Struktura

Chod při zatížení

Trojfázový indukční motor - chod při zatížení

Tato lekce se zabývá chodem indukčního motoru při zatížení.

Princip činnosti chodu motoru při zatížení

Připojíme-li statorové vinutí k trojfázové síti a hřídel motoru je mechanicky zatížen pracovním strojem, jemuž odevzdává mechanický výkon formou hnacího momentu, jde o chod při zatížení.

  • Rotor se začne zpožďovat za točivým magnetickým polem, aby se v jeho vinutí mohlo indukovat napětí, potřebné k protlačení rotorového proudu I2 vinutí rotoru.
  • Čím větším momentem rotor zatěžujeme, tím více se zpožďuje za točivým magnetickým polem.
  • Otáčky rotoru klesají a skluz se zvětšuje.

Náhradní schéma

                   P1                           ΔPj1                                        ΔPj2                               P

obrazek

Obr. 1: Náhradní schéma indukčního motoru při zatížení [1]

Výpočet

Rotorový proud I2 a napětí Ui2 indukované v rotoru mají frekvenci, která je dána rozdílem otáček točivého magnetického pole a otáček rotoru. Napětí indukované v rotoru je dáno vztahem

Při normálním provozu motoru je frekvence rotorového proudu velmi malá: při skluzu 6% činí 0,06 ∙ 50 = 3 Hz.

Indukované napětí se bude měnit podle zátěže tak, že čím větší napětí, tím větší skluz. Pro n = 0 a s = 1 je Ui2 = Ui20 (je nejvyšší a působí jako transformátor). Pro s = 0 a ns = n je Ui2 = 0.

U indukčního motoru je třeba respektovat rozptyl magnetického toku. Část magnetického toku Φ1 se uzavírá kolem statorového vinutí a část magnetického toku Φ2 kolem rotorového vinutí. Rozptylové toky se zvětšují s rostoucím zatížením, neboť jsou vybuzeny proudy I1 a I2, které se zatížením také mění. Je tedy skutečný magnetický tok Φ ve vzduchové mezeře při každém zatížení jiný a při každém zatížení se indukuje ve vinutí jiné napětí. Proto se snažíme, aby vzduchová mezera byla co nejmenší a tím i ztráty magnetického toku.

Rozptylová reaktance statorového vinutí je stálá a je dána stálostí síťové frekvence f1:

X = 2π f1 L1.

Rozptylová reaktance rotorového vinutí je proměnlivá, neboť závisí na proměnlivém kmitočtu f2:

X2σs = 2π f2 L2 = 2π s f1 L2 = s X ,

kde X = 2π f1 L2.

Diagram ztrát

V diagramu ztrát značí P1 příkon motoru, P výkon motoru, ∆Pj1 (Jouleovy) ztráty ve statoru (ve vinutí statoru), ∆PFe ztráty v železe, ∆Pj2 (Jouleovy) ztráty v rotoru (ve vinutí rotoru), Pδ výkon přes vzduchovou mezeru a Pmech mechanickou ztrátu.

obrazek

Obr. 2: Diagram ztrát motoru [2]

Fázorový diagram

obrazek

Obr. 3: Fázorový diagram při zatížení [2]

 

Zdroje

Obrázky

[1] SOKOL, Zdeněk. www.spse.dobruska.cz [online]. [cit. 2014-7-21]. Dostupný na www: http://www.spse.dobruska.cz/download/sokol/

[2] Archiv autora.

Opakování

Co je to chod motoru při zatížení?

Jaký je skluz motoru?

Nakresli náhradní schéma indukčního motoru při zatížení.

Popiš jednotlivé položky v náhradním schématu.

Výkonová bilance chodu motoru při zatížení.

Fázorový diagram motoru při zatížení.

Na kterých veličinách závisí velikost indukovaného napětí ve vinutí rotoru při zatížení?

Proč se frekvence rotorového proudu f2 liší od frekvence f1 proudu statoru při zatížení?

Jaký má vliv změna skluzu na reaktanci rotorového vinutí?

 

Logolink