Stany pracy maszyny indukcyjnej Malinowska 2b

Stany pracy maszyny indukcyjnej

Magdalena Malinowska 2b

Spis treści

Praca hamulcowa

Co to maszyna indukcyjna?

Charekterystyka mechaniczna

Rodzaje pracy

Zależności między parametrami maszyn indukcyjnych

Co to maszyna indukcyjna?

Maszyna indukcyjna to rodzaj maszyny elektrycznej prądu przemiennego, w której zwykle tylko jedno uzwojenie (np. stojana) jest zasilane, a siła elektromotoryczna (SEM) indukowana w obwodzie wtórnym (np. w uzwojeniu wirnika), potrzebna do wytworzenia prądu, a więc i elektromagnetycznego momentu obrotowego, powstaje wyłącznie w wyniku indukcji elektromagnetycznej.

Silniki indukcyjne 746 W i 25 W, oraz silniki do napędu zabawek i głowic odtwarzaczy CD/DVD

Silniki indukcyjne mają dobre właściwości eksploatacyjne i ruchowe. Ich charakterystyki można kształtować przez zmianę warunków zasilania i przez zmianę impedancji zewnętrznej przyłączanej do uzwojeń maszyny. Dlatego też są powszechnie stosowane w układach napędowych o regulowanej i nieregulowanej prędkości obrotowej Silniki indukcyjne buduje się obecnie o mocach od kilku watów do kilku megawatów przy napięciach zasilających od 100V do 15kV.

Każda maszyna elektryczna może pracować jako prądnica lub silnik w zależności od rodzaju przetwarzanej energii. Z tego względu rozróżnia się poniższe rodzaje pracy maszyny indukcyjnej: Praca prądnicowa – przetwarzająca energię mechaniczną na elektryczną Praca silnikowa – przetwarzająca energię elektryczną na mechaniczną Przetwornice – przetwarzają energię elektryczną na taka samą energię, lecz o innych parametrach, np. przetwornice częstotliwości, napięcia, prądu.

n - prędkość obrotowa s - poślizg M – moment silnika indukcyjnego M max - moment maksymalny

O pracy hamulcowej w następnym slajdzie :)

PRACA HAMULCOWA

Hamowanie silnikiem indukcyjnym występuje wówczas, gdy moment elektromagnetyczny silnika działa w kierunku przeciwnym do kierunku prędkości obrotowej.

Przy trójfazowym zasilaniu silnika indukcyjnego możemy zastosować jeden z trzech rodzajów hamowania. Są to: hamowanie naturalne (praca hamulcowa) - zwane także hamowaniem przeciwprądem lub hamowaniem prądem sieci, występujące przy prędkości wirowania przeciwnej do kierunku wirowania pola magnetycznego hamowanie prądnicowe (ze zwrotem energii do sieci) - zwane nadsynchronicznym, które występuje przy prędkości wirnika większej od prędkości wirowania pola magnetycznego hamowanie dynamiczne - czyli hamowanie prądem stałym

Przy rozpatrywaniu każdego z rodzajów hamowania należy zwrócić uwagę na zakresy prędkości obrotowych oraz nachylenie charakterystyki mechanicznej silnika i urządzenia hamowanego. Okoliczności te w istotny sposób wpływają na ekonomiczność hamowania, gdyż energia hamowania, jaką pobiera silnik w formie energii mechanicznej, może być oddawana do sieci w postaci energii elektrycznej lub tracona w silniku i włączonych w obwód wirnika opornikach.

Charakterystyka mechaniczna

Jakkolwiek dominującą rolą maszyn asynchronicznych (maszyny odwracalne) jest praca silnikowa, możemy wykorzystać możliwość hamowania i generowania energii elektrycznej do innych stanów pracy. Oznacza to, że ta sama maszyna może pracować jako silnik, hamulec lub generator asynchroniczny.

Podział względem charakterystyki mechanicznej

zależności między parametrami maszyn indukcyjnych

Charakterystyka mechaniczna silnika indukcyjnego przedstawia zależność momentu M na wale silnika od jego prędkości obrotowej n.

n - prędkość obrotowa s - poślizg M – moment silnika indukcyjnego M max - moment maksymalny

Charakterystyka mechaniczna silnika indukcyjnego

Charakterystykę mechaniczną silnika indukcyjnego można wyrazić za pomocą wzoru Klossa, określającym zależność momentu od poślizgu:

M – moment silnika indukcyjnego Mk – moment krytyczny s – poślizg sk– poślizg krytyczny

Jeżeli moment obrotowy silnika indukcyjnego 3 fazowego wyraża sie zależnością:

to moment maksymalny Mmax wyniesie:

w tym poślizg krytyczny:

Moment krytyczny Mk to największa wartość momentu maksymalnego Mmax , jaki może być wytworzony w silniku. Moment krytyczny występuje przy poślizgu krytycznym sk.

Elektromagnetyczny moment maszyny indukcyjnej wynosi:

dla pracy silnikowej:

dla pracy prądnicowej:

Wytworzone przez uzwojenia stojana wirujące pole magnetyczne obraca się wokół nieruchomego wirnika. W wyniku przecinania przez to pole prętów klatki wirnika, indukuje się w nich napięcie i zaczyna płynąć w nich prąd. Stąd nazwa silnik indukcyjny.

Jeżeli w stojanie (tworniku) znajduje sie uzwojenie trójfazowe, to indukuje się w nim układ napięć trójfazowych. Maszyna przetwarza doprowadzoną do niej energię mechaniczną na elektryczną, czyli pracuje jako prądnica.

Poniżej zamieściłam dwa linki do filmików, na których pokazane są w śmieszny sposób, ale z dobrymi informacjami do nauki, Silnik indukcyjny Tesli oraz Cewka Tesli.

Silnik indukcyjny Tesli

Cewka Tesli