jednosmerný motor
Jednosmerné stroje-motory
Stator
Je vytvorený budenou cievkou (neuvaľujeme situáciu s permanentným magnetom, ako to je v prípade dynama na bicykli, kde by nebolo moľné cievku budi») a týmto spôsobom vytvorí magnetické pole MP s magnetickým tokom Φ.
Z uvedeného vyplýva, ľe konątrukcia statora ako aj jeho funkcia je v prípade dynama aj motora úplne rovnaká.
Rotor
Tieľ povedané kotva, je vytvorený cievkou, ktorú vkladáme do statorového magnetického poµa MP a zároveň vinutie rotora napájame rotorovým prúdom Ia. Na princípe elektromagnetickej indukcie (ak vodič nachádzajúci sa v magnetickom poli je napájaný elektrickým prúdom, začne sa vychyµova») sa začne rotor otáča» otáčkami n
Vz»ah Ui = n . kv .Φ
kde:
- kv - konątanta vinutia daná konątrukciou rotora
- n - dodávané otáčky do rotora
- Φ - magnetický tok statora
je nám uľ známy.
Keďľe pri motoroch nás ako výstupné veličiny zaujímajú mechanické veličiny (otáčky a moment), vyjadríme si z uvedeného vz»ahu otáčky n:
moment M:
M = Ia . kM . Φ
kde:
- M - moment
- Ia - prúd dodávaný do rotora
- Φ - magnetický tok statora
- kM - konątanta motora:
Vidíme, ľe obe mechanické veličiny závisia od rotorového prúdu Ia.
Moment závisí priamo úmerne, čiľe s rastúcim Ia rastie aj moment. Túto skutočnos» vidíme aj na
momentovej charakteristike: M = f (Ia)
Otáčky závisia nepriamo úmerne, čiľe s rastúcim Ia otáčky klesajú. Túto skutočnos» vidíme aj na
otáčkovej charakteristike: n = f (Ia)
Schematická značka jednosmerného motora:
Vyplýva z jeho hlavných častí a funkcie.
Druhý Kirchhoffov zákon pre motor :
U - Ia . Rk - Ui = 0
(v prípade dynama je znamienko pred napätím Ia . Rk kladné, čiľe +. Je to preto, lebo je tam opačný smer prúdu.) z toho pre
napätie na svorkách zdroja platí : U = Ui + Ia . Rk
napätie na rotore platí : Ui = U - Ia . Rk
Ak túto hodnotu Ui dosadíme do vz»ahu pre otáčky rotora dostaneme:
Hodnota U/ (Kv . Φ) sú otáčky naprázdno n0 = U/ (Kv . Φ), čiľe
Napätie Ia . Rk je úbytok napätia na rotore, ktorý vznikne v dôsledku prechodu prúdu cez konątrukciu rotora.
Z uvedených vz»ahov vyjadríme rotorový prúd Ia:
Motor s cudzím budením
Je to motor, ktorý na vytvorenie budiaceho prúdu nevyhnutného na vznik statorového magnetického poµa vyuľíva cudzí zdroj. Ten dodáva do obvodu zloľeného zo statorovej cievky so svorkami F1 a F2 a regulovateµného odporu budiaci prúd Ib. Regulovateµným odporom vieme meni» hodnotu Ib a následne magnetický tokΦ , čiľe aj výsledné mechanické veličiny.
Do statorového MP s tokomΦ vloľíme rotor vytvorený rotorovou cievkou - kotvou so svorkami A1 a A2.
Odpor kotvy Rk je odpor daný kon?trukciou kotvy.
Do rotorovej cievky dodávame rotorový prúd Ia rotor sa začne pohybova? otáčkami n .
Derivačný motor
Derivačný motor odoberá zo zdroja prúd I, ktorý sa rozdelí na budiaci prúd Ib a prúd tečúci dorotora motora Ia.
Z toho vyplýva, ?e derivačný motor nepotrebuje na vytvorenie statorového magnetického poľa cudzí zdroj, ale magnetické pole vytvára z napájania .
V oboch prípadoch (cudzobudený aj derivačný motor) je do obvodu zaradený odpor Rsp. Je to spú??ací odpor, ktorý sa do obvodu zapája do série s kotvou. Jeho úlohou je obmedzova? záberový prúd, ktorý vzniká pri spú??aní motora. Jeho veľkos? s rastúcimi otáčkami klesá a pri dosiahnutí menovitých hodnôt otáčok n, sa spú??acie odpory z obvodu vyraďujú.
Prevádzkové stavy motorov
Rozbeh, či?e n = 0
Pri rozbehu sú otáčky nulové, teda Ia = U/Rk. Keď?e Rk je malé (kvôli stratám), Ia je veľké. Túto ne?iadúcu situáciu (nechceme veľký nárazový prúd) rie?ime sériovým radením spú??acích odporov ku kotve. Akonáhle začnú otáčky rás?, spú??acie odpory vyraďujeme a pri menovitých otáčkach sú u? úplne vyradené.
Chod, či?e n = nn
Otáčky rastú a ustaľujú sa na menovitej (nominálnej) hodnote nn.
Ak sa menovité otáčky nn málo lí?ia od otáčok naprázdno n0 (otáčky neza?a?eného motora), potom otáčková charakteristika je priamka klesajúca pod malým uhlom, či?e charakteristika je tvrdá.
Ak by rozdiel otáčok naprázdno a menovitých otáčok bol značný, tak priamka klesá strmo a charakteristika je mäkká.
Rekuperácia, či?e n = ∞
Pre ustálený stav motora sú charakteristické menovité otáčky.
Ak by otáčky rástli ďalej (nejakým spôsobom by sme ich zvy?ovali), docielili by sme, ?e hodnota U/Rk by bola taká istá ako hodnota (Φ . n . kv)/Rk. To znamená, ?e Ia by sa rovnalo nule.
ak:
Ak otáčky stále rastú ďalej:
Záporný prúd znamená ?e prúd tečie opačným smerom, či?e prúd nie je dodávaný, ale odoberaný.
Odoberaný prúd znamená, ?e stroj pracuje v re?ime "dynamo".
Situácia, ?e stroj sa mení z motorického re?imu na dynamo bez zmeny zapojenia sa nazýva brzdenie rekuperáciou, alebo návrat do siete.