Elektrické stroje

zariadenie, ktoré pôsobením elektromagnetickej indukcie mení elektrickú energiu na elektrickú energiu iných parametrov alebo el. energiu na mechanickú (a opačne)
skladajú sa z dvoch základných častí
- aktívna – tu sa mední el. energia na iný druh energie alebo na el. energiu iných parametrov, je zložená z magnetického obvodu a elektrického obvodu
- konštrukčná – zabezpečuje uchytenie jednotlivých častí stroja, kryt, a prenos mechanickej energie
Rozdelenie:
- netočivé – premieňajú el. energiu na el. energiu iných parametrov:
  - transformátory
  - meniče
    - usmerňovače
    - striedače
  - točivé
    - motory – mení el. energiu na mechanickú
    - generátory – mení mechanickú energiu na elektrickú
      - alternátory
      - dynamá

Motory a generátory delíme podľa vlastností:

Transformátor

netočivý elektrický stroj, ktorý pracuje na princípe elektromagnetickej indukcie, mení veľkosť napätia a prúdu pri nezmenenej frekvencie
Rozdelenie
- Podľa použitia:
  - energetické
  - meničové
  - zváracie
- Podľa konštrukcie
  - plášťové – magnetický obvod obklopuje elektrický obvod
  - jadrové – cievka je na magnetickom obvode
- Podľa počtu fáz
  - jednofázové
  - tvoj fázové
  - mnohopólové
- Podľa usporiadania vinutia
  - kotúčové
  - valcové
- Podľa chladenia
  - vzduchové
  - olejové
  - nehorľavá kvapalina
  - pieskové

Konštrukcia transformátora
- magnetický obvod – je zložený z transformačných plechov s vyšším obsahom kremíka, plechy sú izolované a spojené nitovaním alebo bandážou
- elektrický obvod – tvoria ho 2 samostatné cievky, vinutie je izolované
- svorkovnica
- konštrukčná časť spolu s krytom
- zariadenie na chladenie
Princíp činnosti:
- ak pripojíme primárne vinutie na striedavé sínusové napätie U₁, potom vinutím začne prechádzať primárny prúd i₁, ktorý vybudí v magnetickom obvode striedavý magnetický tok, tento mag. tok indukuje v sekundárnom vinutí napätie U₂
Veľkosť indukovaného napätia závidí od počtu závitov
Transformačný pomer:

podľa veľkosti prevodu môže byť transformátor:
- zvyšovací p<1
- znižovací p>1
- oddeľovací p=1
Transformátor môže pracovať v 3 stavoch
- transformátor naprázdno (nezaťažený)

primárne vinutie je napájané napätím, na sekundárnom vinutí nie je záťaž

primárne vinutie je napojené, sekundárne vinutie je skratované, nedovolený stav

na sekundárnom vinutí je záťaž, normálny, prevádzkový stav

Trojfázový transformátor

vinutie môže byť spojené:
- do hviezdy (Y, y)
- do trojuholníka (D, d)
- do lomenej hviezdy (Z)

Asynchrónne stroje

asynchrónny stroj je točivý el. stroj, ktorý pracuje na princípe elektromagnetickej indukcie, mení mechanickú energiu na elektrickú alebo opačne, pričom otáčky rotora sú menšie ako otáčky magnetického poľa statora
zloženie:
- stator – netočivá časť, tvorí magnetické pole, má statorové vinutie
- rotor – je to valec s vinutím, ktorý sa otáča vo vnútri statora
Princíp:
- ak na statorové vinutie privedieme striedavé napätie, tak v magnetickom poli statora sa vytvorí magnetický tok, ktorý indukuje v rotorovom vinutí napätie. Pretože rotorové vinutie je skratované, tečie ním indukovaný prúd, ktorý vytvorí magnetické pole a toto magnetické pole pôsobí proti magnetickému poľu statora, preto odpudivá sila roztočí rotor
Asynchrónny stroj môže pracovať ako:
- generátor – ak budeme poháňať rotor napr. vodnou turbínou, potom v statorovom vinutí sa indukuje napätie
- motor – ak statorové vinutie pripojíme na sieť, tak rotor sa roztočí a môže poháňať ďalší mechanizmus

Synchrónne otáčky (f- frekvencia – 50Hz, p- počet pólových dvojíc)

Ak sú otáčky rotora menšie ako synchrónne otáčky, ich rozdiel sa nazýva sklzové otáčky

Podiel sklzových a synchrónnych otáčok sa nazýva sklz

Prevádzkové stavy asynchrónneho motora

Synchrónne stroje

točivý elektrický stroj, v ktorom je indukované napätie priamo úmerné otáčkam, otáčky magnetického poľa statora sú zhodné s otáčkami rotora, t. j. synchrónne otáčky
Rozdelenie:
- alternátory – menia mechanickú energiu na elektrickú (turboaleternátory – poháňané parnou turbínou, hyydroalternátory – poháňané vodnou turbínou)
- motory – premieňajú el. energiu na mechanickú
- kompenzátory – synchrónne motory, ktoré pracujú v stave naprázdno – kompenzujú účinník siete

Konštrukcia SS

stator – dutý valec zložený z plechov, vystužený rebrami, vo vnútri je upevnený magnetický obvod zložený z elektromagnetických plechov, v ktorých sú drážky a v nich je uložené vinutie z medených vodičov, konce vinutí sú vyvedené na svorkovnicu
rotor – je to valec, ktorý sa otáča v statore, môže byť konštruovaný ako:
- hladký rotor
- rotor s vyjadrenými pólmi
budič – používa sa dynamo namontované na hriadeli alebo polovodičový usmerňovač+ je to vlastne generátor, ktorý privádza prúd do budiacej cievky; budiaca cievka je napájaná na jednosmerný prúd,

Výkony:

Jednosmerné stroje

Konštrukcia JS:

stator – vytvára magnetické pole, k nemu je pripojené zberacie ústrojenstvo a svorkovnica
rotor – skladá sa z elektromagnetických plechov, ktoré sú navzájom izolované a vinutie je zložené z viacerých cievok, ktorých vývody sa vkladajú do lamiel komutátora
komutátor – mechanický usmerňovač, ktorý slúži na zmenu striedavého prúdu na jednosmerný; skladá sa z medených lamiel, na ktoré dosadajú uhlíkové kefy upevnené k držiaku. Tým, že každá kefa je pripojená k jednému pólu alebo svorke, stále zbiera akoby prúd z vodiča, ktorý je pod severným prípadne južným pólom. Preto vo vonkajšom obvode sa zdá, že prúd preteká stále opačným smerom. Medzi dvoma pólmi elektromagnetu sa otáča závit a jeho konce sú pripojené na lamely komutátora. Pri otáčaní závitu sa v ňom indukuje striedavé napätie, ktoré sa prenáša pomocou uhlíkových kief tak, že kefa spojená s kladnou svorkou zbiera prúd z vodiča, ktorý je pod južným pólom a kefa spojená so zápornou svorkou zbiera prúd z vodiča pod severným pólov. Preto vo vonkajšom obvode je prúd jednosmerný.

Zones.sk – Najväčší študentský portál