Post on 28-Apr-2015
description
ELEKTRIČNI STROJEVI
Fizikalna načela rada električnih
strojeva
• Električni strojevi su uređaji
koji služe za pretvaranje
energije jednog oblika u
drugi oblik, a rade na
principu elektromagnetske
indukcije
Skupine
• Električni strojevi se mogu razvrstati u tri skupine:
–Transformatori
–Generatori
–Motori
Transformatori
• Transformatori su električni uređaji koji
električnu energiju jednog napona i struja
pretvaraju u električnu enegiju drugog
napona i struja pri istoj frekvenciji.
Generatori
• Generatori pretvaraju mehaničku energiju
u električnu energiju
Motori
• Motori pretvaraju električnu energiju u
mehaničku energiju (vrtnju rotora).
Korisnost
• Pri pretvorbi energije je važan odnos
predane energije prema dovedenoj
(primljenoj) energiji.
• Ekonomičnost strojeva izražava se
koeficijentom iskoristivosti koji se naziva
korisnost, a definira se kao:
η = dobivena energija/ privedena energija
Korisnost
• Kod električnih strojeva postiže se
korisnost vrlo povoljno u odnosu na druge
strojeve i to do iznosa i do 99,5 %.
• Ovako velika korisnost uzrok je velike
primjene električnih strojeva, tako da su
električni strojevi skoro istisnuli sve ostale
strojeve iz uporabe.
Gubici
• Energija koja se u strojevima nepoželjno
pretvara u toplinu uzrokuje gubitke.
• Gubici u električnim strojevima nastaju
zbog:
- struje
- magnetizma
- vrtnje
Gubici
• 1. Gubici u bakru
• Gubitak u omskom otporu vodiča, prolaskom
struje stvara se toplina
• 2. Gubici u željezu
• Zbog izmjeničnog magnetiziranja nastaje
toplina,
• 3. Gubitak u izolaciji, to su dielektrički gubici
• 4. Mehanički gubici, koji nastaju kod rotacijskih
strojeva zbog trenja i ventilacije
ELEKTROMAGNETSKA INDUKCIJA
• Ako postoji relativno gibanje vodiča i
magnetskog polja, tada se na krajevima
vodiča pojavi inducirani napon, a ta pojava
se naziva ELEKTROMAGNETSKA
INDUKCIJA.
• Pojava da se uslijed promjene jakosti
struje kroz svitak javlja inducirana EMS u
istom svitku, zove se samoindukcija.
Inducirani napon
• Prema zakonu elektromagnetske indukcije napon se inducira giba li se vodič u magnetskom polju (generatori i motori) ili je izložen samo vremenskim promjenama magnetskog toka (transformatori).
vBlE
Pravilo desne ruke
• Smjer induciranog napona je definiran
pravilom desne ruke. Ako silnice ulaze u
dlan a palac pokazuje smjer gibanja
vodiča, pozitivan napon je u smjeru vrhova
prstiju
Ravni vodič u magnetskom polju
• Kada kroz vodič koji se nalazi u
magnetskom polju, proteče struja javiti će
se sila koja će izbaciti vodič iz magnetskog
polja
• Smjer sile izbacivanja određuje se
pravilom lijeve ruke
pravilo lijeve ruke
• Ako lijevu ruku postavimo tako da nam
silnice okomito udaraju u dlan, a prsti
pokazuju smjer struje, onda nam ispruženi
palac pokazuje smjer izbacivanja vodiča
Sila na vodič
• Na pojavi sile na vodič, protjecan strujom
u magnetskom polju, zasniva se rad
električnih motora
• Veličina sile ovisi o Magnetskoj indukciji,
jakosti struje i duljini vodiča u magnetskom
polju
lIBF
Idealni transformator
Idealni transformator je transformator gdje
pretpostavljamo da su
• gubici u željezu i
• gubici bakru
zanemarivi, da je željezo idealni vodič
magnetskog toka i da je bakar idealni vodič
električne struje
Osnovna pogonska stanja
• Osnovna pogonska stanja:
prazni hod – stezaljke sekundara su
otvorene,
opterećenje – na sekundar je priključeno
trošilo,
kratki spoj – stezaljke sekundara su kratko
spojene.
Izvedba
• Jednofazni
• Trofazni (višefazni)
• Uljni
• Suhi (zrakom hlađeni)
SPOJEVI NAMOTA TROFAZNIH
TRANSFORMATORA
• Trofazni namoti mogu se spajati na dva
osnovna načina i to:
• u spoju zvijezda i
• u spoju trokut.
Simbol za spoj u zvijezdu je slovo Y, a
simbol za spoj u trokut je slovo D.
MJERNI TRANSFORMATORI
• Naponski mjerni transformatori služe za
mjerenje visokih napona, priključuju se
paralelno, a sekundarni namot izvodi se za
napon 100 V
• Strujni mjerni transformatori služe za
mjerenje velikih struja, priključuju se
serijski, a sekundarni namot izvodi se sa
struju 5 A,
Sinkroni strojevi
• Sinkroni strojevi su strojevi izmjenične
struje s brzinom vrtnje ns određenom
brojem pari polova p i frekvencijom f
priključenog napona prema:
• Pretežno se koriste kao generatori.
• Rotori sinkronih strojeva izvode se:
- s neistaknutim polovima (turbogeneratori,
obično brzohodni s ns>1000 min-1) ili
- s istaknutim polovima (hidrogeneratori,
obično sporohodni s 60<ns<200 min-1).
Asinkroni strojevi
• Asinkronim strojevima brzina vrtnje
različita je od brzine vrtnje okretnog polja i
mijenja se s promjenom opterećenja.
• Asinkroni se strojevi uglavnom koriste kao
trofazni motori, a za male snage i kao
jednofazni
Pokretanje kaveznih asinkronih
motora
Kavezni asinkorni motori mogu se pokrenuti
na slijedeće načine:
• -direktno ili pomoću transformatora
• -sklopkom zvijezda trokut
• -uređajima energetske elektronike-
frekventni pretvarači
Promjena brzine vrtnje
Brzina vrtnje AM može se mijenjati:
- promjenom frekvencije napona
napajanja
- promjenom broja pari polova
- promjenom klizanja
Strojevi istosmjerne struje
• Strojevi istosmjerne struje (istosmjerni strojevi) električni su rotacijski strojevi s istosmjernom strujom u strujnom krugu priključaka.
Osnovni dijelovi:
- stator s uzbudnim namotom (ili kod manjih snaga s trajnim magnetom),
- rotor s armaturnim namotom,
- kolektor (ili komutatora) na rotoru.
Pitanja za ponavljanje i provjeru
• 1.Što su električni strojevi?
• 2.Kako se razvrstavaju električni strojevi?
• 3.Koju energiju nazivamo gubicima, usljed čega
nastaju?
• 4. Što je korisnost stroja?
• 5. Što je elektromagnetska indukcija?
• 6. O čemu ovisi veličina induciranog napona?
• 7. O čemu ovisi sila na vodič?
Pitanja za ponavljanje i provjeru
• 8. Što su transformatori?
• 9. Što su generatori?
• 10. Što su električni motori?
• 11. Što je idealni transformator?
• 12. Koja su pogonska stanja transformatora?
• 13. Koje su izvedbe transformatora?
• 14. Koji su spojevi namota 3f transformatora?
• 15. Koje su izvedbe mjernih transformatora?
Pitanja za ponavljanje i provjeru
• 16. Kako se izvode rotori sinkronih strojeva?
• 17. Gdje se uglavnom koriste asinkroni strojevi?
• 18. Kako se mijenja brzina vrtnje asinkronih
motora?
• 19. Kako se vrši pokretanje kaveznih asinkronih
motora?
• 20. koji su osnovni dijelovi strojeva istosmjerne
struje?