ΑΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΜΕ ΔΑΚΤΥΛΙΟΦΟΡΟ ΡΟΤΟΡΑ. Σύστημα ανύψωσης ψηκτρών. Ρότορας κινητήρα με δακτυλίδια

Transcript

1 01 ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΜΕ ΔΑΚΤΥΛΙΟΦΟΡΟ ΡΟΤΟΡΑ Σύστημα ανύψωσης ψηκτρών Ρότορας κινητήρα με δακτυλίδια

2 0 ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΜΕ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΕΝΟ ΡΟΤΟΡΑ (ΡΟΤΟΡΑ ΣΚΙΟΥΡΟΚΛΩΒΟΥ) Ρότορας βραχυκυκλωμένου κλωβού Δακτύλιος βραχυκύκλωσης Τύλιγμα κλωβού Ράβδοι χαλκού ή ορείχαλκου

3 03 ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΡΟΤΟΡΑ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΕΝΟΥ ΚΛΩΒΟΥ Έλασμα πυρήνα ρότορα διπλού κλωβού Διαμόρφωση κλοβών Κλειστό αυλάκι (οβάλ) Βαθύ αυλάκι Διπλού κλωβού, συγκολλητός Διπλού κλωβού, χυτός

4 04 ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΥΛΙΓΜΑΤΩΝ ΣΤΑΤΗ ΤΡΙΦΑΣΙΚΗΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ

5 05 ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Περιστρεφόμενα Πεδία ρότορα, στάτη Ταχύτητα περιστροφής Β s n s = 10f p (rpm) Ολίσθηση δρομέα s = ns n n s

6 06 Ταχύτητα περιστροφής Πεδίου ρότορα σε σχέση με το ρότορα p sn s 10 = sf = f r Ταχύτητα περιστροφής Πεδίου ρότορα σε σχέση με το πεδίο του στάτη n+sn s = n s B R σε συγχρονισμό με B s Ροπή σταθερή

7 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 07 α. n s = 10f p = 1800rpm β. s = ns n n γ. f r = sf = 3Hz s n = 1710rpm δ. τ = P out /ω m = 41.7Nm

8 08 ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ R 1 R NE 1 = (R /s +jx ) I = R 1 R 1 s s R 1 s (R + R +jx ) I s R 1 + R 1 s s R R = R /N X = X 1 + X / N V/I = (R 1 + R ) + jx + 1 s R s

9 09 ΙΣΧΥΣ & ΡΟΠΗ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ Ανά φάση απορροφόμενη ισχύς 1 s P= III ' R s ' ' V (1 s)r sr = = (1 s) V ' ' ' [R1 + R + (1 s)r /s] + X (sr1 + R ) + s X Ολική αναπτυσσόμενη ροπή Τ= 3P ω m ω m = (/p) (1-s)ω ' 3p V sr Τ= ' ω (sr + R ) + s X 1 Mέγιστη ροπή T s = 0 s = R R 1 ' + X Τ max = ( ) 4ω R + R + X 1 3p V 1

10 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΡΟΠΗΣ - ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ 10 Πέδη 100 Κινητήρας Ονομαστική Ροπή τ fl s>1 0 s<1 s<0 Γεννήτρια

11 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 6-πολικός, 380V (πολική τάση), 50Hz, επαγωγικός κινητήρας έχει ονομαστική Ροπή 350Νm. Ηλεκτρικές μετρήσεις δίνουν R 1 =0.6Ω, R =0.14Ω, Χ=0.4Ω α. Να υπολογιστούν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του κινητήρα (n s, n FL,P FL, Τ 0, Τ max, P max, n max ) 11 n s = Τ FL 10f p 3p V ω R s ' = 1000rpm s=0.035 n+sn s = n s n FL = 965rpm P FL = T FL ω m = 35.37kW ' 3p V sr Τ= ' ω (sr + R ) + s X 1 s=1 Τ max = ( ) 4ω R + R + X 1 1 3p V ' R s = = 0.9 R + X n+sn s = n s n = 710rpm P max = T max ω m = 69.7kW Τ 0 =606Nm 1 = 937Nm

12 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ (συνέχεια) 1 β. Να βρεθούν το ΙIΙ καιοσυντελεστήςισχύοςότανηροπήείναι: a. T 0, b. T max, c. T FL Z = (R 1 + R ) + I=V/Z 1 s R s tanθ = Χ / (R 1 + R /s) + jx = R 1 + R /s +jx a. s=1 Z= j0.4=0.4+j0.4 = 0.4e j45 Ω IIΙ =0/0.4=550Α cosθ=0.7 b. s=0.9 Z= /0.9+j0.4=0.74+j0.4 = 0.84e j8.4 Ω IIΙ =0/0.84=6Α cosθ=0.88 c. s=0.035 Z= /0.035+j0.4=4.6+j0.4 = 4.7e j5.3 Ω IIΙ =0/4.7=51.4Α cosθ=0.99

13 13 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Επαγωγικοί κινητήρες με δακτύλιους στο ρότορα Ρύθμιση στροφών (ολίσθησης) με προσθήκη ανά φάση εξωτερικής αντίστασης στην R s = R ' R + R 1 ext + X

14 14 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Επαγωγικοί κινητήρες με ρότορα διπλού κλωβού ή βαθέων αυλάκων

15 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Κατηγορίες επαγωγικών κινητήρων με βάση την τυποποίηση ΝΕΜΑ 15 Ροπή (% ροπής πλήρους φορτίου) Tαχύτητα (%n s ) Κατηγορία Α. Κανονική ροπή εκκίνησης, κανονικό ρεύμα εκκίνησης. Κινητήρες με ρότορα απλού κλωβού. Κατηγορία Β. Κανονική ροπή εκκίνησης, χαμηλό ρεύμα εκκίνησης. Κινητήρες με ρότορα διπλού κλωβού. Κατηγορία C. Υψηλή ροπή εκκίνησης, χαμηλό ρεύμα εκκίνησης. Κινητήρες με ρότορα διπλού κλωβού. Κατηγορία D. Υψηλή ροπή εκκίνησης, υψηλή τιμή ολίσθησης. Κινητήρες με ρότορα διπλού κλωβού με μεγάλη ανίσταση τυλιγμάτων ρότορα.

16 16 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΑΣΤΕΡΑ-ΤΡΙΓΩΝΟΥ Σύνδεση τυλιγμάτων στάτη σε αστέρα IV ph I= V l II Y I = II ph I= 3 T Y IV ph I = V l 3 V ph Σύνδεση τυλιγμάτων στάτη σε τρίγωνο Z = V l 3 Z II Δ I =3 II Y I T Δ = 3 Τ Υ V ph V V ph = V II Δ I = 3 I l l ph = 3 = 3 Z Z T Δ IV l I

17 17 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΑΣΤΕΡΑ-ΤΡΙΓΩΝΟΥ Χαρακτηριστικές ρεύματος-ροπής. Μεταγωγή στις ονομαστικές στροφές II Δ I II Y I IΤ Δ I IΤ Y I Ταχύτητα (%n s )

18 MΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ 18

19 19 ΡΟΠΗ ΕΚΚΙΝΗΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ Ανάλυσημαγνητικούπεδίουστάτησε δύο στρφόμενα μαγνητικά πεδία Καμπύλη ροπής ταχύτητας

20 0 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ Εκκίνηση με βοηθητικό τύλιγμα Διαφορά φάσης ρευμάτων βοηθητικού και κύριου τυλίγματος Καμπύλη ροπής ταχύτητας

21 1 ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ Εκκίνηση με πυκνωτή Καμπύλη ροπής ταχύτητας

22 ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Διαθέσιμες τεχνικές μεταβολής ταχύτητας σε κινητηρες βραχυκυκλωμένου κλωβού: 1. Μεταβολή συχνότητας στο στάτη. Μεταβολή αριθμού των πόλων 3. Μεταβολή τροφοδοσίας

23 3 ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ

24 4 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ n m, I, Σ.Ι., P in, P AG, P conv, τ ind, P out, τ load, n n s = 10f/ρ = 100rpm n m = (1-s)n s = 1140rpm =5.4+j30.7Ω =1.51+j1.56Ω P in = V I cosθ = 35W P AG = I 0.5(R F -R B ) = 59.4W P conv =(1-s)P AG = 46W Τ ind = P AG /ω s =.06Nm P out = P conv -P c -P m P s =195W I Σ.Ι. =cos(-50.6)=0.635 = 4.66e -j50.6 Τ load = P out /ω m =1.63Nm n=p out /P in =60%

25 5 EΡΜΗΝΕΙΑ ΠΙΝΑΚΙΔΑΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΝΕΜΑ Design Category: A, B, C, D (A, B, C s<5%, D s>5%) Phase: Number of phases (3 or 1) Hz: Input electrical frequency Code: locked rotor K.V.A code letter (Code letter G: K.V.A/HP = ) (10HP 63K.V.A) Horsepower: Rated power at motor axis RPM: Motor rated speed Time Hrs: Period of operation at rated load without overheating Service Factor: Overload factor ( x rated horsepower) Insulation Class: Insulation temperature class (A 105 o C, B 130 o C, C 0 o C, E 10 o C, F 155 o C, H 180 o C)

26 EΡΜΗΝΕΙΑ ΠΙΝΑΚΙΔΑΣ ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ Frame: Motor dimensional characteristics according to NEMA Max Amb.: Max ambient temperature Volts: Motor input line Voltage (30/460: Input for low/high voltage connection ) Amperes: Motor rated current per phase (5/1.5: rated current for low/high voltage connection) Serial: production S/N Model: Manufacturer Model Motor Style: Manufacturer style code Drive or Lower bearing: Drive bearing PN Opposite Drive or Upper bearing: Upper bearing PN Sound pressure: maximum produced noise (dba) 6

27 ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΥΛΙΓΜΑΤΩΝ ΣΕ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΕ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΜΕ ΥΨΗΛΗ ΚΑΙ ΧΑΜΗΛΗ ΤΑΣΗ 7 Συνδεσμολογία για Υψηλή Τάση Εισόδου Συνδεσμολογία για Χαμηλή Τάση Εισόδου