Download
1 / 61
620 likes | 1.51k Vues
Sadr?aj. Princip radaOsnovne relacije i ekvivalentna ?emaPokretanje i upravljanje brzinom Kriterijumi izboraIspitivanja zavr?enog motora. UVOD. Asinhrone ma?ine se najce?ce koriste kao motori. Tipicni su za manje i srednje snage, u velikim serijama.Standardizovani s obzirom na nominalne iz
E N D
1. Elektricne Maine 2 Matija Sokola Asinhrone Maine Decembar 2010
2. Sadraj Princip rada
Osnovne relacije i ekvivalentna ema
Pokretanje i upravljanje brzinom
Kriterijumi izbora
Ispitivanja zavrenog motora
3. UVOD Asinhrone maine se najcece koriste kao motori.
Tipicni su za manje i srednje snage, u velikim serijama.
Standardizovani s obzirom na nominalne izlazne snage, napon napajanja i fizicke dimenzije.
Stoga su zamenljivi bez obzira na proizvodaca.
Kad se napajaju iz stabilne mree, brzina se malo menja pri promeni opterecenja tzv. tvrda izlazna (mehanicka) karakteristika.
4. UVOD Prednosti u odnosu na ostale vrste elektricnih maina su:
manja cena (zbog jednostavne konstrukcije),
robusnost, pouzdanost i sigurnost u radu,
lako odravanje,
Nedostaci su vezani za:
pokretanje,
faktor snage i stepen iskoricenja
regulisanje brzine obrtanja u irokim granicama.
Poslednjih 20 godina primena mikroprocesora i energetske elektronike omogucila je rad sa promenljivom brzinom.
5. UVOD Rotor asinhrone maine se u ustaljenom pogonu obrce brzinom manjom od brzine obrtnog magnetnog polja u medugvodu, pa odatle potice naziv ove vrste maina.
Prema konstrukciji, asinhrone maine se mogu svrstati u dve grupe:
kavezni motori (jednofazni i trofazni), jeftiniji;
kliznokolutni motori (sa namotanim rotorom), uvek trofazni.
6. Jednofazni za manje snage Jednofazni asinhroni motor je najcece upotrebljavan motor na svetu.
U mnogim uredajima - maine za pranje vea, friideri, aspiratori, ventilatori, itd.
Visoko su pouzdani i prilicno ekonomicni.
7. Jednofazni za manje snage
8. Spoljni izgled Niskonaponski standardan motor.
9. Spoljni izgled Za velike snage - visokonaponski motori.
10. Unutranji izgled
11. Konstrukcija - stator Statorki namot, postavljen u ljebove magnetnog kola statora.
Statorsko magnetno kolo tanki laminirani magnetni limovi.
Kucite iz tri dela:
Srednji deo dri magnetno kolo statora, obicno sa rebrima da pobolja hladjenje
Dva bocna poklopca u obliku zvona u kojima su leita za vratilo
Ovakvo kucite je napravljeno od aluminijuma ili livenog gvoda. Dugacki rafovi povezuju ova tri dela.
Prikljucna kutija
Noge i/ili prirubnica za pricvrcivanje motora za uredjaj/podlogu.
Moe da ima senzor pozicije ili brzine.
12. Konstrukcija - rotor Namot rotora, u ljebovima magnetnog kola rotora
kavezni (kratkospojeni viefazni)
trofazni namotani.
Rotorsko magnetno kolo tanki laminirani magnetni limovi.
Vratilo.
Unutranji i spoljni ventilator.
Leajevi.
13. Konstrukcija Kavezni
14. Construction http://www.sea.siemens.com/step/templates/lesson.mason?motors:3:1:1
16. Konstrukcija magnetno kolo Limovi lameliranog magnetnog kola dobijaju se izbijanjem.
Lim na slici ima 36 leba i 4 rupe za sklapanje magnetnog jezgra.
17. Konstrukcija magnetno kolo
18. Konstrukcija - detalji Lamelirano feromagnetno kolo statora (jezgro) ima cilindrican oblik i lebove.
Feromagnetno kolo na slici ima izolaciju smetenu u neke od lebova.
U trofaznom motoru su trofazni namotaji smeteni u lebove.
19. Konstrukcija - detalji Jednofazni motor ima dva namotaja: glavni i startni.
Obicno se koriste lakom izolovane ice.
20. Konstrukcija kavezni rotor Za manje i srednje snage, aluminijumske ipke su ulivene u ljebove i kratkospojene sa dva prstena.
Za vece snage u rotorske ljebove se postavljaju bakarne ipke i kratko spajaju sa obe strane.
Na prstenovima koji kratkospajaju ipke smetena su krilca koja deluju kao ventilator i pospeuju hladenje.
Dodatna krilca se postavljaju za mehanicko balansiranje rotora svaki se proverava.
Veliki deo dananjih motora je sa kratkospojenim rotorom zbog robusnosti i konstrukcije koja ne zahteva odravanje.
21. Konstrukcija kavezni rotor
22. Konstrukcija kavezni rotor
23. Konstrukcija namotani rotor Stariji motori velikih snaga imaju rotor sa trofaznim namotajem smetenim u lebove rotora.
Poceci namotaja su spojeni u zvezdu.
Krajevi namotaja su spojevi na tri klizna prstena.
Krajevi se mogu prikljuciti na napajanje, na otpornike ili kratko spojiti.
Otpornici ili napajanje su, preko cetkica, spojeni na klizne prstenove, radi ogranicenja polazne struje i regulisanja brzine obrtanja.
24. Konstrukcija namotani rotor
25. Poprecni presek
26. Poprecni presek Dva pola i tri fazna namotaja na statoru povezana u zvezdu.
Svaka faza je pomerena za 120 i zauzima 23=6 ljebova
Kratkospojeni rotor ima kratko spojene ipke.
Motor (stator) je napajan iz simetricnog trofaznog izvora.
27. Princip rada Trofazni namotaj statora je napajan iz simetricnog trofaznog sistema napona.
Kroz namote proticu trofazne simetricne naizmenicne struje i stvaraju naizmenicni magnetni fluks u svakom od faznih namotaja.
Magnetopobudna sila u svakoj fazi stvara pulzirajuci naizmenicni magnetni fluks.
Magnetni fluks je priblino sinusoidalan u prostoru, a prostorni maksimum je upravan na fazni namotaj.
Ukupni magnetni fluks u maini jednak je vektorskom zbiru flukseva pojedinih faza.
28. Princip rada Manji deo fluksa statora se zatvara kroz stator (rasipna induktivnost) a veci deo preko zazora obuhvata i rotorske navojke (medjusobna induktivnost).
Obrtni fluks indukuje elektromotornu silu u nepomicnim provodnicima statora, koja se suprotstavlja naponu.
Takodje, poto se rotor obrce brzinom niom od sinhrone, obrtni fluks indukuje i elektromotornu silu u provodnicima rotora.
Indukovana ems rotora je i po frekvenciji i po amplitudi proporcionalna razlici brzine obrtnog magnetnog polja i brzine obrtanja rotora.
29. Princip rada Poto su provodnici rotora kratkospojeni, kroz njih ce proticati struja.
Ta struja izaziva dve pojave:
Fluks rotora tei da smanji fluks u zazoru, pa se struja statora povecava.
Fluks rotora se magnetno spree sa fluksom obrtnog polja i stvara silu tj. moment koji nastavlja da pokrece motor.
Sila (moment) je proporcionalna gustini fluksa i struji u provodnicima rotora.
Shodno tome, brzina obrtanja rotora mora biti manja od brzine obrtnog magnetnog polja (sinhrone brzine).
30. Klizanje Razlika brzine polja i brzine rotora naziva se klizanje, i racuna se ili u apsolutnim ili u relativnim jedinicama, kao i u procentima:
31. Klizanje Pri polasku, klizanje je 1 (odnosno 100%).
U praznom hodu, klizanje je skoro nula.
Klizanje prouzrokuje gubitke i smanjuje stepen korisnog dejstva, pa je bolje da je to manje.
Pri normalnom radu klizanje je nekoliko procenata.
Oko 10% za maine malih snaga, a oko 2% za maine vrlo velikih snaga.
Brzina polja rotora je uvek sinhrona.
32. Ekvivalentna ema Ekvivalentna ema asinhrone maine je jedan nacin predstavljanja maine.
Predstavlja samo jednu fazu trofazne maine.
Izvodi se iz jednacina dva magnetno spregnuta namotaja.
Ogranicenja:
vai za sinusno napajanje,
vai za ustaljena stanja,
ne moe da predstavi mehanicke gubitke,
ne uvaava magnetno zasicenje.
33. Ekvivalentna ema Asinhroni motor ima dva magnetno spregnuta namotaja.
I statorki i rotorski namotaj imaju sopstvene otpore i rasipne induktivitete, kao i medjusobnu induktivnost.
Strujno kolo statora se napaja naizmenicnim naponom.
Strujno kolo rotora je kratko spojeno.
Situacija je slicna transformatoru (kojem se kratko spojeni sekundar obrce).
34. Ekvivalentna ema
35. Ekvivalentna ema
36. Ekvivalentna ema
37. Snaga
38. Ekvivalentna ema
39. Obrtni Moment
40. Struja i ems
41. Faktor snage
42. Moment
43. Uprocena ekvivalentna ema Xm je mnogo vece nego reaktanse rasipanja, pa se u razmatranjima momenta moe zanemariti, uz mali gubitak preciznosti u racunanju momenta (ali ne i struje statora).
44. Obrtni moment uprocena ema
45. Moment - poredjenje
46. Startovanje
47. Maksimalni moment
48. Prevalni moment
49. Prevalni moment uprocena ema
50. Gubici u gvodu
51. Klosova jednacina
52. Bilans snaga i stepen iskoricenja
53. Bilans snaga i stepen iskoricenja
54. Potronja Momenta
55. Kontinualan radni reim
56. Startovanje
57. Startovanje
58. Y D startovanje
59. Y D startovanje
60. Startovanje druge metode
61. Promena brzine promenom broja polova U pogonima koji zahtevaju dve razlicite brzine.
Primer maina za ve zahteva manju brzinu za pranje a vecu za centrifugu.
Efektivno se menja sinhrona brzina polja.
Dve metode :
Prevezivanje statorskog namotaja, ali za to treba sistem kontaktora, a prakticno je samo za 2:1 odnose brzina.
Dva namotaja statora, sa razlicitim brojem polova, koristi se samo jedan za svaku eljenu brzinu.
62. Promena brzine promenom napona Moment je proporcinalan kvadratu napona.
63. Promena brzine promenom napona 240 V
200 V
160 V
64. Promena brzine promenom frekvencije Polazeci od jednacine momenta, idealno bi bilo sniziti f
65. Promena brzine promenom frekvencije
66. Promena brzine U/f kontrola Moment brzina za 50Hz, 40 Hz, 30Hz, 20 Hz i 10 Hz
67. Promena brzine U/f kontrola Struja brzina za 50 Hz, 40 Hz, 30Hz, 20 Hz i 10 Hz
68. Vektorsko upravljanje U savremenim elektromotornim pogonima.
Kod asinhronog motora ne postoje direktno pristupacne upravljacke velicine, vec se upravlja ucestanocu i amplitudom trofaznih statorskih velicina (npr. strujom statora), od kojih svaka deluje i na magnetsko stanje i na momenat maine, pa je upravljanje spregnuto.
Analizom se moe pokazati da je i kod asinhronog motora moguce raspregnuto upravljanje.
Potrebno je u svakom trenutku poznavati amplitudu i tacan poloaj jednog fluksa (tzv. orijentaciju polja) u odnosu na statorski koordinatni sistem.
69. Vektorsko upravljanje Teoretski, najprostije je vektorsko upravljanjanorijentacijom prema fluksu rotora.
Ali, odredjivanje tacne pozicije rotorskog fluksa je teko.
U pocetku se primenjivalo tzv. direktno vektorsko upravljanje koje se baziralo na merenju fluksa u maini (npr. Halove sonde).
U metodama indirektnog vektorskog upravljanja problem reavan merenjem poloaja rotora pomocu davaca pozicije (inkrementalnog enkodera) i obracunavanjem efekta klizanja.
Najnoviji trend je sistem bez senzora brzine.
70. Izbor motora Mreno napajani motori:
Brzina:
Nominalna brzina mora da odgovara brzini tereta.
4-polni motori su optimalni s obzirom na cenu, velicinu i korisnost
Moment:
Startni moment mora biti vii od momenta tereta.
Nominalni moment motora mora biti vii od otpornog momenta tereta pri nominalnoj brzini.
Struja: polazna struja ne bi trebalo da stvara probleme u mrei.
Velicina motora i mehanicki prikljucci moraju odgovarati mestu postavljanja.
Stepen IP zatite motora mora da odgovara uslovima rada.
71. Izbor motora Za pogone promenljive brzine :
Brzina:
Nominalna brzina motora mora da odgovara brzini tereta.
Maksimalna brzina motora mora da odgovara max. brzini tereta.
Moment :
Startni moment pri napajanju iz frekventnog konvertora mora biti vii od momenta tereta.
Nominalni moment motora mora biti bar 10% vii od otpornog momenta tereta pri nominalnoj brzini.
I nominalne i maksimalne kratkotrajne struje i naponi konvertora moraju biti odgovarajuci za motor.
72. Ispitivanja zavrenog motora Nacionalnim i internacionalnim standardima su propisana komadna, tipska i specijalna primopredajna ispitivanja maina.
Komadna ispitivanja:
merenje otpornosti namota u toplom stanju,
merenje otpornosti izolacije u hladnom stanju,
merenje prenosnog odnosa maina sa namotanim rotorom,
merenje gubitaka i struje praznog hoda,
merenje napona kratkog spoja, impedanse kratkog spoja i gubitaka pri opterecenju i
dielektricna ispitivanja dovedenim i indukovanim naponom.
73. Ispitivanja zavrenog motora Tipska ispitivanja
ispitivanje povienja temperature,
ispitivanja pri povienoj brzini obrtanja, tzv. ogled vitlanja.
provera garantovanih vrednosti (?, cos?, s )
ispitivanje kratkotrajnog preopterecenja po struji,
odredivanje maksimalnog momenta,
odredivanje minimalnog momenta (maine sa kratkospojenim rotorom),
merenje polaznih karakteristika,
74. Ispitivanja zavrenog motora Tipska ispitivanja
ogled zaletanja,
ogled zaustavljanja,
merenje ugla gubitaka izolacije, tg d i njegove promene, ?tg d , zavisno od napona
merenje kapacitivnosti namota prema masi i medusobno,
merenje vibracija,
akusticna provera buke,
masa ukupna, transportna, rotora.
