Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713 Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Elektrické stroje a přístroje, 2. ročník Název sady vzdělávacích materiálů: Elektrické přístroje Sada číslo: ICT-82 Pořadové číslo vzdělávacího materiálu: 17 Označení vzdělávacího materiálu:VY_32_INOVACE_ICT-82-17 Téma vzdělávacího: Střídavé stroje - řízení otáček motoru s kotvou nakrátko Druh učebního materiálu: Digitální učební materiál, prezentace Autor: Ing. Karel Stacha Anotace: DUM objasňuje princip a regulací otáček motoru s kotvou nakrátko; potřebné zařízení - interaktivní pracoviště, vzorky přístrojů, kalkulačka Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obory technické Vytvořeno: 4. 6. 2013 Ověření ve výuce: 6. 6. 2013

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Otáčky indukčních motorů jsou závislé: na frekvenci napájecího napětí, změnu frekvence provádíme měničem frekvence na počtu pól-párů motoru, vyrábějí se speciální motory s měnitelným počtem pól-párů na skluzu, skluz lze měnit změnou impedance v rotoru. Protože do motoru s kotvou nakrátko během provozu nelze zasahovat, tento způsob regulace nelze použít.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Vliv tvaru klece: na momentovou charakteristiku - na rozběhový proud. Rotor s hlubokými drážkami má větší rozběhový moment, přitom se výrazně sníží rozběhový proud.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko Regulace otáček Motor s oddělenými statorovými vinutími s rozdílným počtem pólů Motor umožňuje dvoje otáčky v libovolném celočíselném poměru. Točivý moment je stejný, výkon bude v poměru otáček. Motor je drahý a používá se, když nelze použít poměr otáček 1:2.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko Regulace otáček Motor s přepojovatelnými vinutími Dahlanderův m. Nejčastěji se používá zapojení trojúhelník, po přepnutí dvojitá hvězda. To umožňuje změnu otáček v poměru 1:2, při vyšších otáčkách se výkon zvýší 1,5x. Točivý moment se nemění. Obvykle jsou vyvedeny pouze dva vývody na fázi. Pokud jsou vyvedeny všechny konce cívek, lze propojováním získat až 4 rychlosti.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Měnič frekvence: 1. přímý měnič frekvence = Cyklokonvertor Elektronický obvod připojuje fázi motoru na napětí více fází sítě postupně za sebou, a tak frekvenci sítě dělí dolů. Frekvenci sítě 50Hz lze pouze snižovat a to pouze skokově.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Měnič frekvence: 2. měnič frekvence s mezistupněm Elektronický obvod střídavé síťové napětí usměrní a pak znovu změní měničem šířkově pulzní metodou na střídavé, ale jiné vyšší nebo nižší frekvence. Obvod umožňuje i rekuperaci, ta se používá až od výkonu 30kW. (energie brždění ničí v brzdové odporu RB). Principiální schéma měniče

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Měnič frekvence: 2. měnič frekvence s mezistupněm S kmitočtem se mění impedance motoru a při konstantním napětí se mění proud, a tedy točivý moment. K udržení konstantního momentu je definována pro měniče závislost napětí na frekvenci, tzv.: charakteristika U/f přizpůsobení.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Měnič frekvence: 2. měnič frekvence s mezistupněm - běžně umožňuje provoz do dvojnásobku síťové frekvence. Ze sítě charakteristik je vidět, že by bylo třeba k udržení konstantního točivého momentu při vyšších otáčkách zdvojnásobit napětí.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Měnič frekvence: 2. měnič frekvence s mezistupněm - umožňuje připojit k motoru maximálně napětí, které je na mezistupni měniče. Obvykle se zlomový bod charakteristiky U/f volí tak, aby jmenovité napětí bylo při jmenovitém kmitočtu. Při pokračujícím zvyšování kmitočtu už napětí nemůže růst. Do jmenovitých otáček je motor provozován při konstantním momentu, pak točivý moment klesá (oblast slábnoucího pole). Motor připojený k měniči musí být tedy silnější.

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Regulace otáček Měnič frekvence: 2. měnič frekvence s mezistupněm Kompenzace odporu statoru (boost) - při nízkých frekvencích klesá jalová složka impedance, přitom činný odpor, který je způsoben převážně obvodem statoru, zůstává konstantní. Při požadavku linearity musí charakteristika U/f přizpůsobení mít počátek posunut = boost. Počítačem řízený měnič

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Rozběh Asynchronní motory většího výkonu než 5kW musí být spouštěny přes rozběhové zařízení, aby se snížily rozběhové proudy = statorové spouštění. Spouštění se provádí postupným zvyšováním napětí. Točivý moment se mění v závislosti na napětí kvadraticky. Pokud moment motoru klesne pod hodnotu momentu zátěže, pohon se nerozeběhne!

Elektrické stroje - střídavé stroje motor s kotvou nakrátko - Rozběh Ke snížení napětí statoru se používá odpor, transformátor a nejčastěji přepínač hvězda trojúhelník. Při tomto spouštění se nejdříve zapojí motor do hvězdy na napětí x menší, proud bude 3 x, ale též výkon bude 3 x menší. Ve vhodnou chvíli se motor přepne do trojúhelníka. Silové schéma spouštěče hvězda - trojúhelník

Zdroje TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. Vyd. 1. Praha: Europa-Sobotáles, 2002, 561 s. ISBN 80-867-0600-1.