1. előadás Összeállította: Dr. Hodossy László
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Szerkezet, működés Legfontosabb jellemzői: Legegyszerűbb szerkezetű forgó Egy- és háromfázisú változat is létezik, 1 kw felett általában háromfázisú Legelterjedtebb, üzembiztos Motorként és generátorként is használható Hátránya: folyamatos fordulatszám csak külön költséges berendezéssel biztosítható Két fő szerkezeti egység: állórész és forgórész Szerkezeti felépítés Állórész: lemezelt (örvényáramok csökkentése miatt) háromfázisú tekercs, térben 1 -os eltolással Forgórész: lemezelt és hengeres lehet tekercselt (csúszógyűrűs) vagy rövidrezárt (kalickás)
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Szerkezet, működés Tekercselt 3
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Szerkezet, működés Kalickás 4
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Szerkezet, működés Háromfázisú aszinkron működése: Lehet vagy generátor Motoros működés: Állórész háromfázisú tekercselése: szinuszos háromfázisú feszültségre kapcsolva forgó mágneses tér f 1 : frekvencia n = p: póluspárok száma f 1 1 p s forgó mágneses tér a forgórészben feszültség indukákódik áram áram és a mágnestér kölcsönhatása nyomatékot létesít aszinkron forgás 5
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Forgó mágneses tér 6
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Forgó mágneses tér t = t 1 + 6 t 3 = t + 6 7
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Szlip A forgórésze fordulatszáma < szinkron fordulatszám A forgórésznek a forgómezőhöz képesti relatív lemaradását, csúszását szlipnek nevezzük: s n n n = = 1 n n A fordulatszám: n = ( 1 s) n 8
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Teljesítmény viszonyok fel : hálózatból felvett teljesítmény v : állórész vasvesztesége : légrésteljesítmény l 9
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Teljesítmény viszonyok 1 t1 mech mech n = mech = 3 U I cosϕ = 3 I n l 1 1 R sn ω = ω sω 1 1 = t = M ω = Mω smω = 1 l l t ( = M v s l = 3 I ) ω R mech t h = = ( = s h η = mech fel l s ) = (1 s) l l súrlódás 1
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Aszinkron nyomatéka I l t = = M l ω = U R + mech X = M ω M (1 s) ω = Msω = 3 I U X = su = ωl ω = sω R U : a forgórész kapcsain mérhető feszültség álló helyzetben X : a forgórésztekercs egy fázisának reaktanciája álló helyzetben R : a forgórésztekercs egy fázisának ellenállása 3s U R R = smω X 1 = sω L + s X ( R + s X ) 1 3s U Fontos: A nyomatéka a feszültség négyzetével arányos! M = R = sx ω ( = s ) l 11
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Nyomaték M i : indítási nyomaték M b : billenő vagy maximális nyomaték M t : terhelő nyomaték n : szinkron fordulatszám s b : billenő szlip 1
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Villamos helyettesítő kapcsolás A villamos helyettesítő kapcsolása alapján a működése jobban megérthető A három fázis szimmetriája miatt egy fázisra a kapcsolás: X R s ' = a ' = a X R s 13
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Kördiagram Az állórész áramvektor helygörbéje ~ aszinkron áramvektor-diagramja I 1 I I 14
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Aszinkron ok indítása I 3...9) ( A nagy indítási áram nagy feszültségesést okozhat a hálózatban csökkenteni kell i I n Kalickás ok indítása 1. Közvetlen indítás Kisebb teljesítményű és erős hálózat esetén megengedett. A nagy indítási áram csökkentése a kapocsfeszültség csökkentésével ellenállással: a és a hálózat közé ellenállásokat iktatunk (veszteséges) reaktanciával: a és a hálózat közé reaktanciákat iktatunk (elvileg veszteségmentes) transzformátorral: a és a hálózat közé transzformátort iktatunk (elvileg veszteségmentes) Υ/Δ indítás egyik leggyakoribb megoldás Elektronikus kapcsolás alkalmazása (ún. lágyindítók alkalmazása) (legkorszerűbb megoldás) 15
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Aszinkron ok indítása 16
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Aszinkron ok indítása Csúszógyűrűs ok indítása Forgórész körbe iktatott ellenállásokkal 17
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Aszinkron ok indítása Mélyhornyú és a kétkalickás ok indítása A működés elve az áramkiszorulás jelenségét (skin hatás=bőr hatás) használja ki. Indításkor a forgórészben az áram frekvenciája nagy, az áram nem tölti ki egyenletesen a vezető keresztmetszetét. R l ρ A = Kétkalickás esetén: ρ külső > ρ belső 18
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Fordulatszám A fordulatszámot három tényező befolyásolja: szlip, frekvencia, póluspárszám s n n n n = n = = f1 p f1 (1 s) p 1. Szlip a n = (1 s) n csúszógyűrűs nál: A forgórészkörbe iktatott ellenállásokkal: Folyamatos fordulatszám lehetséges Egyszerű de veszteséges 19
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Fordulatszám 1. Szlip a Csúszógyűrűs
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Fordulatszám 1. Szlip a Kalickás Csak elvi lehetőség, mert a nyomaték erőteljesen lecsökkenne 1
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Fordulatszám. ólusszám a Az állórész tekercselés pólusszámának ával több fokozatú fordulatszám érhető el: pl. Dahlander féle tekercselés: Az egyes fázistekercsek két félből állnak, amelyeket sorba vagy párhuzamosan lehet kötni
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Fordulatszám 3. Állórész-frekvencia a A legjobb és legkorszerűbb megoldás: félvezető eszközökből épített ún. frekvenciaváltókkal (a frekvenciával együtt a feszültséget is változtatják) folyamatos fordulatszám Veszteségmentes 3 ford./percnél nagyobb fordulatszám is elérhető 3
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Egyfázisú aszinkron ok Állórészen egyfázisú tekercselés, a forgórész kalickás kivitelű Az állórészre kapcsolt egyfázisú feszültség hatására lüktető mágneses tér alakul ki A lüktető mágneses tér tartja forgásban a forgórészt Az indításhoz ún. segédfázis tekercs szükséges (forgó mágneses tér kell) 4
. Tekercselt 1. Helyettesítő kép. Fordulatszám 1. Fordulatszám. Fordulatszám 3. Egyfázisú aszinkron 4. Segédfázisú Segédfázisú aszinkron ok Állórészen fő- és segédfázis (9 fok -kal eltolva a főfázishoz képest), Segédfázis a forgás megindulását segíti elő (elliptikus forgó tér) Üzemi, vagy indítókondenzátor a villamos 9 -os fázistoláshoz 5