Električni motor - vrtilna hitrost

Pozdravljeni,

slednje sem iskal tudi s googlom in v angleščini, vendar nisem našel. Če je kdo tukaj elektrotehnik/energetika, upam da bo znal odgovoriti.
Vprašanje je preprosto:

Kakšna je razlika med električno vrtilno hitrost in mehansko vrtilno hitrost?

Hvala.

V grobem in brez detajlov:

Električna vrtilna hitrost = sinhronska hitrost. Ta je določena s frekvenco omrežja in številom polovih parov v električnem stroju:

n = 60 * f / p, pri čemer je n enak obratom na minuto (zato 60 v formuli - pretvorba iz obratov na sekundo), f je frekvenca, p pa število polovih parov. Tako dobimo pri 50Hz za različno število polovih parov stroja tipične vrtine hitrosti: 3000, 1500, 1000, 750, ... obratov/minuto.

Pri sinhronskem stroju se rotor vri hkrati z vrtilnim elmg poljem in je mehanska hitrost enaka sinhronski.

Pri asinhronskem pa rotor za elmg poljem nekoliko zaostaja, kar je odvisno od obremenitve stroja (to daje asinhr. stroju večjo obratovalno robustnost). Razliki med sinhronsko in mehansko hitrostjo pri asinhronskem stroju pravimo slip. Izračunamo ga:

s = ( ns - nr ) / ns, pri čemer so ns sinronski vrtljaji, nr pa rotorski (mehanski).

Pojem "električna hitrost" najbrž opisuje hitrost statorskega magnetnega polja.

In ja, sinhronska hitrost je frekvenca, deljena s številom polovih parov. Navor gor, sinhronska hitros dol, moč teoretično enaka - kot si napisal.

Ampak rotor pri asinhronskem stroju (kakršen je na cirkularni žagi za žaganje drva) za sinhronsko hitrostjo še dodatno zaostaja (slip). Se pravi, je lahko dejanska mehanska hitrost rotorja še nižja. O kakšnem motorju se pravzaprav pogovarjamo?

Seveda sem vedel. Napisal sem celo formulo, ki to razlaga. Ampak tega me nisi vprašal.

Pozdrav

Pri asinhronskem motorju s kratkostično kletko v rotorju so polovi pari samo na statorju. Poglej naslednji video za razlago, kako število polovih parov vpliva na vrtilno hitrost magnetnega polja:



LP

Jože

Pojem "električna hitrost" je krneki in ne vem od kod si jo potegnil. Obstaja samo SINHRONSKA hitrost, ki se, kot že napisano, izračuna n = 60 * f / p.

Zdaj pa naprej: pri sinhronskem stroju je mehanska hitrost enaka sinhronski. Če rotor preveč zaostane, pade motor iz sinhronizma in potegne kratkostičen tok. Pri sinhronskem motorju se ne moremo pogovarjati o nižji hitrosti, lahko pa se pogovarjamo o kotu zaostanka, preden motor pade iz sinhronizma.

Pri asinhronskem motorju pa se motor pod obremenitvijo giblje počasneje od sinhronske hitrosti za faktor slipa.

marjan_h je 18. nov 2017 ob 12:00 izjavil:

Ali mogoče veš, če je električni navor*električna vrtilna hitrost = električna moč?

Je, ampak samo približno. Če upoštevamo, da je el. navor, množen z 2*Pi*f moč magnetnega polja, potem se je treba zavedati, da je treba do celotne električne moči prišteti vsaj še izgube v navitjih, pa še kaj.

Ampak ta 2*Pi*f je bolj imaginarna zadeva, matematičen konstrukt, ki o dejanski hitrosti rotorja bolj malo pove, če ne vemo, s koliko pari polov imamo opravka.

marjan_h je 17. nov 2017 ob 20:44 izjavil:

Sedaj nekaj ne razumem dobro.

Napisal sem da je električna vrtilna hitrost enaka mehanski ko je p = 1. Sedaj če pogledamo sinhronske motorje in večje število polovih parov. Recimo p = 2. Torej je električna vrtilna hitrost enaka 1500 RPM. Ampak rotor bo sledil temu elmag. polju in bo se obračal sinhrono z njim. Kar pomeni zopet 1500 RPM. Torej bo električna vrtilna hitrost enaka mehanski.

Ne vem, kaj manjka tukaj vendar ne razumem.
Upam, da bomo skozi konstruktivno debato prispevali kaj k razreševanju takih vprašanj, saj na tem področju ni veliko literature.

Hvala.

Malce mešaš zadeve.

Polovi pari so eno. To kar pa po mojem tebe "matra" in ne razumeš, pa je slip ali razlika med sinhronskim in asinhronskim strojem.

Sicer sem pa bral tudi o električnem kotu in geometrijskem kotu pri teh sinhronskih strojih in spet kakšna je sploh razlika? Ali američani zlorabljajo ime "električna hitrost/navor/kot" in si potem človek to narobe predstavlja?

Lahko, da je teorija, ki jo uporabljajo, malo drugačn - čeprav vodi k enakim rezultatom. Je pa res, da različni pojmi otežujejo komunikacijo s tistimi, ki smo se to učili v evropi. Predlagam ti, da zaviješ v Ljubljani na Tržaško cesto (Fakulteta za elektrotehniko) in si kupiš knjigo Električni stroji, avtorjev Damijana Miljavca in Petra Jereba. Notri je vse to in točno to, kar iščeš.

Sicer sem pa bral tudi o električnem kotu in geometrijskem kotu pri teh sinhronskih strojih in spet kakšna je sploh razlika?

Geometrijski kot je kot med dvema utoroma.
Električni kot pove, koliko električnih period (ena=360°) inducira rotor v enem obratu. Če ima stroj 2 pola, je to 2 * 360° = 720°.

Ponovno opozarjam, da je to lepo razloženo v zgoraj omenjeni knjigi.

Ali se za asinhronske motorje uporablja medfazna napetost na napisni tablici?

Recimo če piše 400V, vezava trikot. Kaj to pomeni, da ga moraš zvezat v trikot, ali ga lahko tudi v zvezdo z določenimi prilagoditvami?

Za npr. zvezda-trikot zagon.

Pozdrav

V trenutku vklopa asinhronskega elektromotorja se vrtilno magnetno polje vzpostavi praktično v trenutku, sam rotor pa v tistem trenutku še miruje, zato je slip=1

LP

Jože

Pozdrav

To bo pa moral kak "štromar" razjasnit. Sam sem strojnik, ki je imel v času študija poseben predmet "elektromotorni pogoni" in začel svojo kariero v razvoju asinhronskih elektromotorjev (seveda mehanski del...)

LP

Jože

@Barbarpapa2

Tole boš zagotovo vedel, ker gre za strojniški vidik Asinhronskih motorjev:

Kaj je to krajšanje koraka navitja?

Mogoče bo kdo odgovoril, recimo kot uporabnik A. Smith. On veliko ve.

Imam še eno vprašanje, v knjigi sem prebral da je navor asinhronskega motorja enak f*U^2.
Ampak tukaj se niti enote ne ujamejo, kako je lahko Volt^2 pomnožen s frekvenco enak navoru?

Mogoče so to eksperimentalno izpeljali?

marjan_h je 18. dec 2017 ob 18:36 izjavil:

Kaj je to krajšanje koraka navitja?

Pomeni, da vklapljaš več navitij različnih faz oz. navitij naenkrat -> knjiga str. 207.

Hvala A. Smith za prejšnje odgovore.

Da je navor enak kvadratu pritisne napetosti, sedaj ne vem točno kje sem prebral. Ampak če si kdaj to slišal, boš seveda potrdil ali pa je možno, da je res le proporcionalno. Mogoče bo še kakšen strojnik tu kaj dodal.

A. Smith je 25. dec 2017 ob 19:54 izjavil:

Enak ne more biti v nobenem slučaju, vklopi malo možgane...

Enačba za navor asinhr. motorja, stran 250, enačba (5.36):

Us^2 je zgoraj -> navor je sorazmeren s kvadratom gonilne napetosti

2*Pi*ns je spodaj -> ns = 60 * f / p -> frekvenca se skriva spodaj -> navor je obratno sorazmeren s frekvenco gonilne napetosti.

Kakšna je pa celotna formula, pa vidiš v knjigi, tukaj je na bom pisal. Tako enačbo bi menda lahko tudi že sam našel v knjigi, ki ima na koncu stvarno kazalo?

Očitno bom moral nehat alkohol konzumirati, da bom lažje razmišljal.

Mi pa še nekaj ni jasno: Kako lahko obstaja generatorsko zaviranje motorja? Mi ženemo motor hitreje, sicer takrat oddaja motor energijo ampak ne vem pri čem lahko tako zavira?

marjan_h je 15. dec 2017 ob 18:00 izjavil:

Hvala Jože.

Mogoče veš, iz kje pride slip = R2/X2?

Kjer je R2 rotorska upornost, ter X2 rotorska reaktanca.

Asinhronci ja. Meni jih je razložil Fotr. Iz šole ne odneseš nič.

Zdej za obremenjenega:
Navor povzroča tok in to s kvadratom. Le ta je odvisen od pritisnjene napetosti, frekvence, induktivne ter ohmske upornosti in slipa.
Konstruktor to prilagodi glede na potrebe.
inducirana napetost v rotorju je :

E=Irot. * Zrot. (glede na delovno točko)
Zrot= Rrot/S(razlika hitrosi vrtenja rotorja in frekvence) + jXrot (impendanca rotorja)

torej tok rotorja:

I= E/(sqr(R/s)^2+X^2)

Če mu že noben noče povedat.

blay44 je 27. dec 2017 ob 10:26 izjavil:

marjan_h je 15. dec 2017 ob 18:00 izjavil:

Hvala Jože.

Mogoče veš, iz kje pride slip = R2/X2?

Kjer je R2 rotorska upornost, ter X2 rotorska reaktanca.

Asinhronci ja. Meni jih je razložil Fotr. Iz šole ne odneseš nič.

Zdej za obremenjenega:
Navor povzroča tok in to s kvadratom. Le ta je odvisen od pritisnjene napetosti, frekvence, induktivne ter ohmske upornosti in slipa.
Konstruktor to prilagodi glede na potrebe.
inducirana napetost v rotorju je :

E=Irot. * Zrot. (glede na delovno točko)
Zrot= Rrot/S(razlika hitrosi vrtenja rotorja in frekvence) + jXrot (impendanca rotorja)

torej tok rotorja:

I= E/(sqr(R/s)^2+X^2)

Če mu že noben noče povedat.

OK, blay44. Jaz sicer berem knjigo, ampak si je zelo težko predstavljati brez prakse na dejanskih motorjih. Seveda pa je potrebno imeti neko teoretično osnovo, da te visoka napetost ne ubije recimo če narobe zvežeš motor.

A. Smith je 26. dec 2017 ob 21:35 izjavil:

Statorsko vrtilno magnetno polje sili rotor, da bi se vrtel s sinhronsko hitrostjo. Če rotor pospešimo nad sinhronsko hitrost, bo še vedno gravitiral proti sinhronski hitrosti. In če je rotor ravno prav hitrejši od sinhronske hitrosti + še kakšen pogoj, bo energija tekla iz stroja v omrežje.

Hmm, to je res zaviranje. Ampak kakšen smisel ima pospešiti rotor v nadsinhronizem, če ga hočemo ustaviti? Ali pa gre tukaj za napačno rabo besede "zaviranje" oz. "generatorsko zaviranje"?

Pozdrav

Zaviranje ne pomeni nujno tudi ustavljanje. Npr. pri vozilih je zaviranje lahko tudi vzdrževanje hitrosti. Predstavljaj si npr nekaj tisoč ton težek vlak, ki se spušča po klancu. "Zaviranje z motorji" v tem primeru ne služi ustravljanju temveč vzdrževanju hitrosti oz. preperečevanju pospeševanje. Drugi izraziti primer pa so generatorji v elektrarnah ki dejansko "zavirajo" turbino, ki jih poganja (kot je napisal googleg1)....

LP

Jože

Pozdrav

Železničarji imajo svojo terminologijo. Avtomatsko zaviranje je tam nekaj drugega, "generatorski" način zaviranja pa imenujejo rekuperativno ali regenerativno zaviranje.

Lp

Jože

Sem si sposodil nekaj knjig v CTK, glede motorjev. Ampak je zahtevnost le teh kar visoka.

Zanima me še, kaj določa navorne karakteristike bremen, zakaj so pravzaprav takšne kot so? Recimo ventilator, hidravlične črpalke, pogonski trakovi, dvigala...

Te navorne karakteristike so verjetno izmerili, ampak nič pa v knjigi zakaj so takšne.