1 ΑΠΛΟ ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΕΝΤΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ e ind = 2Bul κάτω από τους πόλους 0 έξω από την επιφάνεια των πόλων
2 ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΗΧΑΝΗΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Λειτουργία Γεννήτριας Κυμματομορφή τάσης εξόδου Συλλέκτης
3 ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΗΧΑΝΗΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Λειτουργία Κινητήρα ΕπαγόμενηΡοπήστοπλαίσιο Συλλέκτης
4 ΜΗΧΑΝΗ ΜΕ ΠΟΛΛΟΥΣ ΤΟΜΕΙΣ Επαγόμενη ΗΕΔ Β α Β f σε κάθε θέση και για κάθε μηχανική ταχύτητα ρότορα
5 ΕΠΑΓΟΜΕΝΗ ΤΑΣΗ Μαγνητική ροή ανά πόλο Φ = Β f A p Ap = 2πrl/p Φ = B f 2πrl/p Ε = Ν α Β f ul Ε = Ν α ρφ 2π ω m = k α Φω m u = ω m r Ε = Ν α Β f lrω m = 30 π kα ΦI α Ν α : Aριθμός αγωγών που είναι συνδεδεμένοι σε σειρά μεταξύ των ψηκτρών ΕΠΑΓΟΜΕΝΗ ΡΟΠΗ T = P E I = ωmα ω m = k α ΦI α
ΚΑΜΠΥΛΗ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ 6 Ε = k α Φω m Ν f I f ΦR Ε = k f I f ω m k f = k α Ν f /R = N α Ν f p/2πr
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΥΛΙΓΜΑΤΟΣ ΡΟΤΟΡΑ ΜΕ ΒΡΟΓΧΟΤΥΛΙΓΜΑΤΑ 7 Συστάδα προοδευτικού τυλίγματος Συστάδα οπισθοδρομικού τυλίγματος Διαμόρφωση τυλίγματος ρότορα με βρογχοτύλιγμα αριθμός συστάδων = αριθμός τομέων συλλέκτη αριθμός παράλληλων κλάδων ρευμάτων μηχανής = αριθμός πόλων
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 8 1. Αντίδραση Τυμπάνου (α) Μηχανή χωρίς φορτίο (β) Διανομή μαγνητικής ροής (γ) Πεδίο οπλισμού μετά τη σύνδεση φορτίου (δ) Αλληλεπίδραση πεδίων (ε) Μετατόπιση ουδέτερης ζώνης
9 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΜΠΥΛΗ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ
10 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 2. Υπερτάσεις L(di/dt) N:800rpm 50 τομείς
11 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ 1. Μετακίνηση ψυκτρών
12 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ 2. Βοηθητικοί Πόλοι Πολικότητα βοηθητικών πόλων: Περίπτωση γεννήτριας: Ίδια με αυτήν του επόμενου κύριου πόλου Περίπτωση κινητήρα: Ίδια με αυτήν του προηγούμενου κύριου πόλου
13 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΥΛΙΓΜΑΤΩΝ ΤΥΜΠΑΝΟΥ ΚΑΙ ΠΕΔΙΟΥ
14 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΞΕΝΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ Παράσταση γεννήτριας ξένης διέγερσης Ισοδύναμο κύκλωμα V f Καμπύλη φορτίου V V fl V fl = E-R α I fl V nl = E 0 I fl I P in = P m + P f
15 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ Παράσταση γεννήτριας παράλληλης διέγερσης Ισοδύναμο κύκλωμα Αυτοδίεγερση κατά την εκκίνηση Καμπύλη φορτίου V V fl 0 I fl I
16 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΜΕ ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΣΕ ΣΕΙΡΑ Παράσταση γεννήτριας με διέγερση σειράς Ισοδύναμο κύκλωμα Καμπύλη φορτίου V V fl 0 I fl I
17 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΗ ΑΘΡΟΙΣΤΙΚΗ ΔΙΕΓΕΡΣΗ Μεταπαράλληλη σύνδεση Ισοδύναμο κύκλωμα Προπαράλληλη σύνδεση Ισοδύναμο κύκλωμα V V fl Καμπύλη φορτίου Υπερδιέγερση Σταθερή Τάση Υποδιέγερση Παράλληλη Διέγερση 0 I fl I
18 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΔΙΕΓΕΡΣΗ Μεταπαράλληλη σύνδεση Ισοδύναμο κύκλωμα Προπαράλληλη σύνδεση Ισοδύναμο κύκλωμα V Καμπύλη φορτίου V fl Παράλληλη Διέγερση 0 I fl Διαφορική Διέγερση I -
19 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1 διαγράμματος.) Φ = Ε/k α ω m ω m = 2π*1200*60 k α = Ν α ρ/2π = 60*4/2π k α ω m = 4800 Φ = 0.058Wb ανά πόλο E= V fl +R α I fl I fl = 20kW/250V = 80A Διάγραμμα E= 278V Ν f I f =1300 A-t/πόλο Ν f = 650 R f =250/2 =125Ω Απώλειες χαλκού: R α I α2 + R f Ι f2 = 2240+500=2.74kW n=20kw/22.74kw=0.88
20 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 Υποθέτοντας ότι η γεννήτρια του προηγούμενου παραδείγματος έχει διέγερση σειράςμε τα μαγνητικά χαρακτηριστικά του διαγράμματος και κ α ω m =4800, R A = 0.35Ω, R S =0.45Ω, βρειτε το N f ώστε V=220V όταν Ι=25Α. 2) Υπολογείστε τα Ε και V όταν το φορτίο γίνει 50Α. Ε = (R A + R S )I f + V = (0.35+0.45)25+220=240V Φ = Ε/k α ω m =2400/4800=0.05Wb Διάγραμμα Ν f I f =1000 A-t/πόλο Ν f = 40/pole Ν f I f =50*40 = 2000 A-t Διάγραμμα Φ = 0.068Wb Ε = Φk α ω m =4800*0.068=326V V= E-(R A + R S )I f =326- (0.35+0.45)50=286V
21 KΙΝΗΤΗΡΑΣ ΞΕΝΗΣ H ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ Κινητήρας ξένης διέγερσης I α Κινητήρας παράλληλης διέγερσης I α I L R α Ε = k α Φω m R α Ε = k α Φω m V f R f I f = V f / R f I f = V/R f I L = I α + I f V = R α I α + k α Φω m ω m = (V - R α I α ) / k α Φ n T = k α ΦI α 30 V R a = T π kaφ ( k aφ) n 2 = n NL -bt (rpm) n fl n NL = 30V / π k α Φ (rpm) 0 T fl T
22 KΙΝΗΤΗΡΑΣ ME ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΣΕΙΡΑΣ (H UNIVERSAL) R α I α I f I L f I = I f = I α R f Ε = k α Φω m R = R f + R α n n fl V = RI + E V = RI + k f Iω m ω m = (V RI) / k f I 0 T fl T Ε = k f Iω m T= k α ΦI α k f = k α Ν f /R n = 30 π V k 1 T T= (k f /N f )ΦRI α ΦR=N f I f T= k f I 2 R f k f (rpm) Λειτουργία με ρεύμα ΑC 2 T(t) = k f ( 2 I cosω t)
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3 Υποθέστε ότι η μηχανή του παραδείγματος 1 λειτουργεί σαν κινητήρας με παράλληλη διέγερση στα 250V. Βρήτε την ταχύτητα N NL την ταχύτητα Ν fl και τη ροπή Τ fl, την πτώση ταχύτητας και το ρεύμα I α για λειτουργία κινητήρα με στροφές n=0. Ν f I f =1300 A-t/πόλο Διάγραμμα Φ = 0.058Wb 23 30 V R a = T π kaφ ( k aφ) n 2 n = 1078-0.681T n NL = 1078 rpm T o = 1583Nm P = ω FL T FL = 20kW 2π(n FL /60) T FL = 20kW ω FL = 2πn FL n FL = 1078-0.681T FL SR = (1078-941)/941 = 15% T FL = 203Nm n FL =941rpm n = 0 E=0 I α = 250/0.35 = 714A