4 Literatura do wykładów: MASZYNY ELEKTRYCZNE 1. Praca zbiorowa: ELEKTROTECHNIKA i ELEKTRONIKA dla NIEELEKTRYKÓW WN-T W-wa Plamitzer A.M.: MASZYNY ELEKTRYCZNE WN-T W-wa Goźlińska E.: MASZYNY ELEKTRYCZNE WSiP W-wa Anuszczyk J.: MASZYNY ELEKTRYCZNE w ENERGETYCE WN-T W-wa Praca zbiorowa.: PORADNIK INŻYNIERA ELEKTRYKA tom II WN-T W-wa Ogulewicz W.: Laboratoria elektryczne dla studentów Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice Stein Z.: MASZYNY ELEKTRYCZNE WSiP W-wa Latek W.: MASZYNY ELEKTRYCZNE W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH WN-T W-wa 1994
gozlinska maszyny elektryczne pdf 16
5 Tematyka wykładów z MASZYN ELEKTRYCZNYCH. 1. Wprowadzenie Pojęcie urządzenia, aparatu (przyrządu) i maszyny elektrycznej Elektromagnetyzm Prawa obwodów elektromagnetycznych Przykłady rozwiązywania obwodów magnetycznych Urządzenia elektryczne z rdzeniem stalowym Rodzaje pól magnetycznych. 2. Transformatory Zasady transformacji energii elektrycznej Transformatory jedno- i wielofazowe. 3. Maszyny elektryczne wirujące Maszyny synchroniczne Maszyny indukcyjne (klatkowe i pierścieniowe) Maszyny prądu stałego.
10 KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH. W skład urządzeń elektrycznych wchodzą aparaty (przyrządy) elektryczne i maszyny elektryczne. APARATY ELEKTRYCZNE to urządzenia elektryczne których zadaniem jest sterowanie, regulacja oraz zabezpieczenie sieci i maszyn elektrycznych. 1. Aparaty elektryczne 1.1. Łączniki (łączniki instalacyjne, rozłączniki, odłączniki, wyłączniki, uziemniki, bezpieczniki) Ograniczniki (dławiki, odgromniki, iskierniki) Aparaty rozruchowo-regulacyjne (styczniki, nastawniki, sterowniki, oporniki, rozruszniki, luzowniki, przekształtniki) Aparaty kontrolno-pomiarowe (przekładniki, dzielniki, czujniki, przekaźniki). MASZYNY ELEKTRYCZNE to urządzenia elektryczne służące do wytwarzania i przetwarzania energii elektrycznej 2. Maszyny elektryczne 2.1. Transformatory (dwuuzwojeniowe, trójuzwojeniowe) Maszyny indukcyjne lub asynchroniczne (klatkowe, pierścieniowe) Maszyny synchroniczne (generatory, kompensatory wirujące) Maszyny prądu stałego (obcowzbudne, bocznikowe, szeregowe).
11 MASZYNY ELEKTRYCZNE Maszyna elektryczna jest to urządzenie elektromechaniczne służące do przetwarzania energii. Cechą charakterystyczną maszyn elektrycznych jest to, że zachodzące w nich przemiany energii odbywają się za pośrednictwem pola magnetycznego i przy udziale ruchu. Transformator pomimo braku elementów ruchomych jako urządzenie przetwarzające energię elektryczną omawiany jest również w obrębie przedmiotu MASZYNY ELEKTRYCZNE. Maszyny elektryczne mogą pracować jako: silniki, prądnice, hamulce, transformatory (?).
12 BUDOWA MASZYN ELEKTRYCZNYCH Części maszyn elektrycznych można pogrupować następująco: obwody magnetyczne, obwody elektryczne, konstrukcje mechaniczne, izolacje elektryczne, układy chłodzenia. Obwody magnetyczne i elektryczne będą omawiane szczegółowo dla każdego z rodzajów maszyn.
30 Obwód magnetyczny Q F A B U mab Θ napięcie magnetyczne źródłowe przepływ (lub SMM) jest przyczyną powstania strumienia magnetycznego - Φ. (tak jak SEM E jest przyczyną powstania prądu I). Przepływ Θ można wytworzyć albo za pomocą magnesów trwałych albo za pomocą natężenia prądu elektrycznego I płynącego przez cewkę o liczbie zwojów z. Q = I * z [A] A(zw) czytaj: amperozwoje
34 Obwód magnetyczny Obwód elektryczny Φ strumień I prąd H natężenie pola magnetycznego K natężenie pola elektrycznego napięcie magnetyczne źródłowe (siła magnetomotoryczna) Θ przepływ (SMM) U m spadek napięcia magnetycznego napięcie elektryczne źródłowe (siła elektromotoryczna) E napięcie (SEM) U spadek napięcia elektrycznego opór magnetyczny R m reluktancja opór elektryczny R rezystancja Przewodność magnetyczna przewodność elektryczna Λ = 1 R m permeancja G= 1 R konduktancja μ przenikalność magnetyczna Φ U m γ przewodność elektryczna właściwa (konduktywność) = R m I = U R l l
59 Urządzenia z rdzeniami stalowymi. Straty wynikające z prądów wirowych. Zmienny strumień magnetyczny indukuje w rdzeniu ferromagnetycznym siły elektromotoryczne powodujące przepływ prądu elektrycznego w metalu rdzenia tzw. prądy wirowe (prądy Foucolt a). Prądy te powodują grzanie rdzenia. Do odbiorników z rdzeniem stalowym zasilanych prądem przemiennym musi być dostarczana moc czynna P W pokrywająca straty wynikające z indukowania prądów wirowych (zależne od rezystywności materiału rdzenia). I W P W = c W f 2 B m 2 [W] I W I W I W I W I W F W F W I F I F W celu osłabienia indukujących się prądów wirowych rdzenie stalowe wykonuje się z blach stopowych o dużej rezystywności, grubości 0,3 0,5 mm, izolowanych od siebie. Mniejszy w (poszczególnych blachach) strumień magnetyczny indukuje mniejsze siły elektromotoryczne maleją straty wynikające z prądów wirowych.
62 Urządzenia z rdzeniami stalowymi. Wypieranie prądu. Strumień rozproszenia F R to strumień zamykający się przez żłobek pomiędzy głowami zębów twornika maszyny elektrycznej. W uzwojeniu otoczonym ferromagnetykiem (żłobek) zjawisko wypierania prądu powoduje zwiększenie rezystancji uzwojenia i zmniejszenie reaktancji rozproszenia (różne w zależności od umiejscowienia pręta). Φf R Zjawisko wypierania prądu jest: v - niepożądane w uzwojeniu twornika (zwiększa straty dodatkowe), v - wykorzystywane w uzwojeniach klatkowych wirnika (zwiększa dobroć rozruchu).
74 Rodzaje pracy elektrycznych maszyn wirujących. S1. Praca ciągła praca z obciążeniem stałym, trwającym tak długo, aż zostanie osiągnięty stan równowagi cieplnej. (Odpowiedni skrót: S1). S2. Praca dorywcza praca z obciążeniem stałym, trwającym przez określony czas, krótszy niż czas potrzebny do osiągnięcia równowagi cieplnej i następującym po tym czasie postojem, trwającym tak długo, aż ustalona temperatura maszyny nie będzie się różnić więcej niż 2 K od temperatury czynnika chłodzącego. (Odpowiedni skrót: S2, po którym należy podać czas trwania tej pracy. Przykład: S2 60 min.). S3. Praca okresowa przerywana szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas pracy przy obciążeniu stałym i czas postoju. Przy tym rodzaju pracy okres jest taki, że prąd rozruchowy nie wpływa w sposób znaczący na nagrzewanie się maszyny. (Odpowiedni skrót: S3, po którym podaje się względny czas obciążenia. Przykład: S3 25%). S4. Praca okresowa przerywana z rozruchem szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje znaczący (ze względów cieplnych) czas rozruchu, czas pracy przy obciążeniu stałym i czas postoju. (Odpowiedni skrót: S4, po którym należy podać względny czas obciążenia, moment bezwładności silnika JM i moment bezwładności obciążenia Jext, oba sprowadzone do osi wału silnika. Przykład: S4 25% JM = 0,15kg m2 Jext = 0,15kg m2). S5. Praca okresowa przerywana z hamowaniem elektrycznym szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas rozruchu, czas pracy przy obciążeniu stałym, czas hamowania elektrycznego oraz czas postoju. (Odpowiedni skrót: S5, po którym należy podać względny czas obciążenia, moment bezwładności silnika JM i moment bezwładności obciążenia Jext, oba sprowadzone do osi wału silnika. Przykład: S5 25% JM = 0,15kg m2 Jext = 0,15kg m2).
75 Rodzaje pracy elektrycznych maszyn wirujących. S6. Praca okresowa długotrwała z przerwami jałowymi szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas pracy przy obciążeniu stałym i czas pracy przy biegu jałowym (bez obciążenia). W tym rodzaju pracy nie występuje czas postoju. (Odpowiedni skrót: S6, po którym należy podać względny czas obciążenia. Przykład: S6 40%). S7. Praca okresowa długotrwała z hamowaniem elektrycznym szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas rozruchu, czas pracy przy obciążeniu stałym oraz czas hamowania elektrycznego. W tym rodzaju pracy nie występuje czas postoju. (Odpowiedni skrót: S7, po którym należy podać moment bezwładności silnika JM, i moment bezwładności obciążenia Jext, oba sprowadzone do osi wału silnika. Przykład: S7 JM = 0,15kg m2 Jext = 0,15kg m2). S8. Praca okresowa długotrwała z równoczesnymi zmianami obciążenia i prędkości obrotowej szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas pracy przy obciążeniu stałym odpowiadającym określonej uprzednio prędkości obrotowej i z jednego lub kilku czasów pracy przy innych obciążeniach, odpowiadających innym prędkościom obrotowym (osiąganym np. przez zmianę liczby biegunów w przypadku silników indukcyjnych). W tym rodzaju pracy nie występuje czas postoju. (Odpowiedni skrót: S8, po którym należy podać moment bezwładności silnika JM i moment bezwładności obciążenia Jext, oba sprowadzone do osi wału silnika, wraz z wartościami obciążenia, prędkości obrotowej i względnego czasu obciążenia, dla wszystkich prędkości obrotowych. Przykład: S8 JM = 0,15kg m2 Jext = 0,15kg m2 16kW 740min-1 30% 40kW 1460min-1 30% 25kW 980min-1 40%).
PRĄDNICE I SILNIKI Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Prądnice i silniki (tzw. maszyny wirujące) W każdej maszynie można wyróżnić: - magneśnicę
Maszyny elektryczne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej. Podział maszyn elektrycznych Transformatory - energia prądu przemiennego jest zamieniana w energię
KARTA PRZEDMIOTU Rok akademicki: 2010/11 Nazwa przedmiotu: Maszyny elektryczne Rodzaj i tryb studiów: stacjonarne I stopnia Kierunek: Maszyny elektryczne Specjalność: Automatyka i energoelektryka w górnictwie
KARTA PRZEDMIOTU Rok akademicki: 2010/11 Nazwa przedmiotu: Maszyny elektryczne Rodzaj i tryb studiów: niestacjonarne I stopnia Kierunek: Maszyny elektryczne Specjalność: Automatyka i energoelektryka w 2ff7e9595c
Komentarze