Podział maszyn elektrycznych

SPOTKANIE 1 3.12. 07.
Temat: Ogólne wiadomości o maszynach elektrycznych
 Rodzaje maszyn elektrycznych
 Zasada odwracalności pracy maszyn el.
 Straty, moc, sprawność, nagrzewanie maszyn el.
 Rodzaje pracy maszyn elektrycznych
 Rodzaje ochrony maszyn elektrycznych
 Wielkości charakteryzujące pracę maszyn el.
 Zasady bezpiecznej pracy podczas eksploatacji maszyn el.
Podział maszyn elektrycznych
UWAGA ! Do działania każdej maszyny jest niezbędne istnienie pola magnetycznego i przewodnika.
1. Zjawiska występujące w maszynach elektrycznych.
a) zjawisko indukcji elektromagnetycznej
b) zjawisko powstawania siły elektodynamicznej ( momentu obrotowego)
c) zjawisko cieplne ( prawo Joule’a –Lenza)
Ad a) Zjawisko indukcji elektromagnetycznej ( powstawania napięcia)
Napięcie powstaje w następujących przypadkach:
1) gdy przewodnik przemieszcza się w polu stałym polu magnetycznym i odwrotnie

Wartość napięcia wylicza się ze wzoru:
e= Blvsin
e = Blv
 - kąt zawarty między kierunkiem przemieszczania przewodnika a kierunkiem pola magnetycznego
2) gdy przewodnik umieścimy w zmiennym polu magnetycznym ( np. transformatory)
Mogą tu wystąpić dwa zjawiska:
-
indukcji wzajemnej
indukcji własnej
Zmienne pole magnetyczne ( patrz powyższe rysunki) uzyskujemy okresowo włączając i wyłączając
odłącznik ( w ten sposób przerywamy prąd – zmieniamy jego wartość)
Zjawisko to opisuje prawo
Faradaya:
e= z*/t
Ad b) zjawisko powstawania siły elektrodynamicznej
Siła elektrodynamiczna (magnetyczna) - siła, która działa na przewodnik elektryczny, przez który
płynie prąd elektryczny, umieszczony w polu magnetycznym.
Na umieszczony prostopadle w polu magnetycznym przewodnik o długości l, przez który płynie prąd
o natężeniu I, działa siła magnetyczna (elektrodynamiczna) F, której wartość określa wzór:

Kąt alfa jest to kąt między kierunkiem przepływu prądu a kierunkiem linii pola.
Współczynnik B chrakteryzuje pole magnetyczne i nazywa się indukcją magnetyczną. Jednostką
indukcji magnetycznej jest tesla (T). Kierunek i zwrot wektora siły magnetycznej
(elektrodynamicznej) określa reguła lewej dłoni.
Ad c) zjawisko cieplne ( prawo Joule’a –Lenza)
Tam, gdzie płynie prąd wydziela się ciepło, którego wartość wyraża wzór:
Q=R*I2*t
2. Rodzaje pracy maszyn elektrycznych na przykładzie silników.
Podział ten jest związany z temperaturą nagrzewania się maszyn a ta zależy od rodzaju
( klasy) izolacji.
Praca ciągła - S1
Praca z obciążeniem stałym, trwającym tak długo aż zostanie osiągnięty stan równowagi cieplnej.
Praca dorywcza - S2
Praca z obciążeniem stałym, trwającym przez określony czas, krótszy niż czas potrzebny do
osiągnięcia równowagi cieplnej, i następującym po tym czasie postojem, trwającym tak długo aż
ustalona temperatury nie będzie się różnić o więcej niż 2oC od temperatury czynnika chłodzącego.
Praca okresowa przerywana - S3
Szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas pracy przy obciążeniu stałym i
czas postoju. Przy tym rodzaju pracy okres jest taki, że prąd rozruchowy nie wpływa w sposób
znaczący na nagrzewanie się maszyny.
Praca okresowa przerywana z rozruchem - S4
Szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje znaczący (ze względów cieplnych)
czas rozruchu, czas pracy przy obciążeniu stałym i czas postoju.
Praca okresowa przerywana z hamowaniem elektrycznym - S5
Szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas rozruchu, czas pracy przy
obciążeniu stałym, czas szybkiego hamowania elektrycznego oraz czas postoju.
Praca okresowa długotrwała z przerwami jałowymi - S6
Szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas pracy przy obciążeniu stałym i
czas pracy przy biegu jałowym. W tym rodzaju pracy nie występuje czas postoju.
Praca okresowa długotrwała z hamowaniem elektrycznym - S7
Szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas rozruchu, czas pracy przy
obciążeniu stałym oraz czas hamowania elektrycznego. W tym rodzaju pracy nie występuje czas
postoju.
Praca okresowa długotrwała ze zmianami prędkości obrotowej - S8
Szereg identycznych okresów pracy, z których każdy obejmuje czas pracy przy obciążeniu stałym
odpowiadającym określonej uprzednio prędkości obrotowej i z jednego lub kilku czasów pracy przy
innych obciążeniach odpowiadających innym prędkościom obrotowym (osiąganym np. przez zmianę
liczby biegunów w przypadku silników indukcyjnych). W tym rodzaju pracy nie występuje czas
postoju.
Praca z nieokresowymi zmianami obciążenia i prędkości obrotowej - S9
Praca, przy której na ogół obciążenie i prędkość obrotowa zmieniają się nieokresowo w
dopuszczalnym zakresie. Praca ta obejmuje często przeciążenia, które mogą przekraczać znacznie
pełne obciążenie.
Na podstawie PN-88/E-06701.
Przykładowe zadanie