Téma: Asynchronní, synchronní motory
Předmět: Elektronika
Přidal(a): David Veselík
Asynchronní stroje
Asynchronní stroj je střídavý elektrický stroj, u něhož poměr otáček při zatížení a kmitočtu napájecí soustavy, ke které je připojen, není konstantní.
Nejrozšířenějším elektrickým strojem vůbec je asynchronní motor. Asynchronní motor je nejčastěji používán pro svou jednoduchost, nenáročnost na údržbu, poměrně dobrou provozní spolehlivost a pro malou pořizovací cenu. K jeho rozšíření pochopitelně přispívá i všeobecně používaný rozvod el. energie střídavými třífázovými sítěmi. Rozsah výkonů vyráběných asynchronních motorů je značný, a to od několika wattů až po několik desítek MW.
Odtud pramení i jeho použití pro pohon nejrůznějších zařízení a v dnešní době i takových, která vyžadují regulaci rychlosti. Jedná se o ventilátory, čerpadla, pračky, kompresory, stavební stroje, výtahy, jeřáby, některé obráběcí stroje, pohony dopravníků, apod.
K nevýhodám asynchronních motorů patří zvláště odběr jalové energie z napájecí sítě, kterou tyto stroje potřebují pro svoji činnost. Velice často se v literatuře uvádí jako podstatná nevýhoda asynchronních motorů obtížná regulace rychlosti a velký proudový náraz při spouštění. Toto je spíše nevýhoda napájení těchto motorů.
Důkazem použitelnosti asynchronních motorů pro regulované pohony je jejich současná aplikace u pohonů elektrických lokomotiv. Asynchronní motory v regulovaných pohonech postupně vytlačují z této oblasti stejnosměrné motory. V menší míře se používají rovněž asynchronní generátory např. pro malé vodní elektrárny, větrné elektrárny apod.
Podle účelu použití dělíme dále na asynchronní motory nakrátko všeobecného použití, jeřábové motory, válečkové motory, motory speciální apod. Nejrozšířenější jsou asynchronní motory nakrátko všeobecného použití. Velké rozšíření těchto strojů způsobilo jejich hromadnou, značně automatizovanou sériovou výrobu.
Asynchronní stroje mají dvě podstatné části – stator a rotor. Rotor asynchronního stroje není elektricky spojen se statorem. Výkon se do rotoru přenáší elektromagnetickou indukcí a odtud je také často používán název indukční stroj.
Asynchronní motor nebo generátor
Třífázový nebo jednofázový proud
Synchronní stroje
Podle funkce rozdělujeme synchronní stroje na synchronní generátory, synchronní motory a synchronní kompenzátory. Synchronní stroje se vyrábějí ve velkém rozsahu výkonů od zlomků wattů do stovek MW. Vyznačují se velkou účinností a nízkou hmotností. V současné době jsou díky pokročilé technice využívány v RC modelech nebo elektromobilech.
Nejčastěji se používají jako měniče mechanické energie v elektrickou tj. jako trojfázové alternátory. Tyto jsou téměř výhradním zdrojem výroby elektrické energie. Alternátory se vyrábějí pro výkony stovek až tisíce MW a patří k největším elektrickým strojům točivým. Tyto stroje velkých výkonů mají vysoce využitý aktivní materiál a netradiční, vysoce účinné způsoby chlazení a mají vysokou účinnost. Materiálová pevnost a možnost přepravy omezují současný hraniční výkon na 2000 MW. Napětí statorového vinutí bývá až 35 kV (Temelín – 24 kV).
Velké rozšíření mají i malé synchronní motorky pro pohon hodin, zapisovačů, magnetofonů apod.
Obvyklé uspořádání synchronního stroje je takové, že na statoru je střídavé vinutí stejné jako u asynchronního stroje. Magnetický obvod statoru je složen z plechů a v jeho drážkách je uloženo vinutí.
S vyniklými póly, hladkým rotorem.
Synchronní generátory s vyniklými póly jsou používány především ve vodních elektrárnách, kde jsou poháněny vodní turbínou. Tyto generátory dosahují typicky menších otáček, řádově několik stovek otáček za minutu. Typické pro tyto stroje je, že jsou velké v průměru a menší v osové délce.
Stroje s hladkým rotorem jsou používány například v jaderných nebo v tepelných elektrárnách. Obecně jsou tedy poháněné parními nebo plynovými turbínami a dosahují otáček v řádech tisíců otáček za minutu. Generátory v takové elektrárně se nazývají turboalternátory a oproti předešlým strojům jsou menší v průměru ale delší v osové délce. To je dáno snahou zmenší působením odstředivých sil na části rotoru pohybující se velkou rychlostí. Takový rotor má tvar válce s drážkami obsahujícími budící vinutí.
Na statoru jsou cívky vzájemně posunuty o 120°, což je dáno fázovým posunem jednotlivých fází v síti, který je také 120°. Cívky jsou dvoupólové.
