Post on 20-Oct-2015
description
JU Mjeovita srednja Elektrotehnika kola Tuzla
Skripta za maine!!!
.1. - Trofazni transformatori / Spoj ZVIJEZDA-ZVIJEZDA,
.2. - Spoj TROKUT-ZVIJEZDA / Spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA,
.3. - Spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA,
.4. - Dijagrami sprezanja,
.5. - Paralelan rad transformatora / Specijalni transformatori,
.6. - Tronamotni transformatiri / Transformatori preobraajnih faza,
.7. - Asihrone maine,
.8. - Nain rada trofaznih asihronih maina,
.9. - Uestalost u motoru i gubitci u magnetnom kolu rotora / Regulacija broja obrtaja AM,
.10. - Pokretanje trofaznih asihronih motora,
.11. - Moment AM,
.12. - Promjena smijera vrtnje asihronih motora / Stepen iskoritenja trofaznog AM,
.13. - Sihrone maine,
.14. - Nain rada trofaznog sihronog generatora.
Prof:Adnan H.
Trofazni tranformatzori.
-Za razliku od jednofaznih kod trofaznih tr. Se i na visokoj i na niskoj strani postavljaju po tri
fazna namotaja koji mogu biti spojeni u ZVJEZDU, TROKUT I CIK-CAK ZVIJEZDU.
Najese upotrebljavane sprege (spojevi) su spoj ZVIJEZDA-ZVIJEZDA, spoj TROUGAO
ZVIJEZDA i spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA.
Spoj ZVIJEZDA-ZVIJEZDA.
-Kod ove sprege je i namptaj visokog i namotaj niskog napona spojen u obicnu zvijezdu kao na
slici.
-Dobre osobine ove sprege su:
1. I na visoko naponskoj i na nisko naponskoj strani ima formirano zvjezdiste pa se moe
jednostavno izvrsiti zastitno uzemljenje.
2. Mogucnost koristenja i na visokoj i na niskoj strani koristenje faznog i liniskog napona.
-Loe osobine ove sprege su:
1. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani, preopterecenje se putem
magnetnog polja prenosi na visokonaponsku stranu i putem spojenh vodova ima fazni namotaj
generatora na el. Centrali.
2. U sluaju preoptereenja jedne faze na istonaponskoj strani, u ostale dvije faze se javljaju
povieni naponi, pa mogu stradati potroaci koji su prikljueni na te faze.
.1.
Spoj TROUGAO-ZVIJEZDA.
-Kod ovog spoja namotaji visiokog napona su spojeni u trougao, a nizeg napona u zvijezdu.
-Dobre osobine ove sprege su:
1. Na niskonaponskoj strani formira se zvjezdite pa se moe izvriti zatitno uzemljenje.
2. Mogucnost koristenja na niskonaponskoj strani i prostog i sloenog napona.
3. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani preoptereenje se preko
magnetnog polja prenosi samo na visokonaponsku stranu, a ne i na generator u el. Centrali.
-Loe osobine ove sprege su:
1. Na visokonaponskoj strani nemamo formirano zvjezdiste, pa ako se eli izvrsiti zatitno
uzemljenje mora se formirati vjetaka nula.
2. Na visokonaponsoj strani nemamo mogunost koritenja i prostog i sloenog napona.
3.U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani u ostale dvije faze javlja se
povieni napon pa mogu stradati prikljueni potrosai na te faze.
Spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA.
-Kod ove sprege namotaj visokog napona se spaja u obicnu zvijezdu, a nizeg napona u slomljenu
zvijezdu.
-Dobre ososbine ove sprege su:
1. I na visokonaponskoj strani imamo formirano zvjezdite pa se moe jednostavno izvriti
zatitno uzemljenje.
2. Mogunost koritenja na visokonaponskoj i na niskonaponskoj strani i prostog i sloenog
napona.
3. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani preopterecenje se ne prenosi ni
na viskonaponskoj strani i ni na generator u el. Centrali.
-Loe osobine ove sprege su:
1. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani u ostale dvije faze se javlja
poviseni napon, pa mogu da stradaju prikljueni potroai.
2. Za izradu spoja stavljanjem u zvijezdu potrebno je 15.5% navoja nego da su na isto magnetno
kolo postavili fazne namotaje sa spojem u obinu zvijezdu.
3. Za 15.5% su poveani padovi napona.
.3.
Dijagrami sprezanja.
.4.
Paralelan rad transformatora.
-Dva ili vie trasformatora spojeni da rade paralelno kada prikljueni potroai trae vei omjer
sange nego to je snaga jednog transormatora. Da bi transformatore mogli spojiti u paralelan rad
moraju da ispunjavaju sledee uslove :
1. m1=m2 da imaju iste prenosne odnose.
2. da imaju iste dijagrame sprezanja.
3. da imaju iste relativne promjene napona.
4. dodatni uslov ne preporuuje se spajati u paralelni rad transformatora ako se njihove snage
odnose vie od 3:1.
Specijalni transformatori (jednonamotni ili auto trasformatori).
-Jednonamotni transformatori imaju samo jedan namotaj koji ima ulogu i primara i sekundara.
Na sledecoj slici prikazat e mo jednonamotni transformator.
-Radi kao i dvonamotni transformator na principu elektromagnetne indukcije to jeste na isti se
nain definie prenosni odnos.
-Dobre osobine ovog transformatora su:
1. uteda u bakru.
2. manji omski i induktivni padovi napona.
3. manji ulovi gubitci snage.
-Nedostatak im je dielektna el. veza izmeu primara i sekundara, zbog koje se ne primjenjuju
kao energetski jer bi se u sluaju npr. atmosferakih promjena na niskonaponskoj strani mogao
pojaviti povien napon. Koriste se kao regulacioni transformatori u labaratoriske svrhe kao i pri
pokretanju trofaznih asihronih motora.
.5.
Tronamotni transformatori.
-Ovi transformatori imaju tri namotaja razlicitog naponskih vrjednosti, visoko naponski, srednje
naponski i nisko naponski. Koriste se kao energetski transformatori pri emu zamjenju ju dva
dvonamotna transformatora pri emu mogu imati dva primara i jedan sekundar ili dva sekundara
i jedan primar. Takoe rade na principu elektromagnetne indukcije na isti nacin se vrsi ogled
prenosnog odnosa i ogled kradkog spoja pod istim uslovom se spajaju u paralelan rad to jeste na
isti nain se dijagram sprezanja ispisuje na nadpisnu ploicu.
Transformatori preobraajnici faza.
-To su specijalni transformatori koji slue za napajanje viefaznih potroaa. Na sledeoj slici
prestavljen je transformator preobraaja trofazne u estofaznu izmjeninu elektrinu energiju.
.6.
Asihrone maine.
-Model i konstrukcija.
-Asihrone maine u obrtne elektrine maine koje mogu da rade u generatorskom,
transformatorskom i koionom reimu rada. Najiru primjenu zbog dobrih pogonskih osobina
imaju u motorskom reimu rada. Glavni dijelovi asihronog motora su: stator, rotor i namotaji na
statoru i rotoru. Stator je nepokretni dio napravljen u obliku cilindra, sloen od dinamo limova,
po unutarnjem dijelu statora usjeeni su ljebovi u koje se postavljaju jednofazni a naee
trofazni namotaji. Jednofazni namotaj popunjava 2/3 od ukupnog broja ljebova. Preostalu 1/3
ljebova postavlja se namotaj pomone faze u ijem kolu je najee postavljen kondenzator sa
kojim je rijeen problem pokretanje jednofaznog asihronog motora. Trofazni namotaj popunjava
sve ljebove i ravnomjerno je rasporeen po cijelom obimu statora, poetci i krajevi trofaznog
namotaja na statoru izvede se na prikljunu ploicu koja se nalazi sa vanjske strane, na oklopu,
asihronog motora.jednostavnim prespajanjem pomou standardnih elemenata na prikljunoj
ploici ostvarujemo spoj u obliku zvijezda ili trokut. Izgled prikljune ploice dat je na sledeoj
slici.
trougao
zvijezda
-Rotor je obrti dio napravljen u obliku punog valjka takoe sloen od dinamo limova. Po
vanjskom dijelu rotora usjeeni su ljebovi u koje je postavljen namotaj rotora. U zavisnosti od
toga kako je izveden namotaj rotora razlikujemo dvije vrste trofaznih asihronih motora:
a.) asihroni motori sa namotanim rotorina i tri klizna prstena.
b.) asihroni motori sa kradkospojenim namotajem rotora takozvane kratkospojne ili kavezne
asihrone maine.
-Kod prve vrste asihronih motora u ljebove rotora postavlja se trofazni namotaj sa spojem u
obliku zvijezda. Zvjezdite se ostvaruje pomou jedng kliznog prstena smjetenog sa jedne
strane rotora dok se poetci namotaja spajaju svaki na svoj klizni prsten sa druge strane rotora.
A B C
z x y
Klizni prstenovi su mehaniki spojeni za osovinu i obru se istom brzinom u istom smijeru kao i
rotor. Po tri klizna prstena na koje smo doveli krajeve faznih namotaja rotora krue ahure na
koje smo spojili promjenjivi odpornik sa kojim se rjavamo problema pokretanja ovih motora .
.7.
-Kod druge vrste asihronih motora na ljebove rotora postavljaju se bakni limii veeg presjeka
koji su i sa jedne i a druge strane rotora kratko spojeni. Takav namotaj bez pomatranja
magnetnog polja ima oblik kaveza pa se ovi motori nazivaju kavezni motori.
Nain rada frofaznog asihronog motora.
-Da bi lake objasnili nain rada posmatrat e mo ematski trofazni asihroni motor koji na statoru
ima trofazni namotaj ravnomjerno rasporeenj po obimu, pri emu trofaznu izmjeninu struju
stvaraju na statoru obrtno magnetno polje sa jednim parom magnetnih polova, a na rotoru ima
samo jedan namotaj kao na slici.
-Prikljenjem motora na trofaznu mreu trofazne izmjenine struje obrtno magnetno polje koje
se obre sihronom brzinom
n=60f/P {ob/min}
-Magnetno polje presjeca provodnike rotora i u njima indukuje elektrinu silu koja je kao prva
elektrina veliina na roteru elektrinih motora. I pod njenim uticajem vavlja se induktivna
rotorska struja Ir.
-Struja rotora takoe stvara svoje magnetno polje, koje djeluje sa magnetnog polja statora u
obliku el. mag. Mehanikih sila. f= B*l*Ir
.8.
-Koje pokreu rotor u smijeru kretanja obrtnog magnetnog polja statora, ali manjom
oscilatornom brzinom (m). Razlika izmeu sihrone i asihrone brzine definie se kao apsolutno
klizanje. m=m-m {ob/min}
-Relativno klizanje s=n/n*100 {%}. Relativno klizanje s za motorski reim rada kree se od
{0,1}-asihroni motor, a za sihroni motor srednje snage nominalnog broja obrtaja ima vrijednost
sa=4%. Vidimo da se rotor asihronog motora uvijek obre u smjeru obrtnog magnetnog polja
statora ali manjom asihronom brzinom, pa se one zovu asihrone maine tj. asihroni motori rade
na principu klizanja. U generatorskom reimu rada rotor se obre u smjeru obrtnog magnetnog
polja statora ali veom od sihrone, pa je za taj reim rada klizanja manje od 0 to jeste negativno.
U koionom reimu rada rotor se obre u suprotnome smijeru od smijera obrtnog magnetnog
polja statorapa je za to klizanje vee od 1.
Uestalost u motoru i gubitci u magnetnom kolu stator
-Pokazuje se da je uestalost induktivna magnetna sila i struja u rotoru proporcionalna
relativnom klizanju i uestalisti na statoru. f=s*f {hz}
-Za asihroni motor srednje snage koji je prikljuen na trofaznu mreu frekfencije 50hz i koji pri
nominalnom obrtaju ima klizanje 0,04. Uestalost na rotoru, ima vrijednost f=0,04*50=2 {hz}
to jeste uestalost na statoru je manja od uestalosti na rotoru Pre=Ph+Pv. To znai da je
gubitak snage zbog histereze u magnetnom kolu rotora 25 puta manji kod istog gubitka snage u
magnetnome kolu statora. Dok je gubitak snage zbog vrtlonih struja 6-25 puta manji od tog
gubitka snage magnetnog kola statora to znai i da je ukupan gubitak snage u kolu magnetnog
polja rotora zanemarivo mali.
Regulacija broja obrtaja trogaznog AM.
-Rotor trofaznog asihronog motora uvijek se obre u smijeru obrtnog magnetnog polja statora ali
manjom asihronom brzinom koja se u zavisnosti od snage motora smanjuje u granicama od 2-8%
To znai da se promjenom vrijednosti sihrone brzine mijenja i broj obrtaja rotora. Iz izraza za
sihroni broj obrtaja n=60f/p vidimo da se broj obrtaja rotora moe mijenjati na sledee naine:
a.) promjenom frekfencije izmjeninog napona dovedenog motora. U tu svrhu se koristimo
pretvaraima u frekfenciju sa kojom se motoru sa stabilnim brojem pari polova moe
mjenjatibroj obrtaja na veu ili manju vrijednost od nominalne vrijednosti.
b.) promjenom broja pari polova u tu svrhu u ljebove statora postavlja ili jedan trofazni namotaj
sa odreenim brojem izvoda pri emu se njihovim prespojavanjem na prikljunoj ploici moe
dobiti razliit par polova i u zavisnosti od toga se pri takvoj frekfenciji mree od 50hz moe
dobiti i razliit broj obrtaja rotora.
.9.
c.) smanjenjem vrijednosti rotorske struje. Ovaj nain se koristi za dobijanje manjeg broja
obrtaja, a koristi se kod asihronih motora sa kliznim prstenovima tako to se u kolu rotora
ukljuenje magnetne vrijednosti otpora pri emu se ova manja vrijednost magnetne sile to jeste i
ukupnog obrtnog momenta. Odnosno i motor sa manjim broju obrtajem. Nedostatak ove
regulacije broja obrtaja je to ti odpori ostaju ukljueni u kolo rotora svo vrijeme rada motora sa
time brojem obrtaja. Pri emu motoradi sa poveanim gubitcima snage i sa manjim stepenom
iskoritavanja. Prednost ove relacije je to ne moe izvriti kontinuiranu regulaciju brojem
obrtaja u irim granicama.
Pokretanje trofaznih asihronih motora.
-Pokretanje je proces koji poinje u trenutku prikljuenja motora na trofaznu mreu i traje sve
dok motor ne dostigne nominalni broj obrtaja. U trenutku pokretanja motor se ponaa kao
transformator sa obrtnim magnetnim poljem, i uzima iz mreze velike vrijednosti struje
pokretanja koje su kod asihronih motora sa kliznim prstenom 3-5% vei od nominalnih, a kod
kaveznih 5-8 puta vei od nominalnih. Velike struje pokretanja mogu da otete motor a sa druge
strane svaki pogon sa asihronih motora stvara i udare u mreu. Znai problem pokretanja izvodi
se na smanjenje vrijednosti struje pokretanja vodei pri tome rauna da AM moe u fazi
pokretanja ostvariti potrebnu vrijednost polaznog obrtnog momenta. Smanjenje rotorske kao
sekundarne struje, a samim time i sekundarne odnosno struje koje motor uzima iz mree kao
primarne struje se kod AM sa kliznim prstenovima rijeava ukljuenjem u malu fazu rotora
preko etkica i kliznih prstenova odgovarajue unaprijed proraunate vrijednosti odpora kao na
slici.
-U trenutku pokretanja klizaa je u krajnjem donjem
poloaju kada je u svaku fazu rotora ukljuena sva vrijednos
odpora pokretaa. Rotor se pokrene i sa poveanjem broja
obrtaja rotora, smanjuje se sa pomjeranjem klizaa navie,
vrijednost odpora i kada rotor dostigne nominalani broj
obrtaja, kliza je u krajnjem gornjem poloaju, kada je
proces pokretanja zavren i motor nastavlja da radi ako AM
namotanim kratkospojenim rotorom. Problem pokretanja kaveznih asihronih mortora rijeava se
dovoenjem motoru sniene vrijednosti napona. U tu svrhu najee se koristi pokretanje
pomou preklopke ZVIJEZDA-TROUGAO. Preklapanje je najednostavnije prikazati na sledeoj
slici.
.10.
-U trenutku pokretanja preklopka je u poloaju 1 motor se
prikljuuje u mreu sa spojem statorskog namotaja u obinu
zvijezdu pri emu se svaki namotaj nalazi pod faznim naponom
koji je za manji od liniskog. Motor se pokree i kada dostigne i
nominalni broj namotaja preklopka se prebacuje u poloaj 2 kada
svaki fazni namotaj zbog spoj faznih namotaja u trougao nalazi
podpuni liniski napon. Prednost ovog pokretanja je 3 puta manja
vrijednost struje koju motor uzima iz mree, a nedostatak i 3 puta
manja vrijednost polaznog obrtnog momenta. Drugi nain
pokretanja je upotrebom regulacionog tr. sa kojega se moe
dovesti motoru po elji sniena vrijednost napona.
-Kod ovog pokretanja polazna struja je pomnoena sa kvadratom prenosnog odnosa
regulacionog transformatora a nedostatak je i smanjenje vrijednosti ostvarenog momenta sa
kvadratom prenosnog odnosa.
Moment AM.
-Obrtni moment motora zavisi od kvadratne vrijednosti napona dovedenog motora tj. M=k*U2.
Zavisnost momenta od relativnog klizanja daje se dijagramski u odreenoj razmjeri kao
dokumentacija motora i ima sledei oblik.
Mp-polazni momenat.
.11.
Promjena smijera vrtnje trofaznog AM.
-Rotor trofaznog AM-a uvijek se obre u smijeru obrtnog testnog polja na statoru. Obrtno
magnetno polje na statoru pri tome uvijek slijedi redoslijed faza u mrei obrnut redoslijed
prikljuenja faznih namotaja na trofaznoj mrei. To znai ako zamjenimo prikljuak bilo koja
dva namotaja na trofaznu mreu mjenja se i smijer vrtnje rotora kao na slici.
Stepen iskoritenja trofaznog AM.
-Da bi lake definisali stepen iskoritenja napravit e mo pregled stanja poevi od prikljuenja
motora na mreu kada motor uzima iz mree veliku vrijednost snage P. To je snaga sa kojom
raspolae motor. Jedan dio te snage ide na ulove gubitke snage u namotajima statora, a jedan
dio na gubitke snage u magnetnome kolu statora. Ostatak snage prenosi se putem obrtnog
magnetnog polja kroz vazduni prostor sa statora na rotor i predstavlja snagu obrtnog magnetnog
polja Pob. To je snaga sa kojom raspolae rotor. Jedan dio te sange ide na ulove gubitke snage u
namotajima rotora, a jedan dio na dodatne gubitke snage zbog trenja osovine u teitima Pa , a
ostatak predstavlja korisnu snagu koju proizvodi motor P. Iz ovog ematskog prikaza snaga da i
za asihroni motor vrijedi jednaina za snagu u kojoj je uvijek utroena snaga jednaka zbiru
korisne snage i suma svih gubitaka snage.
-Stepen iskoritenja po direktnoj metodi odreuje se kao koliina korisne i utroene nage ili po
indirektnoj metodi.
- direktna metoda
- indirektna metoda
.12.
Sihrone maine.
-model i konstrukcija
-Sihrone maine su elktroobrtne maine koje mogu da rade u generatorskom i motorskom reimu
rada. To su maine uglavnom velike snage najee koriste u generatorskom reimu za dobijanje
trofazne izmjenine elektrine energije. U motorskom reimu upotrebljavaju se za teke
elektromotorne pogone koji zahtjevaju stalan broj obrtaja. Dobili su ime sihrone maine jer se i
rotor i obrtno magnetno plje statora obru u istome smijeru i istom sihronom brzinom.
P-broj pari polova
-U zavisnosti od pogoske maine sa kojom se dovode rotoru mehanika energija u generatorskom reimu rada, razlikujemo:
1. Brzohodne ili turbo generatore. 2. Sporohodne ili hidro generatore. 3. Dizel generatore.
-Rotor turbo generatora je u obliku punog valjka prenika do 1m, sa 1 ili maksimalno 2 para
polova, a pogonska maina je parna ili gasna turbina. Brzina obrtaja je 3-hiljade odnosno
1500 ob/min. Rotor je zajedno sa generatorom smjeten u izolovanu horizontalnu ravan. Rotor
hisrogeneratora je sa jasno istaknutijim polovima gdje broj pari polova moe biti od 1 do 100 a
prenik od 1do 15 m. Pogonska maina sa kojim se postie,u zavisnosti o koliine i pada vode,
do 750 ob/min, je neka od vodenih turbina. Rotor je zajedno sa generatorom smjeten u
karakteristinu vertikalnu ravan. Kod dizel generatora je pogonska maina, neki od motora sa
unutarnjim sagorjevanjem upotrebljavaju se za napajanje specifinih potroaa. Sihrone maine
se sastoje od rotora, statora, namotaja i 2 klizna prstena. Stator je nepokretni dio u obliku
cilindra. Slae se od dinamo limova. U ljebove statora postavlja se jednofazni ili trofazni
namotaj. Jednofazni namotaj popunjava 2/3 ljebova a trofazni popunjava sve ljebove, pri
emu su fazni namotaji prostorno pomjereni za 1200. Krajevi faznih namotaja izvode se na
posebne izolatore i spajaju u spoj zvijezda. Rotor je obrtni dio, a moe biti u obliku punog valjka
ili sa jasno istaknutim polovima, i slae se od dinamo limova. Na rotor se postavlja pobudni
namotaj kroz koji se proputa i u generatorskom i u motornom reimu rada jednosmjerna struja
koju stvara nepokretno i u nepromjenjivo magnetno polje. Sa jedne strane rotora, mehaniki
spojeni na osovinu na kojoj se nalaze dva klizna prstena na kojoj je doveden poetak odnosno
kraj pobudnognamotaja. Po prstenovima klize etkice.
.13.
Nain rada trofaznog sihronog motora.
-Radi lakeg objanjenja rada napravitemo presjek kroz naprimjer jednopolni turbogenerator
koji na statoru ima trofazni namotaj sa jednim ljebom po polu i po fazi kao na slici.
-Dovoenjem rotoru mehanike energije dobija se obrtno magnetno polje mehanikim putem
koje presjeca provodnike faznih namotaja statora i u njima indukuje elektrine sile frekfencije
-Elektrine sile su promjenjive za 1/3 jer su i namotaji pojedinih faza pomjereni prostorno za
1/3. Pod njihovim utjecajem kada je generator optereen protiu izmjenine trofazne struje
koje stvaraju obrtno magnetno polje koje se obre u istom smijeru kao i rotor, i istom sihronom
brzinom. Vrijednost indukovanih elektrinih sila zavisi od broja navojnih dijelova svake faze od
broja navojnih dijelova svake faze a njihov oblik treba da bude to blii harmoniskom. Zbog toga
se po obimu statora usjeca to vei broj ljebova ime se sa druge strane smanjuje uticaj viih
harminija a konstrukcijom rotora nastoji postii i to priblini harmoniski oblik magnetnog polja
po obimu rotora.
.14.