Elektrotehnika i električni strojevi

Prof. dr. sc. Joško Deur

Sveučilište u Zagrebu

Fakultet strojarstva i brodogradnje

Zagreb, lipanj 2017.

Predavanje 10: Elektromotorni pogoni III

Radni nerecenzirani materijali isključivo za korištenje od strane studenata FSB-a

iz kolegija Elektrotehnika i električni strojevi

Zapravo, gubici Pg

1. a = 0.95 ... 0.98, za zatvoreni motor bez hlađenja i motor s prinudnim

hlađenjem (ventilator pogonjen posebnim motorom ili vodeno hlađenje)

2. a = 0.25 ... 0.35, za otvoreni asinkroni motor s vlastitim hlađenjem (ventilator

prigrađen na slobodan kraj vratila motora)

3. a = 0.4 ... 0.5, za otvoreni IM s vlastitim hlađenjem

Metoda ‘pokušaja i promašaja’:

1. Ugradnja motora za koji inicijalni proračun ili iskustvo

pokazuje da bi mogao zadovoljiti

2. Mjerenje struje I i provjera uvjeta I < IN

3. Uvjet zadovoljen KRAJ

4. Inače, ugradnja manjeg (za I << IN) ili većeg (za I > IN)

motora i ponavljanje koraka 2-4.

• Budući da pogon traje kratko vrijeme, u kojem

se motor ne stigne zagrijati do stacionarne

temperature, motor se može opteretiti snagom

većom od nazivne (Pkr > PN).

• Time se štedi na cijeni, masi i volumenu

motora (posebno važno kod velikih serija

ugradnje)

• Provjera mehaničke preopteretivosti znači da

treba provjeriti može li motor dati snagu

preopterećenja Pkr, što se kod asinkronog

motora (kruta mehanička karakteristika, n

konst. u stacionarnom dijelu karakteristike) svodi

na provjeru uvjeta Pkr / n < Mpr).

• Također, treba provjeriti može li preopterećeni

(mali) motor osigurati zalet pogona, što se

svodi na provjeru uvjeta Mp > Mt0

• Iako je prikazani proračun za snagu motora

aproksimativan, on je prikladan za inženjersku

praksu zbog jednostavnosti i sigurnosne

zalihe u proračunu (zbog a) činjenice da će se

izabrati prvi veći motor na skali standardiziranih

snaga PN te b) primjene sigurne aproksimacije

PFe = 0)

• Ako na natpisnoj pločici motora piše oznaka

S2, tada je motor izvorno namijenjen za

kratkotrajni pogon, tj. tamo specificirana snaga

odnosi se na Pkr a specificirano vrijeme na tp. Iz

dane se formule može izračunati PN za slučaj da

se motor koristi u S1 pogonu.

Usporedni prikaz pogona S1, S2 i S3

S1 S2

S3

Za jednako vrijeme opterećenja kod S2 i S3

pogona, vrijedi:

Pkr > Pint > PN

PN

Pkr Pint

• Ako na natpisnoj pločici motora piše oznaka

S3, tada je motor izvorno namijenjen za

intermitirani pogon, a uz oznaku S3 navode se

podaci za Pint i .

(S6)

• Metoda srednje vrijednosti gubitaka (kao i metoda

ekvivalentne struje – v. slj. str.) pogodna je za primjene s

proizvoljno-promjenjivim ali cikličnim opterećenjem

motora

• Ideja je da srednja vrijednost snage gubitaka motora Pgsr

ne prijeđe nazivnu snagu gubitaka motora. Uzimajući u

obzir značajnu toplinsku masu motora, tj. srazmjerno

veliku toplinsku vremensku konstantu Tt >> ti, ovaj uvjet

osigurava da trenutačna temperatura namota (primjetno)

ne prelazi dopuštenu temperaturu.

• Nije najprikladnija za inženjersku praksu jer nije

sasvim lako odrediti ovisnost snage gubitaka (u bakru,

željezu, mehaničkih g.) o opterećenju motora

• Metoda ekvivalentne struje zasniva se na prije

spomenutoj sigurnoj aproksimaciji PFe 0, tj. Pg

= Pcu ~ I2

• Provedba metode provodi se već spomenutom

metodom ‘pokušaja i promašaja’, tj. ugradnjom

pretpostavljeno zadovoljavajućeg motora, mjerenja

I(t) tijekom jednog ciklusa rada pogona [0,tc],

računanjem Ie, provjerom uvjeta Ie < IN, te

iteriranjem ugradnje novog motora dok se ovaj uvjet

ne ispuni.

• Pogodna je za inženjersku praksu jer se zasniva

na lako dostupnom mjerenju struje

(ampermetrom uz eventualnu uporabu shunta, ili

strujnih kliješta uz digitalno očitanje)

• Cijena koštanja, masa i volumen električnog motora

proporcionalna je momentu motora, a ne njegovoj snazi

• Dakle, veću snagu za približno istu cijenu, masu i volumen

imaju brzohodni motori, te su kao takvi isplativiji i široko

su zastupljeni na tržištu

• Stoga je često isplativo ugraditi brzohodni motor s

reduktorom nego izravni sporohodni motor, pri čemu se

motor može isporučiti s već ugrađenim (odabranim)

reduktorom, kao i mjernim uređajem (recimo

tahogeneratorom), elektromagnetskom kočnicom i sl.

• Kod izmjeničnih pogona promjenjive brzine vrtnje, kod

kojih se primjenjuje frekvencijski pretvarač s izlaznim

opsegom frekvencije (bitnije) većim od 50 Hz, isplativo je

graditi motore s nazivnom brzinom (bitnije) većom od

3000 1/min, uz prikladno izvedene ležajeve

• Primjena reduktora nije pogodna kod najzahtjevnijih

servo-pogona, jer unosi trenje, zračnost i elastičnost, koji

utječu na statičku i dinamičku točnost pozicioniranja. Stoga

se u tajkvim primjenama (recimo precizni okretni stolovi

fleksibilnih obradnih sustava) često koriste izravni

sporohodni (servo)motori, tzv. momentni motori (v.

www.fsb.hr/acg za primjer i video ugradnje takvog motora u

15” felgu za izravni pogon vozila)

Izbor brzine vrtnje motora