 .
M a s z y n a p r d u s t a Be g o z a w i e r a s t o j a n ( j a r z m o ) , n a k t ó r y m z a m o c o w a n e s
w y p r o f i l o w a n e r d z e n i e e l e k t r o m a g n e s ó w . W i r n i k w i r u j e m i d z y b i e g u n a m i t y c h
e l e k t r o m a g n e s ó w . U z w o j e n i e w i r n i k a j e s t p o Bc z o n e z o b w o d e m z e w n t r z n y m
p o p r z e z k o m u t a t o r g d z i e w g l o w e s z c z o t k i s w [l i z g o w y m k o n t a k c i e z
s e g m e n t a m i w i r n i k a . G d y m a s z y n a j e s t s i l n i k i e m d o s z c z o t e k p o d Bc z o n e j e s t
z a s i l a n i e p r d e m s t a By m .
G d y z a [ m a s z y n a j e s t g e n e r a t o r e m t o d o s z c z o t e k p o d Bc z o n y j e s t o b w ó d
o b c i |e n i a o d b i o r c a e n e r g i i e l e k t r y c z n e j .
R d z e n i e e l e k t r o m a g n e s ó w
s w y k o n y w a n e w p o s t a c i
u w a r s t w i o n e j ( l a m i n o w a n e j ,
l a m i n a t y ) .
U w a r s t w i e n i e o b n i |a s t r a t y
z w i z a n e z p r d a m i w i r o w y m i
p o w s t a j c y m i w w y n i k u w s z e l k i c h
p u l s a c j i s t r u m i e n i a p o l a m a g n e t y c z n e g o . P u l s a c j e p o w s t a j ,
m i d z y i n n y m i , g d y w i r n i k z n a c i c i a m i ( s l o t a m i z a b u r z a j c y m i
j e d n o r o d n o [ s t r u k t u r y m a g n e t y c z n e j ) w i r u j e w p r z y r d z e n i a c h
e l e k t r o m a g n e s ó w .
L i n i e s t r u m i e n i a p o l a m a g n e t y c z n e g o Ba t w o u k Ba d a j s i w z d Bu |
m a g n e t y c z n y c h ( d u |e µ ) b l a s z e k l a m i n a t u n a t o m i a s t p o w s t a w a n i e
p r d ó w w i r o w y c h w k i e r u n k u p r o s t o p a d By m d o p o w i e r z c h n i
o d i z o l o w a n y c h o d s i e b i e b l a s z e k j e s t s k u t e c z n i e o g r a n i c z o n e .
R o d z a j e m a s z y n p r d u s t a Be g o
W [r ó d m a s z y n p r d u s t a Be g o c z a s e m m o |n a s p o t k a w e r s j n a z y w a n
m a s z y n o b c o w z b u d n . W t e j w e r s j i d o w z b u d z e n i a p o l a m a g n e t y c z n e g o , w
k t ó r y m w i r u j e t w o r n i k w y k o r z y s t y w a n e j e s t z e w n t r z n e ( d o d a t k o w e zr ó d Bo
p r d u ) r y s u n e k ( a ) n a n a s t p n y m s l a j d z i e . Z n a c z n i e c z [c i e j s p o t y k a m y
w e r s j e , w k t ó r y c h w z b u d z e n i e z a p e w n i a n a p i c i e n a z a c i s k a c h t w o r n i k a i t a k i e
m a s z y n y n a z y w a n e s s a m o w z b u d n y m i . N i e t r z e b a t u d o d a t k o w e g o zr ó d Ba
n a p i c i a i t a k i e w e r s j e s w p r a k t y c e p r e f e r o w a n e . W [r ó d w e r s j i
s a m o w z b u d n y c h j e d n y m z e s p o s o b ó w j e s t p o Bc z e n i e u z w o j e n i a w z b u d z a n i a
r ó w n o l e g l e z u z w o j e n i e m t w o r n i k a ( r y s . b ) , t a w e r s j a n a z y w a n a j e s t m a s z y n
b o c z n i k o w . N a l e |y p o d k r e [l i , |e i m p e d a n c j a u z w o j e n i a w z b u d z a j c e g o j e s t
z n a c z n i e w i k s z a o d i m p e d a n c j i u z w o j e n i a t w o r n i k a , d z i k i c z e m u w z b u d z e n i e
n i e p o d k r a d a z n a c z c e g o p r d u t w o r n i k o w i ! I m p e d a n c j a t w o r n i k a m u s i b y
m a Ba t a m p By n z n a c z n e p r d y ( t a k w s i l n i k a c h j a k i w p r d n i c a c h ) . D o
u z w o j e n i a w y t w a r z a j c e g o p o l e L f ( f i e l d ) c z y l i w z b u d n i c y m o |e b y s z e r e g o w o
d o Bc z o n y r e z y s t o r a b y n i e z a l e |n i e w y r e g u l o w a p r d w z b u d z e n i a .
I n n y m r o z w i z a n i e m j e s t s z e r e g o w e p o Bc z e n i e w z b u d z e n i a z t w o r n i k i e m c o
n a z y w a m y m a s z y n s z e r e g o w ( r y s . c ) . W t e j w e r s j i c a By p r d t w o r n i k a i d z i e
p r z e z w z b u d z e n i e , z a t e m u z w o j e n i e w z b u d z e n i a m u s i m i e m a B i m p e d a n c j
( k i l k a z w o i ) . M a s z y n y s z e r e g o w e w y s t p u j g Bó w n i e j a k o s i l n i k i . G e n e r a t o r y
m a j z b y t d u | i m p e d a n c j w e w n t r z n t u n a p i c i e z a l e |y o d o b c i |e n i a .
R o d z a j e m a s z y n p r d u s t a Be g o
O s t a t n i g r u p m a s z y n p r d u s t a Be g o , p o k a z a n n a r y s u n k u , s t a n o w i
m a s z y n y s z e r e g o w o - b o c z n i k o w e g d z i e m a m y p o Bc z e n i e b l i s k o - r ó w n o l e g Be
r y s . d i p o Bc z e n i e d a l e k o - r ó w n o l e g Ba r y s . e . W o b u p r z y p a d k a c h j e s t
m o |l i w o [ t a k i e j o r i e n t a c j i |e s z e r e g o w e u z w o j e n i e d o d a j e a l b o o d e j m u j e
s w o j e p o l e o d p o l a u z w o j e n i a r ó w n o l e g Be g o .
W m a s z y n a c h e l e k t r y c z n y c h m a m y d w a s t a d i a p r a c y :
S t a n r o z r u c h o w y i s t a c j o n a r n y .
W s t a n i e s t a c j o n a r n y m , g d y p r d w z b u d z e n i a I f w y t w a r z a s t r u m i e D
m a g n e t y c z n y ¦ w i e m y z w y r a |e n i a n a m o m e n t o b r o t o w y : T = K B I a s i n ± l u b
T = k ¦ I a s i n ±, |e m o m e n t s i By d z i a Ba j c y n a w i r n i k j e s t p r o p o r c j o n a l n y d o
i l o c z y n u i n d u k c j i m a g n e t y c z n e j ( c z y t e | s t r u m i e n i a ) i n a t |e n i a p r d u w
t w o r n i k u I a ( a w a r m a t u r z e c z y l i t w o r n i k u ) . P r z y z a Bo |e n i u , |e k o m u t a t o r m a
n a t y l e d u |o s e g m e n t ó w , |e k t ± j e s t u t r z y m y w a n y b a r d z o b l i s k o w a r t o [c i 9 0 °
m o |e m y n a p i s a :
T = K B I a = k ¦ I a .
M e c h a n i c z n a m o c P m g e n e r o w a n a w s i l n i k u ( l u b a b s o r b o w a n a w p r d n i c y ) j e s t
d a n a i l o c z y n e m m o m e n t u s i By i p r d k o [c i k t o w e j t w o r n i k a Éw :
P m = Éw T = Éw k ¦ I a .
W i e m y , |e w w i r u j c y m u z w o j e n i u t w o r n i k a i n d u k u j e s i s i Ba e l e k t r o m o t o r y c z n a
r e a k c j i ( w s t e c z n a E b a c k = E b ) - h a m u j c a t w o r n i k :
g d z i e k a o p i s u j e g e o m e t r i i w Ba s n o [c i m a g n e t y c z n a a r m a t u r y . E h j e s t a l b o
g e n e r o w a n y m n a p i c i e m g d y m a s z y n a j e s t p r d n i c a l b o j e s t n a p i c i e m
( s p a d k i e m n a p i c i a ) p o k o n y w a n y m p r z e z z a s i l a n i e g d y m a s z y n a j e s t
s i l n i k i e m .
M o c e l e k t r y c z n a g e n e r o w a n a w p r d n i c y ( a l b o t r a c o n a w s i l n i k u ) j e s t
i l o c z y n e m :
P r z y i d e a l n e j k o n w e r s j i e n e r g i i w p r d n i c a c h i w s i l n i k a c h n a l e |y p r z y j :
P m = P e c o p o c i g a z a s o b r ó w n o [: k = k a .
W y j a [n i e n i e s t a Be j
s i e d z c e j w
Z e w z g l d u n a r ó |n e p o s t a c i e t e j s t a Be j w r ó |n y c h p o d r c z n i k a c h w a r t o
w y j a [n i c z y m f i z y c z n i e j e s t t a s t a Ba . M u s i o n a z a p e w n i z g o d n o [ z
d o [w i a d c z e n i e m c z y l i z w y n i k a j c y m z p r a w a F a r a d a y a z w i z k i e m :
E b = N l i c z b a s z e r e g o w o p o Bc z o n y c h z w o i Å"d ¦/ d t s z y b k o [ z m i a n s t r u m i e n i a w j e d n y m z w o j u
W y n i k a s t d , |e p r z y k Ba d o w o p o d a j c s z y b k o [ w i r o w a n i a w
o b r o t a c h n a m i n u t n [ o b r / m i n ] o t r z y m a m y :
W y t w a r z a n i e s i By e l e k t r o m o t o r y c z n e j i m o m e n t u s i By m a m i e j s c e
n i e z a l e |n i e o d c h a r a k t e r u p r a c y m a s z y n y . Z t y m , |e d o s i l n i k a
w k Ba d a m y m o c e l e k t r y c z n ( p o k o n u j c r e a k c j : s i B e l e k t r o m o t o r y c z n )
a o d b i e r a m y m o c m e c h a n i c z n ( o [ s i l n i k a p o k o n u j e o p ó r o d b i o r n i k a
m o c y m e c h a n i c z n e j ) , a d o p r d n i c y w k Ba d a m y m o c m e c h a n i c z n
( p o k o n u j e m y r e a k c j : m o m e n t s i B) i o d b i e r a m y m o c e l e k t r y c z n ( k t ó r a
w y m u s z a p r z e p By w p r d u w o d b i o r n i k u m o c y e l e k t r y c z n e j ) .
W k o n s e k w e n c j i o c z y w i s t e s z w i z k i m i d z y w s t e c z n S E M - E b , n a p i c i e m
n a z a c i s k a c h t w o r n i k a - U a i p r d e m t w o r n i k a - I a w s t a d i u m s t a c j o n a r n y m :
o r a z w y r a |e n i e n a p r d w z b u d z e n i a :
I f = U f / R f ( w o b u p r z y p a d k a c h )
R a r e z y s t a n c j a t w o r n i k a , R f r e z y s t a n c j a w z b u d z e n i a .
Z z a l e |n o [c i : E b = k a ¦ Éw o r a z U a = E b + R a I a o t r z y m u j e m y :
w y r a |e n i e n a p r d k o [ k t o w s i l n i k a :
D l a s t a d i u m r o z r u c h o w e g o
z w i z k i m i d z y S E M E b , n a p i c i e m n a z a c i s k a c h t w o r n i k a U a i p r d e m t w o r n i k a
I a w s i l n i k u o b c o w z b u d n y m m o |e m y z a p i s a w p o s t a c i :
U a ( t ) = E b ( t ) + R a I a ( t ) + L a d I a ( t ) / d t ( d l a t w o r n i k a )
U f = R f I f + L f d I f ( t ) / d t ( w o b w o d z i e w z b u d z e n i a )
g d z i e L a i n d u k c y j n o [ t w o r n i k a , L f i n d u k c y j n o [ u z w o j e n i a
w z b u d z e n i a .
T e r ó w n a n i a m o |n a s p r z c z r ó w n a n i e m o p i s u j c y m o b c i |o n
m e c h a n i c z n i e m a s z y n . Z a k Ba d a j c , |e T o b j e s t m o m e n t e m s i B
j a k i e s t a n o w i o b c i |e n i e ( m o |e t o b y n a w e t t u r b i n a d l a
p r d n i c y ) , w y s t p u j e t a r c i e o w s p ó Bc z y n n i k u p r o p o r c j o n a l n o [c i b
d o p r d k o [c i k t o w e j Éw ( t ) o r a z j e s t r o z p d z a n a p e w n a m a s a o
m o m e n c i e b e z w Ba d n o [c i J o t r z y m a m y :
T ( t ) = k ¦( t ) I a ( t ) = T o b ( t ) + b Éw ( t ) + J d Éw ( t ) / d t
¦( t ) = k f I f ( t )
P r z e b i e g w z b u d z a n i a p r d n i c y
s a m o w z b u d n e j b o c z n i k o w e j .
Z w y k r e s u ( m a g n e t y z a c j i ) w i d a , |e d l a z b y t
d u |e j r e z y s t a n c j i R f - w i k s z e j l u b r ó w n e j
w a r t o [c i k r y t y c z n e j R f k r y t p r d n i c a w y g e n e r u j e
m a B w a r t o [ S E M E b , p o m i d z y w a r t o [c i
r e s z t k o w E r s d , k t ó r u z y s k u j e d z i k i s t r u m i e n i o w i r e s z t k o w e m u r d z e n i a ¦r s d a
n i e w i e l e w i k s z w a r t o [c i E b . D l a m n i e j s z e j w a r t o [c i R f o s i g a n a j e s t w a r t o [
S E M z n a c z n i e w i k s z a b o E b 1 z g o d n i e z e
w s p ó Br z d n y m i p r z e c i c i a s i
c h a r a k t e r y s t y k E b = E b ( I f ) i U = ( R L f + R f ) I f ,
g d z i e I f p r d w u z w o j e n i u w z b u d n i c y ,
R L F r e z y s t a n c j a u z w o j e n i a w z b u d n i c y ,
R f r e z y s t a n c j a r e z y s t o r a w z b u d n i c y
( R a m a Be ) . Z m i e n i a j c w a r t o [
r e z y s t a n c j i r h e o s t a t u R f m o |e m y
r e g u l o w a w a r t o [ g e n e r o w a n e j S E M E b .
P r z y k Ba d .
M a j c d a n e n o m i n a l n e g e n e r a t o r a p r d u s t a Be g o o b c o w z b u d n e g o : S E M E b n =
1 0 0 V , I a = 1 0 0 A , 1 0 0 0 o b r o t ó w / m i n o r a z d a n e : R a = 0 , 1 4 &!, U f = 1 0 0 V , R f =
1 0 0 &! o k r e [l i :
1 ) n a p i c i e n a j e g o z a c i s k a c h U a g d y j e s t o n n a p d z a n y t u r b i n o p r d k o [c i
8 0 0 o b r / m i n .
2 ) n a p i c i e U a g d y g e n e r a t o r z o s t a n i e p o d Bc z o n y d o o b c i |e n i a R o = 1 &!.
R o z w .
1 ) N o m i n a l n y p r d w z b u d n i c y I f = U f / R f = 1 0 0 V / 1 0 0 &! = 1 A p r z y n o m i n a l n e j
S E M E b = 1 0 0 V i o b r o t a c h n n = 1 0 0 0 o b r / m i n . W p r z y b l i |e n i u l i n i o w y m ( 8 0 0 n i e
j e s t b a r d z o o d l e g Be o d 1 0 0 0 o b r / m i n ) p r z y j m u j e m y , |e :
E b / E b n = n / n n - > E b = n / n n E b n = ( 8 0 0 / 1 0 0 0 ) 1 0 0 V = 8 0 V .
2 ) P o w Bc z e n i u o b c i |e n i a z a c z n i e p By n p r d I a = I o = E b / ( R a + R o ) =
8 0 / ( 0 , 1 4 + 1 ) = 7 0 , 2 A . Z a t e m n a z a c i s k a c h g e n e r a t o r a b d z i e U a = U o = I o R o =
7 0 , 2 V .
P r z y k Ba d .
M a j c d a n e n o m i n a l n e g e n e r a t o r a p r d u s t a Be g o o b c o w z b u d n e g o :
U a n = 2 0 0 0 V , P n = 1 0 0 0 k W , n n = 3 6 0 0 o b r / m i n o r a z n a s t p u j c e p a r a m e t r y : R a
= 0 , 1 &!, s t r u m i e D n a j e d e n b i e g u n ¦ = 0 , 5 W b , o b l i c z y : 1 ) i n d u k o w a n S E M
E b , 2 ) s t a B m a s z y n y k a , 3 ) m o m e n t s i B p r z y n o m i n a l n y c h w a r u n k a c h .
R o z w .
1 ) N o m i n a l n y p r d t w o r n i k a I a = P n / U n = 1 0 6 / 2 0 0 0 = 5 0 0 A . S E M w g e n e r a t o r z e
j e s t s u m s p a d k ó w n a p i n a o p o r z e w e w n t r z n y m i n a o b c i |e n i u :
E b = U a + I a R a = 2 0 0 0 + 5 0 0 × 0 , 1 = 2 0 5 0 V .
2 ) P r d k o [ k t o w a p r z e l i c z o n a n a r a d / s w y n i e s i e :
Éw = 2 Àn / 6 0 = ( 2 × 3 , 1 4 × 3 6 0 0 o b r / m i n ) / ( 6 0 s / m i n ) = 3 7 7 r a d / s
S t a Ba m a s z y n y k a = E b / ( ¦ Éw ) = 2 0 5 0 / ( 0 , 5 × 3 7 7 ) = 1 0 , 8 7 6 ( V Å"s / W b Å"r a d ) .
3 ) M o m e n t s i B T = k ¦ I a = 1 0 , 8 7 6 ( V Å"s / W b Å"r a d ) . × 0 , 5 W b × 5 0 0 A = 2 7 1 8 , 9 N m .
K o m e n t a r z . W p r a k t y c e Ba t w o j e s t p o s Bu g i w a s i w i e l k o [c i a m i m i e r z a l n y m i j a k
n p . E b i Éw , w t e d y t e | z a m i a s t w s p ó Bc z y n n i k a k l e p i e j o p e r o w a i l o c z y n e m k ¦
b o p r z y k Ba d o w o d l a s z e r e g o w e j m a s z y n y p r d u s t a Be g o k ¦ = E b / Éw = ( U o + I a R a
+ I a R s ) / Éw , R s r e z y s t a n c j a u z w o j e n i a w z b u d n i c y s z e r e g o w e j .
P r d n i c a
b o c z n i k o w o s z e r e g o w a
W t e j p r d n i c y s t r u m i e D p o l a
m a g n e t y c z n e g o w s z c z e l i n i e , o d
k t ó r e g o z a l e |y g e n e r o w a n a S E M j e s t
s u m ( l u b r ó |n i c ) d w u s k Ba d n i k o w :
¦ = ¦r u ± ¦s z = ¦r u ± k s I a ,
S E M :
E b = k a ¦Éw ,
N a p i c i e n a o b c i |e n i u :
U o = E b - I a R a - I s R s ,
p r d t w o r n i k a ( a r m a t u r y ) :
I a = I f + I o ,
M o m e n t s i B n a p d u w y n o s i :
T = P / Éw = E b I a / Éw = k a ¦I a .
S i l n i k i p r d u s t a Be g o
t o w z a s a d z i p r d n i c e , w k t ó r y c h o d w r ó c o n o r o l e w e j [c i a i w y j [c i a m o c y : m o c
e l e k t r y c z n a w c h o d z i i j e s t z a m i e n i a n a n a m o c m e c h a n i c z n . C h a r a k t e r y s t y k i
d w ó c h e l e m e n t a r n y c h w e r s j i s i l n i k a p r d u s t a Be g o i l u s t r u j e r y s u n e k .
S i l n i k s z e r e g o w y w y k a z u j e d u |y s p a d e k o b r o t ó w z e w z r o s t e m o b c i |e n i a .
W y n i k a t o z e w z r o s t u s p a d k u n a p i c i a n a L f
i p r z e z t o z m a l e n i a
n a p i c i a n a t w o r n i k u
g d y r o [n i e n a t |e n i e
p o b i e r a n e g o p r d u
w y m u s z o n e
z w i k s z o n y m
o b c i |e n i e m .
S i l n i k b o c z n i k o w y
j e s t p o d w z g l d e m
s t a b i l n o [c i o b r o t ó w
l e p s z y .
W s i l n i k u s z e r e g o w y m u z w o j e n i e e l e k t r o m a g n e s ó w p o Bc z o n e j e s t s z e r e g o w o
z u z w o j e n i e m w i r n i k a . T e n t y p s i l n i k a m a z n a c z n y p o c z t k o w y m o m e n t
o b r o t o w y a l e s z y b k o [ o b r o t ó w s i l n i e m a l e j e z o b c i |e n i e m . T e o r e t y c z n i e s i l n i k
t a k i b e z o b c i |e n i a m o |e d o p r o w a d z i d o s a m o - d e s t r u k c j i ( p a t r z
c h a r a k t e r y s t y k a o b r o t ó w ) . Z e w z g l d u n a d u |y m o m e n t s t a r t o w y s t o s o w a n e s
w w i n d a c h i t r a m w a j a c h . M o g t e | b y [ s t o s o w a n e j a k o m a Be s i l n i k i w
o d k u r z a c z a c h .
W s i l n i k u r ó w n o l e g By m u z w o j e n i a e l e k t r o m a g n e s ó w i w i r n i k a s p o Bc z o n e
r ó w n o l e g l e i t a k w Bc z a n e d o z a s i l a n i a . A b y z m i e n i k i e r u n e k o b r o t ó w
w y s t a r c z y o d w r ó c i k i e r u n e k p r d u a l b o w w i r n i k u a l b o w s t o j a n i e
( e l e k t r o m a g n e s i e ) p r z e z p r z e Bc z e n i e o d p o w i e d n i c h z a c i s k ó w . T a k i s i l n i k m a
m a By p o c z t k o w y ( r o z r u c h o w y ) m o m e n t s i By a l e m a j c s t a Be o b r o t y m a d u |e
z a s t o s o w a n i e w t a k i c h n a r z d z i a c h
j a k w i e r t a r k i c z y t o k a r k i . P o n i e w a | s z y b k o [
o b r o t ó w ( p r z y s t a Be j m o c y ) j e s t o d w r o t n i e
p r o p o r c j o n a l n a d o w i e l k o [c i s t r u m i e n i a
p o l a m a g . w y t w a r z a n e g o p r z e z e l e k t r o m a g n e s
r e g u l a c j a o b r o t ó w j e s t Ba t w a . W y s t a r c z y
d o u z w o j e n i a e l e k t r o m a g n e s ó w d o Bc z a
s z e r e g o w o o d p o w i e d n i r e z y s t a n c j .
C h a r a k t e r y s t y k a s i l n i k ó w
S i l n i k b o c z n i k o w y
I z = I f + I a , E b = k a ¦Éw ,
I a = ( U z E b ) / R a = ( U z k a ¦Éw ) / R a
l u b z r ó w n o [c i : T = k a ¦I a .
I a = T / ( k a ¦) c o p o z w a l a w i z a
m o m e n t s i B z p r d k o [c i k t o w :
W i d a , |e p r z y u s t a l o n y c h : U z , k a , ¦ i R a
o b n i |e n i e p r d k o [c i Éw ( w y w o Ba n e z w i k s z e n i e m o b c i |e n i a ) p o c i g a z a s o b
w z r o s t p r d u I a ( w i k s z y p o b ó r t o i w i k s z a d o s t a w a m o c y ) . U s t a l i s i n o w y
p u n k t r ó w n o w a g i M o c o d d a w a n a = m o c p o b i e r a n a c z y l i : E b I a = T Éw . P r o s t e
p r z e k s z t a Bc e n i e d a j e n a m z a l e |n o [ p r d k o [c i k t o w e j o d p r d u I a b d z o d
m o m e n t u s i B T :
R ó w n a n i e s p e Bn i a s i d l a
w a r t o [c i n o m i n a l n e j U Z i
p e w n e g o j e j o t o c z e n i a c o
p o z w a l a n a r e g u l a c j o b r o t ó w .
S i l n i k
b o c z n i k o w o - s z e r e g o w y
M a m y j a k p o p r z e d n i o :
I z = I f + I a , T = k a ¦I a , E b = k a ¦Éw .
E b j a k p o p r z e d n i o m a m y j a k o s p a d e k
n a p i c i a w y m u s z a n y ( i p o k o n y w a n y ) z a s i l a n i e m .
N a p i c i e z a s i l a n i a z r ó w n a n e j e s t j e g o s p a d k a m i :
U z = E b + I a ( R a + R s ) .
E b = k a ¦Éw - > Éw = E b / k a ¦ = >
g d z i e : ¦r u s t r u m i e D o d u z w o j e n i a r ó w n o l e g Be g o , ¦s z = k s I a s t r u m i e D o d u z w o j e n i a
s z e r e g o w e g o , ( w y b ó r z n a k u + / - z a l e |y o d t e g o c z y ¦r u i ¦s z s z g o d n e c z y p r z e c i w n a .
G d y s t r u m i e n i e ¦r u i ¦s z s z g o d n e w z r o s t I a p o c i g a z a s o b j e d n o c z e s n y w z r o s t
m i a n o w n i k a i z m a l e n i e l i c z n i k a c o w k o n s e k w e n c j i d a j e z b y t d r a m a t y c z n z m i a n
p r d k o [c i Éw . T o o z n a c z a , |e t u j e s t t r u d n i e j r e g u l o w a o b r o t y n i | w s i l n i k u
b o c z n i k o w y m ( r ó w n o l e g By m ) .
S y t u a c j a u l e g a z m i a n i e g d y s t r u m i e n i e ¦r u i ¦s z s p r z e c i w n e ( a l e t u m a s z y n a m a
s Ba b s z w y d a j n o [) . S y t u a c j i l u s t r u j w y k r e s y n a n a s t p n y m s l a j d z i e :
C h a r a k t e r y s t y k i s i l n i k ó w p r d u s t a Be g o
S i l n i k s z e r e g o w y
G d y s i l n i k p r a c u j e w o b s z a r z e l i n o w e j c z [c i
k r z y w e j m a g n e t y z a c j i t o :
¦ = k s I a ,
E b = k a ¦Éw = k a k s I a Éw ,
E b j a k p o p r z e d n i o m a m y j a k o s p a d e k
n a p i c i a w y m u s z a n y ( i p o k o n y w a n y ) z a s i l a n i e m .
N a p i c i e z a s i l a n i a z r ó w n a n e j e s t j e g o s p a d k a m i :
U z = E b + I a ( R a + R s ) = ( k a k s Éw + R T o t a l ) I a ,
T = k a ¦I a = k a k s I a 2 = >
Z o t r z y m a n e j r ó w n o [c i w y n i k a ,
|e z m n i e j s z a n i e o b c i |e n i a m o |e
p r o w a d z i d o o l b r z y m i c h = n i e b e z p i e c z n y c h o b r o t ó w , d l a t e g o
t a k i e s i l n i k i s p o Bc z o n e z o b c i |e n i a m i n a s t a Be .
S i l n i k p r d u s t a Be g o z m a g n e s e m s t a By m
T a k i e s i l n i k i s z n a c z n i e p r o s t s z e ( i t a Ds z e ) o d o m ó w i o n y c h
w c z e [n i e j b o p o l e m a g n e t y c z n e s t o j a n a j e s t w y t w a r z a n e ( z a m i a s t
z a s i l a n y m u z w o j e n i e m ) t y l k o m a t e r i a Be m o t r w a By m m o m e n c i e
m a g n e t y c z n y m . W z w i z k u z t y m p o d s t a w o w e p r y n c y p i a d z i a Ba n i a
( Bc z n i e z k o m u t a c j ) s a n a l o g i c z n e d o o m ó w i o n y c h w c z e [n i e j .
T e s i l n i k i s t o s o w a n e s t a m g d z i e w y s t a r c z a m a By m o m e n t
o b r o t o w y i w y m a g a n e s m a Be r o z m i a r y s i l n i k a .
M o m e n t s i By t a k i e g o s i l n i k a : T = k T P M I a ,
g d z i e : k T P M - s t a Ba z d e t e r m i n o w a n a g e o m e t r i s i l n i k a ( i j e g o
m a g n e s ó w t r w a By c h ( T - t o r q u e , P M - p e r m a n e n t m a g n e t ) ) .
P o d o b n i e m a m y i n d u k o w a n s e m w s t e c z n ( b a c k ) E b j a k o
s p a d e k n a p i c i a w y m u s z a n y ( i p o k o n y w a n y ) z a s i l a n i e m :
E b = k a P M Éw ,
g d z i e : k a P M s t a Ba z a w i e r a j c a g e o m e t r i s i l n i k a r a z e m z e
s t r u m i e n i e m m a g n e t y c z n y m .
P o d s u m o w u j c m o |n a s t w i e r d z i , |e s i l n i k i z m a g n e s e m s t a By m :
1 ) S i l n i k i P M ( p e r m a n e t m a g n e t ) s m n i e j s z e , l |e j s z e i b a r d z i e j w y d a j n e o d
s i l n i k ó w z u z w o j e n i a m i s t o j a n a a l e m a j t r o c h g o r s z r e g u l a c j o b r o t ó w .
2 ) O d w r a c a j c b i e g u n y z a s i l a n i a w s i l n i k u P M u z y s k u j e m y z m i a n k i e r u n k u
o b r o t ó w .
3 ) W a d s i l n i k ó w j e s t m o |l i w o [ i c h r o z m a g n e s o w a n i a p o d w p By w e m
w y s o k i e j t e m p e r a t u r y l u b s i l n e g o z e w n t r z n e g o p o l a m a g n e t y c z n e g o .
4 ) P o w t a r z a l n o [ s i l n i k ó w P M z a l e |y o d p o w t a r z a l n o [c i u |y w a n y c h
m a t e r i a Bó w m a g n e t y c z n y c h .
N a t o m i a s t s i l n i k i p r d u s t a Be g o z u z w o j e n i e m w s t o j a n a c h :
1 ) S i l n i k b o c z n i k o w y p o z w a l a n a Ba t w r e g u l a c j o b r o t ó w ( m a p Ba s k
c h a r a k t e r y s t y k o b r o t y / m o m e n t ) .
2 ) S i l n i k i b o c z n i k o w o - s z e r e g o w e m a j w i k s z y m o m e n t s t a r t o w y a l e g o r s z
r e g u l a c j o b r o t ó w .
3 ) S i l n i k i s z e r e g o w e m a j b a r d z o d u |y m o m e n t s t a r t o w y a l e z B r e g u l a c j
o b r o t ó w . N a d a j s i w z a s t o s o w a n i a c h o m a By c h o b r o t a c h i d u |y m
m o m e n c i e s i B.
P r z y k Ba d
O k r e [l i s z y b k o [ i m o m e n t s i B g e n e r o w a n y p r z e z s i l n i k b o c z n i k o w y c z t e r o -
b i e g u n o w y ( p = 4 ) w i e d z c , |e n o m i n a l n a m o c , n a p i c i e i o b r o t y w y n o s z : 3
K M ( 1 K M p a r o w y = 7 4 6 W ) , 2 4 0 V , 1 2 0 o b r / m i n . I n n e p a r a m e t r y s i l n i k a : N = 1 0 0 0
z w o i , I Z = 3 0 A , I f = 1 , 4 A , R a = 0 , 6 &!, ¦ = 2 0 m W b , M = 4 ( u z w o j e n i a t w o r n i k a ) .
R o z w i z a n i e . P = 3 k M = 3 Å"7 4 6 = 2 2 3 8 W .
I a = I Z I f = 3 0 1 , 4 = 2 8 , 6 A , E b = U Z I a R a = 2 4 0 2 8 , 6 Å"0 , 6 = 2 2 2 , 8 4 V ,
S t a Ba s i l n i k a : k a = p N / ( 2 ÀM ) = 4 Å"1 0 0 0 / ( 2 À4 ) = 1 5 9 , 1 5 ( V Å"s / W b Å"r a d ) ,
P r d k o [ k t o w a : Éw = E b / ( k a Å"¦) = 2 2 2 , 8 4 / ( 1 5 9 , 1 5 Å"0 , 0 0 2 ) = 7 0 r a d / s ,
M o m e n t s i B: T = P / Éw = 2 2 3 8 / 7 0 = 3 2 N Å"m .
P r z y k Ba d . W i a d o m o , |e s i l n i k
b o c z n i k o w y ( r ó w n o l e g By ) o
w a r t o [c i a c h n o m i n a l n y c h 8 A ,
1 2 0 o b r / m i n o r a z p a r a m e t r a c h :
R a = 0 , 2 &!, U Z = 7 , 2 V , N = 2 0 0 z w o i
m a k r z y w m a g n e t y z a c j i j a k n a r y s u n k u .
W y z n a c z y : I f , n - l i c z b o b r o t ó w b e z
o b c i |e n i a , m o c n o m i n a l n i k r z y w T n .
R o z w i z a n i e . A b y z n a l e z I f ( p r d g e n e r u j c y p o l e m a g . )
n i e z n a j c R f ( i R x ) , m u s i m y o b l i c z y E b z r ó w n a n i a
U z = E b + I a R a : , E b = U Z I a R a = 7 , 2 8 Å"0 , 2 = 5 , 6 V .
M a j c E b z w y k r e s u z n a j d u j e m y I f = 0 , 6 A i R f = 7 , 2 / 0 , 6
= 1 2 &!, A b y o b l i c z y o b r o t y b e z o b c i |e n i a u w z g l d n i m y
r ó w n o [c i : E b = k a ¦Éw = k a ¦( 2 À/ 6 0 ) n o r a z T = k a ¦I a : U Z = I a R a + E b = I a R a +
k a ¦( 2 À/ 6 0 ) n , T o : n = ( U Z I a R a ) / ( k a ¦( 2 À/ 6 0 ) ) . D l a z e r o w e g o o b c i |e n i a T =
k a ¦I a = 0 - > I a = 0 D l a I a = 0 n 0 - o b c = U Z / ( k a ¦( 2 À/ 6 0 ) ) . D l a n o m i n a l n e g o
o b c i |e n i a E b = 5 , 6 V = k a ¦( 2 À/ 6 0 ) n z t e j r ó w n o [c i m a m y k a ¦ = E b Å" 6 0 / ( 2 Àn ) =
5 , 6 Å"6 0 / ( 2 À1 2 0 ) = 0 , 4 4 5 6 3 V s / r a d .
O b r o t y b e z o b c i |e n i a n 0 - o b c = U Z / ( k a ¦( 2 À/ 6 0 ) ) =
7 , 2 / ( 0 , 4 4 5 6 3 Å"2 À/ 6 0 ) = 1 5 4 , 3 o b r / m i n .
A b y w y k r e [l i p r o s t T n p o l i c z y m y d r u g i p u n k t d l a w y k r e s u a
m i a n o w i c i e n o m i n a l n y m o m e n t s i B T n o m i n a l = k a ¦I a = 0 , 4 4 5 6 3 Å"8 =
3 , 5 6 5 N m .
M o c n o m i n a l n a P n o m i n a l = T n o m i n a l Éw = 3 , 5 6 5 ( 1 2 0 / 6 0 ) 2 À = 4 4 , 8 W =
4 4 , 8 / 7 4 6 K M = 0 , 0 6 K M .
:
P r z y k Ba d .
W i a d o m o , |e s i l n i k s z e r e g o w y p r d u s t a Be g o m a p a r a m e t r y : 1 0 K M , 1 1 5 V ,
S z y b k o [ n a p e Bn y m o b c i |e n i u 1 8 0 0 o b r / m i n p r z y p o b o r z e p r d u 4 0 A . S i l n i k
p r a c u j e w l i n i o w y m o b s z a r z e k r z y w e j m a g n e t y z a c j i . O b l i c z y m o m e n t s i B p r z y
p o b o r z e p r d u 6 0 A .
R o z w i z a n i e .
W l i n i o w y m o b s z a r z e m a g n e t y z a c j i m a m y l i n i o w z a l e |n o [: ¦ = k S I S = k S I a
S z y b k o [: n = 1 8 0 0 o b r / m i n = > Éw = 2 Àn / 6 0 = 6 0 À r a d / s .
M o c n o m i n a l n a P n o m i n a l = 1 0 K M Å"7 4 6 W / K M = 7 4 6 0 W . ( K M j e s t j e d n o s t k p o z a
u k Ba d o w ! )
M o m e n t s i B p r z y n o m i n a l n y m o b c i |e n i u :
T 4 0 A = ( P n o m i n a l ) / Éw = 7 4 6 0 / ( 6 0 À) = 3 9 , 5 8 N m .
Z t e g o m o |e m y o b l i c z y s t a B m a s z y n y K b o d l a m a s z y n y s z e r e g o w e j m a m y :
T = k a k s I a 2 = K I a 2 = > p r z y n o m i n a l n y m o b c i |e n i u K = T / I a 2 = 3 9 , 5 8 / ( 4 0 2 ) =
0 , 0 2 4 7 N m A - 2 .
Z a t e m T 6 0 A = K I a 2 = 0 , 0 2 4 7 Å"6 0 2 = 8 8 , 9 2 N m .
O d n o t u j m y , |e w z a k r e s i e l i n i o w y m o b s z a r z e m a g n e t y z a c j i m o m e n t o b r o t o w y
s i l n i k a s z e r e g o w e g o j e s t p r o p o r c j o n a l n y d o k w a d r a t u p o b i e r a n e g o n a t |e n i a
p r d u .
R ó |n e w a r i a n t y s i l n i k ó w s z c z o t k o w y c h p r d u s t a Be g o .
a ) S i l n i k p o d Bu |n y z p o l e m r a d i a l n y m ( z w i r n i k i e m
b e z r d z e n i o w y m l u b z r d z e n i e m ) ,
b ) S i l n i k p Ba s k i z p o l e m o s i o w y m i p r z e w o d a m i
d r u k o w a n y m i .
E l e k t r o t e c h n i k a i e l e k t r o n i k a L i s t a 0 6 .
1 ) G e n e r a t o r 3 9 k W i 2 4 0 V d z i a Ba p r z y 5 9 % o b c i |e n i u z p r d k o [c i 1 8 0 0 o b r / m i n z
w y d a j n o [c i 8 5 % . O b l i c z c a Bk o w i t e s t r a t y i m o c p o b i e r a n p r z e z g e n e r a t o r .
2 ) G e n e r a t o r p r d u s t a Be g o z d w o m a b i e g u n a m i o p o l u w z b u d z e n i a 0 , 0 5 W b ( k a |d y ) , 2 4
u z w o j e n i a m i r o t o r a p o 1 6 z w o i j e s t p o d Bc z o n y d o n a p d u o p r d k o [c i k t o w e j 1 8 0
r a d / s . w y z n a c z s t a B m a s z y n y k a i i n d u k o w a n e n a p i c i e .
3 ) O b c o w z b u d n y g e n e r a t o r p r d u s t a Be g o o p a r a m e t r a c h : 1 0 0 0 k W , 1 0 0 0 V , 2 4 0 0
o b r / m i n m a r e z y s t a n c j t w o r n i k a R a = 0 , 0 4 &! i s t r u m i e D n a k a |d y m b i e g u n i e ¦ = 0 , 4
W b . O b l i c z i n d u k o w a n e n a p i c i e , s t a B m a s z y n y o r a z n o m i n a l n y m o m e n t s i B.
4 ) D l a g e n e r a t o r a b o c z n i k o w e g o o p a r a m e t r a c h 1 0 0 k W , 2 5 0 V , r e z y s t a n c j a w z b u d z e n i a
R f = 5 0 &!, r e z y s t a n c j a t w o r n i k a R a = 0 , 0 5 &!, o b l i c z y : a ) N o m i n a l n y p r d o b c i |e n i a ,
b ) P r d w z b u d z e n i a , c ) P r d t w o r n i k a , d ) N a p i c i e g e n e r a t o r a n i e o b c i |o n e g o .
5 ) S i l n i k s z e r e g o w y p o b i e r a p r d 2 5 A i u z y s k u j e m o m e n t o b r o t o w y 1 0 0 N m , o b l i c z : a )
m o m e n t o b r o t o w y g d y p o b i e r a n y p r d w z r o [n i e d o 3 0 A , a s t r u m i e D p o z o s t a j e
n i e n a s y c o n y , b ) m o m e n t o b r o t o w y g d y p o b i e r a n y p r d w z r o [n i e d o 3 0 A , a s t r u m i e D
w z r a s t a o 1 0 % .
6 ) B o c z n i k o w y s i l n i k p r d u s t a Be g o n a 2 0 0 V p o b i e r a 1 0 A p r z y o b r o t a c h 1 8 0 0 o b r / m i n .
R e z y s t a n c j a t w o r n i k a w y n o s i 0 , 1 5 &!, a r e z y s t a n c j a u z w o j e n i a m a g n e s u j c e g o 3 5 0 &!.
J a k i j e s t m o m e n t o b r o t o w y s i l n i k a ?
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
technik elektronik 06 (praktyczny odp)ochr uslug elektr 06elektrotechnika 06Die Geschichte der Elektronik (06)2000 06 Licznik energii elektrycznej z układem AD775022pm 06 wciągarki z napedem elektrycznym i elekt ręczA21 Indukcja elektromagnetyczna (01 06)Elektronika W05 i 06więcej podobnych podstron