Skip to content
Menu
CDhistory
CDhistory

Jak funguje točivé magnetické pole ve střídavých strojích

Posted on 27 dubna, 2021 by admin

Točivé magnetické pole

Základním principem činnosti střídavých strojů je vytváření točivého magnetického pole, které způsobuje otáčení rotoru rychlostí závislou na rychlosti otáčení magnetického pole.

Točivé magnetické pole ve střídavých strojích
Točivé magnetické pole ve střídavých strojích

Nyní si vysvětlíme, jak lze pomocí střídavých proudů vytvořit točivé magnetické pole ve statoru a vzduchové mezeře střídavého stroje.

Dvoupólový třífázový stator
Obrázek 1 – Dvoupólový třífázový stator

Uvažujme stator zobrazený na obrázku 1, který nese vinutí a-a′, b-b′ a c-c′. Cívky jsou od sebe geometricky vzdáleny 120◦ a na cívky je přivedeno třífázové napětí. Proudy generované třífázovým zdrojem jsou rovněž vzdáleny 120◦, jak je znázorněno na obrázku 2 níže.

Třífázové proudy ve statorovém vinutí
Obrázek 2 – Třífázovéproudy statorového vinutí

Fázová napětí vztažená k nulové svorce by pak byla dána výrazy //

Fázová napětí vztažená k nulové svorce

Fázová napětí vztažená k nulové svorce

kde ωe je frekvence střídavého zdroje, nebo síťová frekvence. Cívky v každém vinutí jsou uspořádány tak, aby rozložení toku generovaného kterýmkoli vinutím bylo přibližně sinusové.

Takového rozložení toku lze dosáhnout vhodným uspořádáním skupin cívek pro každé vinutí na povrchu statoru. Protože jsou cívky od sebe vzdáleny 120◦, je rozložení toku, které vznikne součtem příspěvků tří vinutí, součtem toků připadajících na jednotlivá vinutí, jak je znázorněno na obr. 3.

Rozložení toku v třífázovém statorovém vinutí jako funkce úhlu natočení
Obrázek 3 – Rozložení toku v třífázovém statorovém vinutí jako funkce úhlu natočení

Tok v třífázovém stroji se otáčí v prostoru podle vektorového diagramu na obrázku 4 a tok má konstantní amplitudu. Stacionární pozorovatel na statoru stroje by viděl sinusově se měnící rozložení toku, jak je znázorněno na obrázku 3.

Rotující tok v třífázovém stroji
Obrázek 4 – Rotující tok v třífázovém stroji

Protože výsledný tok z obrázku 3 je generován proudy z obrázku 2, musí rychlost otáčení toku souviset s frekvencí sinusových fázových proudů. V případě statoru z obrázku 1 je počet magnetických pólů vyplývajících z konfigurace vinutí 2.

Je však také možné konfigurovat vinutí tak, aby mělo více pólů. Například na obrázku 5 je znázorněn zjednodušený pohled na stator se čtyřmi póly.

Čtyřpólový stator
Obrázek 5 – Čtyřpólový stator

Obecně, rychlost točivého magnetického pole je určena frekvencí budicího proudu f a počtem pólů přítomných ve statoru p podle

Rychlost točivého magnetického pole

Rychlost točivého magnetického pole

kde ns (nebo ωs) se obvykle nazývá synchronní rychlost.

Nyní je struktura vinutí v předchozím pojednání stejná, ať už je střídavý stroj motor nebo generátor. Rozdíl mezi nimi závisí na směru toku výkonu. V generátoru je elektromagnetický moment reakčním momentem, který působí proti otáčení stroje; je to moment, proti kterému vykonává práci primární motor.

V motoru naproti tomu otáčivé (pohybové) napětí generované v kotvě působí proti přiloženému napětí. Toto napětí je protisměrné (nebo zpětné) emf. Dosud uvedený popis točivého magnetického pole tedy platí jak pro činnost motoru, tak pro činnost generátoru ve střídavém stroji.

Jak bylo popsáno výše, magnetické pole statoru se ve střídavém stroji otáčí, a proto rotor nemůže statorové pole „dohnat“ a neustále ho stíhá.

Rychlost otáčení rotoru bude proto záviset na počtu magnetických pólů přítomných ve statoru a v rotoru.

Velikost točivého momentu vytvářeného ve stroji je funkcí úhlu γ mezi magnetickými poli statoru a rotoru. Přesné výrazy pro tento točivý moment závisí na způsobu generování magnetických polí a budou uvedeny zvlášť pro oba případy synchronních a indukčních strojů.

Všem točivým strojům je společné to, že počet pólů statoru a rotoru musí být stejný, má-li být generován nějaký točivý moment. Dále musí být počet pólů sudý, protože pro každý severní pól musí existovat odpovídající jižní pól.

Jednou z důležitých požadovaných vlastností elektrického stroje je schopnost generovat konstantní elektromagnetický točivý moment.

Pomocí stroje s konstantním točivým momentem se lze vyhnout pulzacím točivého momentu, které by mohly vést k nežádoucím mechanickým vibracím samotného motoru a dalších mechanických součástí připojených k motoru (např. mechanických zátěží, jako jsou vřetena nebo řemenové pohony). Konstantního točivého momentu nemusí být vždy dosaženo, i když bude ukázáno, že je možné tohoto cíle dosáhnout, pokud jsou budicí proudy vícefázové.

Všeobecným pravidlem v tomto ohledu je, že je žádoucí, pokud je to možné, vytvářet konstantní tok na pól.

Zajímavé video točivého magnetického pole

.

Napsat komentář Zrušit odpověď na komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Nejnovější příspěvky

  • Acela je zpět:
  • OMIM záznam – # 608363 – CHROMOSOM 22q11.2 DUPLICATION SYNDROME
  • Rodiče Kate Albrechtové – více o jejím otci Chrisu Albrechtovi a matce Annie Albrechtové
  • Temple Fork Outfitters
  • Burr (román)

Archivy

  • Únor 2022
  • Leden 2022
  • Prosinec 2021
  • Listopad 2021
  • Říjen 2021
  • Září 2021
  • Srpen 2021
  • Červenec 2021
  • Červen 2021
  • Květen 2021
  • Duben 2021
  • DeutschDeutsch
  • NederlandsNederlands
  • SvenskaSvenska
  • DanskDansk
  • EspañolEspañol
  • FrançaisFrançais
  • PortuguêsPortuguês
  • ItalianoItaliano
  • RomânăRomână
  • PolskiPolski
  • ČeštinaČeština
  • MagyarMagyar
  • SuomiSuomi
  • 日本語日本語
©2022 CDhistory | Powered by WordPress & Superb Themes