Elektrický stroj

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Elektrické stroje jsou strojní elektromechanická zařízení, sloužící k přeměně elektrické energie na mechanickou (případně opačně), nebo elektrické energie opět na elektrickou, ale s jinými parametry.

Elektrické stroje vždy pracují na principu elektromagnetické indukce.

Rozdělení[editovat | editovat zdroj]

Podle rotačních částí[editovat | editovat zdroj]

Dělení vyplývá z toho zda nemají nebo mají část, která se pohybuje (otáčí).

Podle způsobu napájení[editovat | editovat zdroj]

  1. stroje na stejnosměrný proud
  2. stroje na střídavý proud

Dělení z hlediska přeměny energie[editovat | editovat zdroj]

  1. Stroje, které přeměňují mechanickou energii na elektrickou, se nazývají generátory. Jejich úkolem je vytvořit, tedy generovat elektrickou energii.
  2. Stroje, které elektrickou energii spotřebovávají se nazývají elektrické motory respektive elektromotory. Tyto stroje přeměňují elektrickou energii na mechanickou.

Dělení stejnosměrných strojů[editovat | editovat zdroj]

podle přeměny energie[editovat | editovat zdroj]

Rozdělení způsobu napájení budícího vinutí[editovat | editovat zdroj]

Toto rozdělení je totožné jak pro dynama, tak i pro motory. Stejnosměrné stroje mají buď cizí budící vinutí nebo vlastní. Stejnosměrné stroje s vlastním vinutím mohou toto vinutí mít složeno buď z jedné části nebo ze dvou částí. Pokud je budící vinutí pouze z jedné části, záleží na tom, jak je toto budící vinutí připojeno k vinutí kotvy. Existují pouze dvě možnosti, jak to lze provést. Buď je budící vinutí zapojeno paralelně k vinutí kotvy, pak se jedná o motor (elektromotor) nebo o dynamo s paralelním buzením.

Pokud je budící vinutí zapojeno sériově s vinutím kotvy, pak se jedná o motor (elektromotor) nebo dynamo se sériovým buzením.

Má-li budící vinutí 2 části, pak jedna část tohoto vinutí je zapojena paralelně k vinutí kotvy a druhá je zapojena sériově s vinutím kotvy. Tento typ stejnosměrného stroje se nazývá motor (elektromotor) nebo dynamo se smíšeným vinutím. Ale to stále nejsou vyčerpány všechny možnosti. Pokud má budící vinutí dvě části, tak tyto mohou být zapojeny buď tak, že se svými magnetickými účinky navzájem podporují, pak se jedná o stejnosměrný stroj s kompaudním vinutím. Pokud je budící paralelní vinutí zapojeno tak, že působí proti účinkům sériového budícího vinutí, pak se jedná o stejnosměrný stroj s protikompaudním vinutím.

Dělení strojů na střídavý proud[editovat | editovat zdroj]

Podle počtu fázových vodičů[editovat | editovat zdroj]

  • třífázové - stroj je připojen na všechny tři fáze (třífázový proud)
  • jednofázové - stroj je připojen pouze na jednu fázi

Další dělení[editovat | editovat zdroj]

  • synchronní
  • asynchronní
  • komutátorové

Synchonní stroje[editovat | editovat zdroj]

podle účelu respektive přeměny energie[editovat | editovat zdroj]

  • generátory
  • motory
  • kompenzátory

Synchronní generátory na střídavý proud se označují jako alternátory. Pro všechny synchronní stroje je charaktreristické to, že úhlová rychlost rotoru je shodná s rychlostí postupného magnetického pole statoru - rotor se otáčí synchronně s rotujícím magnetickým polem.

podle způsobu pohonu[editovat | editovat zdroj]

  • turboalternátory - jsou synchronní generátory s hladkým rotorem. Hladký rotor je takový rotor, který má 1 nebo 2 pólpáry tedy 2 nebo 4 póly. Úhlová rychlost turboalternátorů je nejvyšší možná rychlost synchronních strojů pracujících v dané rozvodné soustavě s pevně daným kmitočtem. V naší rozvodné soustavě s frekvencí (kmitočtem) 50 Hz tzn., že rotor synchronního stroje s jedním pólpárem se za 1 sekundu otočí 50× (50 1/s). Z toho pouhým násobením získáme hodnotu za minutu 3000 1/min. (někdy také zapisováno jako 3000ot./min.). Pro případ stroje s 2 pólpáry je rychlost otáčení rotoru oproti předchozímu případu poloviční, tedy rotor se otočí za 1 sekundu 25× a za 1 minutu 1500× (1500 ot./min.).
  • hydroalternátory - jsou stroje s vyniklými póly. Počet pólových dvojic je podstatně vyšší než u turboalternátorů. Z toho také vyplývá, že úhlová rychlost jejich rotoru je podstatně nižší než u turboalternátorů. Je to dáno především rychlostí proudění vody, která pohání vodní turbínu.

Uvedené skutečnosti mají vliv i na další podstatné rozdíly mezi turboalternátory a hydroalternátory. Turboalternátory mají vodorovnou osu rotace, osa rotace hydroalternátorů je dána konstrukcí vodní turbíny a bývá nejčastěji svislá. Průměr rotoru turboalternátoru činí asi od 1 do 2 metrů, průměr rotoru hydroalternátoru je podstatně větší - 6-20 metrů. Rozdílné bývají také délky rotorů turboalternátorů a hydroalternátorů. Turboalternátory mají zpravidla delší rotory než hydroalternátory. Zmiňované rozměry tj. průměr rotoru a jeho délka závisí především na elektrickém výkonu generátoru.

Synchronní motory mají stejnou konstrukci jako synchronní generátory. Používají se zpravidla pro pohon zařízení s velkým výkonem, kde se požadují konstantní otáčky a kde se nevyžaduje změna smyslu otáčení nebo časté spouštění. Vyznačují se velkou účinností (95-98%). Mohou být nabuzeny na hodnotu účiníku cos φ = 1, takže potom odebírají ze sítě pouze činný výkon.

Synchronní kompenzátor je synchronní stroj, který je připojen k napájecí střídavé síti a pracuje naprázdno. Jedná se o elektrický stroj s velkým výkonem, aby mohl kompenzovat jalový výkon v elektrizační soustavě. Kompenzací jalového výkonu dochází zároveň k plynulé regulaci elektrického napětí v rozvodné síti.

Asynchroní stroje[editovat | editovat zdroj]

Asynchronní stroje se od synchronních liší především tím, že úhlová rychlost jejich rotoru je mírně odlišná od rychlosti postupného magnetického pole statoru (asynchronní = nesynchronní). Tento rozdíl rychlostí se uvádí v procentech a nazývá se skluz. Jeho hodnota se pohybuje od 1% (u strojů s velkým výkonem) do 10% (u strojů s malým výkonem). Dříve jsme se s asynchronními stroji mohli setkat převážně u elektromotorů. S rozvojem alternativních zdrojů elektrické energie se s nimi setkáváme také jako s asynchronními generátory. Otáčky rotoru jsou u asynchronních generátorů vždy vyšší než je rychlost postupného magnetického pole rotoru.

Dělení asynchronních strojů[editovat | editovat zdroj]

  • Podle způsobu přeměny energie na asynchronní motory a asynchronní generátory.
  • Podle počtu pracovních vodičů je dělíme
    • třífázové
    • jednofázové
  • Podle konstrukce se asynchronní stroje rozdělují na
    • stroje s jednoduchou klecí
    • stroje s dvojitou klecí
    • stroje s vírovou klecí a kroužkové.