JU Mjeovita srednja Elektrotehnika kola Tuzla

Skripta za maine!!!

.1. - Trofazni transformatori / Spoj ZVIJEZDA-ZVIJEZDA,

.2. - Spoj TROKUT-ZVIJEZDA / Spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA,

.3. - Spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA,

.4. - Dijagrami sprezanja,

.5. - Paralelan rad transformatora / Specijalni transformatori,

.6. - Tronamotni transformatiri / Transformatori preobraajnih faza,

.7. - Asihrone maine,

.8. - Nain rada trofaznih asihronih maina,

.9. - Uestalost u motoru i gubitci u magnetnom kolu rotora / Regulacija broja obrtaja AM,

.10. - Pokretanje trofaznih asihronih motora,

.11. - Moment AM,

.12. - Promjena smijera vrtnje asihronih motora / Stepen iskoritenja trofaznog AM,

.13. - Sihrone maine,

.14. - Nain rada trofaznog sihronog generatora.

Prof:Adnan H.

Trofazni tranformatzori.

-Za razliku od jednofaznih kod trofaznih tr. Se i na visokoj i na niskoj strani postavljaju po tri

fazna namotaja koji mogu biti spojeni u ZVJEZDU, TROKUT I CIK-CAK ZVIJEZDU.

Najese upotrebljavane sprege (spojevi) su spoj ZVIJEZDA-ZVIJEZDA, spoj TROUGAO

ZVIJEZDA i spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA.

Spoj ZVIJEZDA-ZVIJEZDA.

-Kod ove sprege je i namptaj visokog i namotaj niskog napona spojen u obicnu zvijezdu kao na

slici.

-Dobre osobine ove sprege su:

1. I na visoko naponskoj i na nisko naponskoj strani ima formirano zvjezdiste pa se moe

jednostavno izvrsiti zastitno uzemljenje.

2. Mogucnost koristenja i na visokoj i na niskoj strani koristenje faznog i liniskog napona.

-Loe osobine ove sprege su:

1. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani, preopterecenje se putem

magnetnog polja prenosi na visokonaponsku stranu i putem spojenh vodova ima fazni namotaj

generatora na el. Centrali.

2. U sluaju preoptereenja jedne faze na istonaponskoj strani, u ostale dvije faze se javljaju

povieni naponi, pa mogu stradati potroaci koji su prikljueni na te faze.

.1.

Spoj TROUGAO-ZVIJEZDA.

-Kod ovog spoja namotaji visiokog napona su spojeni u trougao, a nizeg napona u zvijezdu.

-Dobre osobine ove sprege su:

1. Na niskonaponskoj strani formira se zvjezdite pa se moe izvriti zatitno uzemljenje.

2. Mogucnost koristenja na niskonaponskoj strani i prostog i sloenog napona.

3. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani preoptereenje se preko

magnetnog polja prenosi samo na visokonaponsku stranu, a ne i na generator u el. Centrali.

-Loe osobine ove sprege su:

1. Na visokonaponskoj strani nemamo formirano zvjezdiste, pa ako se eli izvrsiti zatitno

uzemljenje mora se formirati vjetaka nula.

2. Na visokonaponsoj strani nemamo mogunost koritenja i prostog i sloenog napona.

3.U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani u ostale dvije faze javlja se

povieni napon pa mogu stradati prikljueni potrosai na te faze.

Spoj ZVIJEZDA-SLOMLJENA ZVIJEZDA.

-Kod ove sprege namotaj visokog napona se spaja u obicnu zvijezdu, a nizeg napona u slomljenu

zvijezdu.

-Dobre ososbine ove sprege su:

1. I na visokonaponskoj strani imamo formirano zvjezdite pa se moe jednostavno izvriti

zatitno uzemljenje.

2. Mogunost koritenja na visokonaponskoj i na niskonaponskoj strani i prostog i sloenog

napona.

3. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani preopterecenje se ne prenosi ni

na viskonaponskoj strani i ni na generator u el. Centrali.

-Loe osobine ove sprege su:

1. U sluaju preoptereenja jedne faze na niskonaponskoj strani u ostale dvije faze se javlja

poviseni napon, pa mogu da stradaju prikljueni potroai.

2. Za izradu spoja stavljanjem u zvijezdu potrebno je 15.5% navoja nego da su na isto magnetno

kolo postavili fazne namotaje sa spojem u obinu zvijezdu.

3. Za 15.5% su poveani padovi napona.

.3.

Dijagrami sprezanja.

.4.

Paralelan rad transformatora.

-Dva ili vie trasformatora spojeni da rade paralelno kada prikljueni potroai trae vei omjer

sange nego to je snaga jednog transormatora. Da bi transformatore mogli spojiti u paralelan rad

moraju da ispunjavaju sledee uslove :

1. m1=m2 da imaju iste prenosne odnose.

2. da imaju iste dijagrame sprezanja.

3. da imaju iste relativne promjene napona.

4. dodatni uslov ne preporuuje se spajati u paralelni rad transformatora ako se njihove snage

odnose vie od 3:1.

Specijalni transformatori (jednonamotni ili auto trasformatori).

-Jednonamotni transformatori imaju samo jedan namotaj koji ima ulogu i primara i sekundara.

Na sledecoj slici prikazat e mo jednonamotni transformator.

-Radi kao i dvonamotni transformator na principu elektromagnetne indukcije to jeste na isti se

nain definie prenosni odnos.

-Dobre osobine ovog transformatora su:

1. uteda u bakru.

2. manji omski i induktivni padovi napona.

3. manji ulovi gubitci snage.

-Nedostatak im je dielektna el. veza izmeu primara i sekundara, zbog koje se ne primjenjuju

kao energetski jer bi se u sluaju npr. atmosferakih promjena na niskonaponskoj strani mogao

pojaviti povien napon. Koriste se kao regulacioni transformatori u labaratoriske svrhe kao i pri

pokretanju trofaznih asihronih motora.

.5.

Tronamotni transformatori.

-Ovi transformatori imaju tri namotaja razlicitog naponskih vrjednosti, visoko naponski, srednje

naponski i nisko naponski. Koriste se kao energetski transformatori pri emu zamjenju ju dva

dvonamotna transformatora pri emu mogu imati dva primara i jedan sekundar ili dva sekundara

i jedan primar. Takoe rade na principu elektromagnetne indukcije na isti nacin se vrsi ogled

prenosnog odnosa i ogled kradkog spoja pod istim uslovom se spajaju u paralelan rad to jeste na

isti nain se dijagram sprezanja ispisuje na nadpisnu ploicu.

Transformatori preobraajnici faza.

-To su specijalni transformatori koji slue za napajanje viefaznih potroaa. Na sledeoj slici

prestavljen je transformator preobraaja trofazne u estofaznu izmjeninu elektrinu energiju.

.6.

Asihrone maine.

-Model i konstrukcija.

-Asihrone maine u obrtne elektrine maine koje mogu da rade u generatorskom,

transformatorskom i koionom reimu rada. Najiru primjenu zbog dobrih pogonskih osobina

imaju u motorskom reimu rada. Glavni dijelovi asihronog motora su: stator, rotor i namotaji na

statoru i rotoru. Stator je nepokretni dio napravljen u obliku cilindra, sloen od dinamo limova,

po unutarnjem dijelu statora usjeeni su ljebovi u koje se postavljaju jednofazni a naee

trofazni namotaji. Jednofazni namotaj popunjava 2/3 od ukupnog broja ljebova. Preostalu 1/3

ljebova postavlja se namotaj pomone faze u ijem kolu je najee postavljen kondenzator sa

kojim je rijeen problem pokretanje jednofaznog asihronog motora. Trofazni namotaj popunjava

sve ljebove i ravnomjerno je rasporeen po cijelom obimu statora, poetci i krajevi trofaznog

namotaja na statoru izvede se na prikljunu ploicu koja se nalazi sa vanjske strane, na oklopu,

asihronog motora.jednostavnim prespajanjem pomou standardnih elemenata na prikljunoj

ploici ostvarujemo spoj u obliku zvijezda ili trokut. Izgled prikljune ploice dat je na sledeoj

slici.

trougao

zvijezda

-Rotor je obrti dio napravljen u obliku punog valjka takoe sloen od dinamo limova. Po

vanjskom dijelu rotora usjeeni su ljebovi u koje je postavljen namotaj rotora. U zavisnosti od

toga kako je izveden namotaj rotora razlikujemo dvije vrste trofaznih asihronih motora:

a.) asihroni motori sa namotanim rotorina i tri klizna prstena.

b.) asihroni motori sa kradkospojenim namotajem rotora takozvane kratkospojne ili kavezne

asihrone maine.

-Kod prve vrste asihronih motora u ljebove rotora postavlja se trofazni namotaj sa spojem u

obliku zvijezda. Zvjezdite se ostvaruje pomou jedng kliznog prstena smjetenog sa jedne

strane rotora dok se poetci namotaja spajaju svaki na svoj klizni prsten sa druge strane rotora.

A B C

z x y

Klizni prstenovi su mehaniki spojeni za osovinu i obru se istom brzinom u istom smijeru kao i

rotor. Po tri klizna prstena na koje smo doveli krajeve faznih namotaja rotora krue ahure na

koje smo spojili promjenjivi odpornik sa kojim se rjavamo problema pokretanja ovih motora .

.7.

-Kod druge vrste asihronih motora na ljebove rotora postavljaju se bakni limii veeg presjeka

koji su i sa jedne i a druge strane rotora kratko spojeni. Takav namotaj bez pomatranja

magnetnog polja ima oblik kaveza pa se ovi motori nazivaju kavezni motori.

Nain rada frofaznog asihronog motora.

-Da bi lake objasnili nain rada posmatrat e mo ematski trofazni asihroni motor koji na statoru

ima trofazni namotaj ravnomjerno rasporeenj po obimu, pri emu trofaznu izmjeninu struju

stvaraju na statoru obrtno magnetno polje sa jednim parom magnetnih polova, a na rotoru ima

samo jedan namotaj kao na slici.

-Prikljenjem motora na trofaznu mreu trofazne izmjenine struje obrtno magnetno polje koje

se obre sihronom brzinom

n=60f/P {ob/min}

-Magnetno polje presjeca provodnike rotora i u njima indukuje elektrinu silu koja je kao prva

elektrina veliina na roteru elektrinih motora. I pod njenim uticajem vavlja se induktivna

rotorska struja Ir.

-Struja rotora takoe stvara svoje magnetno polje, koje djeluje sa magnetnog polja statora u

obliku el. mag. Mehanikih sila. f= B*l*Ir

.8.

-Koje pokreu rotor u smijeru kretanja obrtnog magnetnog polja statora, ali manjom

oscilatornom brzinom (m). Razlika izmeu sihrone i asihrone brzine definie se kao apsolutno

klizanje. m=m-m {ob/min}

-Relativno klizanje s=n/n*100 {%}. Relativno klizanje s za motorski reim rada kree se od

{0,1}-asihroni motor, a za sihroni motor srednje snage nominalnog broja obrtaja ima vrijednost

sa=4%. Vidimo da se rotor asihronog motora uvijek obre u smjeru obrtnog magnetnog polja

statora ali manjom asihronom brzinom, pa se one zovu asihrone maine tj. asihroni motori rade

na principu klizanja. U generatorskom reimu rada rotor se obre u smjeru obrtnog magnetnog

polja statora ali veom od sihrone, pa je za taj reim rada klizanja manje od 0 to jeste negativno.

U koionom reimu rada rotor se obre u suprotnome smijeru od smijera obrtnog magnetnog

polja statorapa je za to klizanje vee od 1.

Uestalost u motoru i gubitci u magnetnom kolu stator

-Pokazuje se da je uestalost induktivna magnetna sila i struja u rotoru proporcionalna

relativnom klizanju i uestalisti na statoru. f=s*f {hz}

-Za asihroni motor srednje snage koji je prikljuen na trofaznu mreu frekfencije 50hz i koji pri

nominalnom obrtaju ima klizanje 0,04. Uestalost na rotoru, ima vrijednost f=0,04*50=2 {hz}

to jeste uestalost na statoru je manja od uestalosti na rotoru Pre=Ph+Pv. To znai da je

gubitak snage zbog histereze u magnetnom kolu rotora 25 puta manji kod istog gubitka snage u

magnetnome kolu statora. Dok je gubitak snage zbog vrtlonih struja 6-25 puta manji od tog

gubitka snage magnetnog kola statora to znai i da je ukupan gubitak snage u kolu magnetnog

polja rotora zanemarivo mali.

Regulacija broja obrtaja trogaznog AM.

-Rotor trofaznog asihronog motora uvijek se obre u smijeru obrtnog magnetnog polja statora ali

manjom asihronom brzinom koja se u zavisnosti od snage motora smanjuje u granicama od 2-8%

To znai da se promjenom vrijednosti sihrone brzine mijenja i broj obrtaja rotora. Iz izraza za

sihroni broj obrtaja n=60f/p vidimo da se broj obrtaja rotora moe mijenjati na sledee naine:

a.) promjenom frekfencije izmjeninog napona dovedenog motora. U tu svrhu se koristimo

pretvaraima u frekfenciju sa kojom se motoru sa stabilnim brojem pari polova moe

mjenjatibroj obrtaja na veu ili manju vrijednost od nominalne vrijednosti.

b.) promjenom broja pari polova u tu svrhu u ljebove statora postavlja ili jedan trofazni namotaj

sa odreenim brojem izvoda pri emu se njihovim prespojavanjem na prikljunoj ploici moe

dobiti razliit par polova i u zavisnosti od toga se pri takvoj frekfenciji mree od 50hz moe

dobiti i razliit broj obrtaja rotora.

.9.

c.) smanjenjem vrijednosti rotorske struje. Ovaj nain se koristi za dobijanje manjeg broja

obrtaja, a koristi se kod asihronih motora sa kliznim prstenovima tako to se u kolu rotora

ukljuenje magnetne vrijednosti otpora pri emu se ova manja vrijednost magnetne sile to jeste i

ukupnog obrtnog momenta. Odnosno i motor sa manjim broju obrtajem. Nedostatak ove

regulacije broja obrtaja je to ti odpori ostaju ukljueni u kolo rotora svo vrijeme rada motora sa

time brojem obrtaja. Pri emu motoradi sa poveanim gubitcima snage i sa manjim stepenom

iskoritavanja. Prednost ove relacije je to ne moe izvriti kontinuiranu regulaciju brojem

obrtaja u irim granicama.

Pokretanje trofaznih asihronih motora.

-Pokretanje je proces koji poinje u trenutku prikljuenja motora na trofaznu mreu i traje sve

dok motor ne dostigne nominalni broj obrtaja. U trenutku pokretanja motor se ponaa kao

transformator sa obrtnim magnetnim poljem, i uzima iz mreze velike vrijednosti struje

pokretanja koje su kod asihronih motora sa kliznim prstenom 3-5% vei od nominalnih, a kod

kaveznih 5-8 puta vei od nominalnih. Velike struje pokretanja mogu da otete motor a sa druge

strane svaki pogon sa asihronih motora stvara i udare u mreu. Znai problem pokretanja izvodi

se na smanjenje vrijednosti struje pokretanja vodei pri tome rauna da AM moe u fazi

pokretanja ostvariti potrebnu vrijednost polaznog obrtnog momenta. Smanjenje rotorske kao

sekundarne struje, a samim time i sekundarne odnosno struje koje motor uzima iz mree kao

primarne struje se kod AM sa kliznim prstenovima rijeava ukljuenjem u malu fazu rotora

preko etkica i kliznih prstenova odgovarajue unaprijed proraunate vrijednosti odpora kao na

slici.

-U trenutku pokretanja klizaa je u krajnjem donjem

poloaju kada je u svaku fazu rotora ukljuena sva vrijednos

odpora pokretaa. Rotor se pokrene i sa poveanjem broja

obrtaja rotora, smanjuje se sa pomjeranjem klizaa navie,

vrijednost odpora i kada rotor dostigne nominalani broj

obrtaja, kliza je u krajnjem gornjem poloaju, kada je

proces pokretanja zavren i motor nastavlja da radi ako AM

namotanim kratkospojenim rotorom. Problem pokretanja kaveznih asihronih mortora rijeava se

dovoenjem motoru sniene vrijednosti napona. U tu svrhu najee se koristi pokretanje

pomou preklopke ZVIJEZDA-TROUGAO. Preklapanje je najednostavnije prikazati na sledeoj

slici.

.10.

-U trenutku pokretanja preklopka je u poloaju 1 motor se

prikljuuje u mreu sa spojem statorskog namotaja u obinu

zvijezdu pri emu se svaki namotaj nalazi pod faznim naponom

koji je za manji od liniskog. Motor se pokree i kada dostigne i

nominalni broj namotaja preklopka se prebacuje u poloaj 2 kada

svaki fazni namotaj zbog spoj faznih namotaja u trougao nalazi

podpuni liniski napon. Prednost ovog pokretanja je 3 puta manja

vrijednost struje koju motor uzima iz mree, a nedostatak i 3 puta

manja vrijednost polaznog obrtnog momenta. Drugi nain

pokretanja je upotrebom regulacionog tr. sa kojega se moe

dovesti motoru po elji sniena vrijednost napona.

-Kod ovog pokretanja polazna struja je pomnoena sa kvadratom prenosnog odnosa

regulacionog transformatora a nedostatak je i smanjenje vrijednosti ostvarenog momenta sa

kvadratom prenosnog odnosa.

Moment AM.

-Obrtni moment motora zavisi od kvadratne vrijednosti napona dovedenog motora tj. M=k*U2.

Zavisnost momenta od relativnog klizanja daje se dijagramski u odreenoj razmjeri kao

dokumentacija motora i ima sledei oblik.

Mp-polazni momenat.

.11.

Promjena smijera vrtnje trofaznog AM.

-Rotor trofaznog AM-a uvijek se obre u smijeru obrtnog testnog polja na statoru. Obrtno

magnetno polje na statoru pri tome uvijek slijedi redoslijed faza u mrei obrnut redoslijed

prikljuenja faznih namotaja na trofaznoj mrei. To znai ako zamjenimo prikljuak bilo koja

dva namotaja na trofaznu mreu mjenja se i smijer vrtnje rotora kao na slici.

Stepen iskoritenja trofaznog AM.

-Da bi lake definisali stepen iskoritenja napravit e mo pregled stanja poevi od prikljuenja

motora na mreu kada motor uzima iz mree veliku vrijednost snage P. To je snaga sa kojom

raspolae motor. Jedan dio te snage ide na ulove gubitke snage u namotajima statora, a jedan

dio na gubitke snage u magnetnome kolu statora. Ostatak snage prenosi se putem obrtnog

magnetnog polja kroz vazduni prostor sa statora na rotor i predstavlja snagu obrtnog magnetnog

polja Pob. To je snaga sa kojom raspolae rotor. Jedan dio te sange ide na ulove gubitke snage u

namotajima rotora, a jedan dio na dodatne gubitke snage zbog trenja osovine u teitima Pa , a

ostatak predstavlja korisnu snagu koju proizvodi motor P. Iz ovog ematskog prikaza snaga da i

za asihroni motor vrijedi jednaina za snagu u kojoj je uvijek utroena snaga jednaka zbiru

korisne snage i suma svih gubitaka snage.

-Stepen iskoritenja po direktnoj metodi odreuje se kao koliina korisne i utroene nage ili po

indirektnoj metodi.

- direktna metoda

- indirektna metoda

.12.

Sihrone maine.

-model i konstrukcija

-Sihrone maine su elktroobrtne maine koje mogu da rade u generatorskom i motorskom reimu

rada. To su maine uglavnom velike snage najee koriste u generatorskom reimu za dobijanje

trofazne izmjenine elektrine energije. U motorskom reimu upotrebljavaju se za teke

elektromotorne pogone koji zahtjevaju stalan broj obrtaja. Dobili su ime sihrone maine jer se i

rotor i obrtno magnetno plje statora obru u istome smijeru i istom sihronom brzinom.

P-broj pari polova

-U zavisnosti od pogoske maine sa kojom se dovode rotoru mehanika energija u generatorskom reimu rada, razlikujemo:

1. Brzohodne ili turbo generatore. 2. Sporohodne ili hidro generatore. 3. Dizel generatore.

-Rotor turbo generatora je u obliku punog valjka prenika do 1m, sa 1 ili maksimalno 2 para

polova, a pogonska maina je parna ili gasna turbina. Brzina obrtaja je 3-hiljade odnosno

1500 ob/min. Rotor je zajedno sa generatorom smjeten u izolovanu horizontalnu ravan. Rotor

hisrogeneratora je sa jasno istaknutijim polovima gdje broj pari polova moe biti od 1 do 100 a

prenik od 1do 15 m. Pogonska maina sa kojim se postie,u zavisnosti o koliine i pada vode,

do 750 ob/min, je neka od vodenih turbina. Rotor je zajedno sa generatorom smjeten u

karakteristinu vertikalnu ravan. Kod dizel generatora je pogonska maina, neki od motora sa

unutarnjim sagorjevanjem upotrebljavaju se za napajanje specifinih potroaa. Sihrone maine

se sastoje od rotora, statora, namotaja i 2 klizna prstena. Stator je nepokretni dio u obliku

cilindra. Slae se od dinamo limova. U ljebove statora postavlja se jednofazni ili trofazni

namotaj. Jednofazni namotaj popunjava 2/3 ljebova a trofazni popunjava sve ljebove, pri

emu su fazni namotaji prostorno pomjereni za 1200. Krajevi faznih namotaja izvode se na

posebne izolatore i spajaju u spoj zvijezda. Rotor je obrtni dio, a moe biti u obliku punog valjka

ili sa jasno istaknutim polovima, i slae se od dinamo limova. Na rotor se postavlja pobudni

namotaj kroz koji se proputa i u generatorskom i u motornom reimu rada jednosmjerna struja

koju stvara nepokretno i u nepromjenjivo magnetno polje. Sa jedne strane rotora, mehaniki

spojeni na osovinu na kojoj se nalaze dva klizna prstena na kojoj je doveden poetak odnosno

kraj pobudnognamotaja. Po prstenovima klize etkice.

.13.

Nain rada trofaznog sihronog motora.

-Radi lakeg objanjenja rada napravitemo presjek kroz naprimjer jednopolni turbogenerator

koji na statoru ima trofazni namotaj sa jednim ljebom po polu i po fazi kao na slici.

-Dovoenjem rotoru mehanike energije dobija se obrtno magnetno polje mehanikim putem

koje presjeca provodnike faznih namotaja statora i u njima indukuje elektrine sile frekfencije

-Elektrine sile su promjenjive za 1/3 jer su i namotaji pojedinih faza pomjereni prostorno za

1/3. Pod njihovim utjecajem kada je generator optereen protiu izmjenine trofazne struje

koje stvaraju obrtno magnetno polje koje se obre u istom smijeru kao i rotor, i istom sihronom

brzinom. Vrijednost indukovanih elektrinih sila zavisi od broja navojnih dijelova svake faze od

broja navojnih dijelova svake faze a njihov oblik treba da bude to blii harmoniskom. Zbog toga

se po obimu statora usjeca to vei broj ljebova ime se sa druge strane smanjuje uticaj viih

harminija a konstrukcijom rotora nastoji postii i to priblini harmoniski oblik magnetnog polja

po obimu rotora.

.14.