Silnoproudá (výkonová) elektrotechnika podíl K13114 na výuce
výroba el.energie
technická zařízení elektráren generátory budící zdroje
rozvod el.energie
technická zařízení rozv.sítí vn přístroje nn přístroje transformátory měniče pro HVDC a FACTS
Elektrické POHony Katedra:
Elektrických pohonů a trakce Prof. Jiří PAVELKA, DrSc.
spotřeba el.energie
elektrický pohon
Schwachstromtechnik
využívá silové účinky el.proudu
SPÍNACÍ PŘÍSTROJE
slaboproudá
NAPÁJENÍ
Elektrotechnika
Silnoproudá (Výkonová) Power Starkstromtechnik
elektrické pohony, elektrolýzy měniče výk. elektroniky motory pohony a jejich řízení
využívá el.proud nebo napětí pro přenos informace
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ
Přednášející:
PRACOVNÍ MECHANIZMUS
K13114
MECHANICKÝ MĚNIČ
X14POH
ELEKTRICKÝ STROJ
Předmět:
ŘÍDICÍ ČÁST
spotřeba el.energie
elektrické pohony tepelná technika světelná technika elektrolýzy
OBSLUHA
ŘÍDICÍ ČÁST provozní údaje výstrahy působení HO
PRACOVNÍ MECHANIZMUS
technická zařízení rozv.sítí provoz a jeho techn. řízení ekonomika provozu
MECHANICKÝ MĚNIČ
rozvod el.energie
technická zařízení elektráren provoz a jeho techn. řízení ekonomika provozu
ELEKTRICKÝ STROJ
výroba el.energie
NAPÁJENÍ
dělení dle toku energie
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ
Silnoproudá (výkonová) elektrotechnika
SPÍNACÍ PŘÍSTROJE
EP je soustava, tvořená z vhodné kombinace elektrotechnických zařízení • pro elektromechanickou přeměnu energie •pro vytváření, přenos a zpracování signálů, řídících tuto přeměnu
M ω
NADŘAZENÝ ŘÍDICÍ SYSTÉM
•pro vytváření, přenos a zpracování signálů, řídících tuto přeměnu jejichž vstupní signály jsou určeny obsluhou nebo nadřazeným řídicím, regulačním nebo automatizačním členem a jejíž výstupní veličiny jsou parametry mechanického pohybu
1
PRACOVNÍ MECHANIZMUS
MECHANICKÝ MĚNIČ
ELEKTRICKÝ STROJ
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ
NAPÁJENÍ
SPÍNACÍ PŘÍSTROJE
ELEKTRICKÝ STROJ Stator stejnosměrného motoru STEJNOSMĚRNÝ CIZE BUZENÝ
ŘÍDÍCÍ ČÁST X14EMM 4.sem. doc.Mindl
X35ZRI 3.sem. doc.Kirchmann
X14VEL 5.sem. doc.Lettl
X14EMM 4.sem. doc.Voženílek
Smontovaný stejnosměrný motor na zkušebně PŘÍKON NAPĚTÍ PROUD
P U I
motor ELEKTRICKÝ STROJ
ELEKTRICKÁ ENERGIE
U i = k ∗ Φ ∗ω M = k ∗Φ ∗ I
P RYCHLOST Ω MOMENT M VÝKON
MECHANICKÁ ENERGIE
Ui ∗ I = ω ∗ M
Trakční stejnosměrný motor s převodovkou typ 1ALS2741tN ELEKTRICKÝ STROJ
P NAPĚTÍ U PROUD I VÝKON
P RYCHLOST Ω MOMENT M PŘÍKON
ELEKTRICKÝ
ELEKTRICKÁ ENERGIE
STROJ
MECHANICKÁ ENERGIE
STEJNOSMĚRNÝ CIZE BUZENÝ
SERIOVĚ BUZENÝ
generátor
U i = k ∗ Φ ∗ω M = k ∗Φ ∗ I
Ui ∗ I = ω ∗ M
2
ELEKTRICKÝ STROJ Rotor asynchronního motoru s vinutím nakrátko
STEJNOSMĚRNÝ CIZE BUZENÝ
SERIOVĚ BUZENÝ
STŘÍDAVÝ ASYNCHRONNÍ
Řada asynchronních motorů 3,5 až 25kW, 500 V, 21Hz z r.1901
Asynchronní motor
Ložisko motoru kompletní ložisko
víko ložiska
ucpávky
Paket statorových plechů se statorovým vinutím
ložisková vložka
ELEKTRICKÝ STROJ
STŘÍDAVÝ
STEJNOSMĚRNÝ CIZE BUZENÝ
SERIOVĚ BUZENÝ
SYNCHRONNÍ
ASYNCHRONNÍ
Statorový paket turbogenerátoru
3
USMĚRŇOVAČ
CIZE BUZENÝ
STŘÍDAVÝ SYNCHRONNÍ
SERIOVĚ BUZENÝ
PRACOVNÍ MECHANIZMUS
MECHANICKÝ MĚNIČ
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ
ELEKTRICKÝ STROJ
STEJNOSMĚRNÝ
ELEKTRICKÝ STROJ
POLOVODIČOVÝ POLOVODIČOVÝ MĚNIČ MĚNIČ
SPÍNACÍ PŘÍSTROJE
NAPÁJENÍ
Čela statorové vinutí
∼
∼ =
=
ASYNCHRONNÍ
KOMUTÁTOROVÉ SPÍNANÉ RELUKTANČNÍ LINEÁRNÍ Rtuťový usměrňovač pro dráhy se vzduchovým chlazením 3300V, 1200A
LINEÁRNÍ MOTOR stator
Usměrňovač pro METRO 825V,2250A rotor
kompletní motor
4
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ USMĚRŇOVAČ
∼
∼
=
=
STŘÍDAČ STEJ. MĚNIČ STŘÍD. MĚNIČ
∼ ∼ ∼
∼ =
=
Asynchronní motor s regulací otáček
Tyristorový usměrňovač pro Kvarto Vítkovice 750V,20kA
Svorkovnice pro připojení vstupů LI, AI, AO
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ USMĚRŇOVAČ
= =
∼
∼
=
=
∼
∼ =
=
Optokabelové propojení na sběrnicový adaptér
STŘÍDAČ
Napěťový střídač v technologii IGBT pro hlavní pohon tramvaje nebo trolejbusu
svorkovnice pro připojení LO
optokabely Propojení mezi Řídicí panel s Adaptér RS232 adaptér pro PC ACS300 víceřádkovým pro spojení směničem připojení k sériovou linkou displejem nadřazené sběrnici Měnič frekvence pro střídavý pohon ACS 300 RS232 0,55-11kW, 200-480V, 0-400 Hz
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ USMĚRŇOVAČ
∼
∼
=
=
STŘÍDAČ
= =
STEJ. MĚNIČ
∼ Měničový modul s IGBT pro buzení trakčních motorů
∼ =
= nepřímý měnič frekvence pro SM
5
PRACOVNÍ MECHANIZMUS
MECHANICKÝ MĚNIČ
ELEKTRICKÝ STROJ
POLOVODIČOVÝ MĚNIČ
SPÍNACÍ PŘÍSTROJE
NAPÁJENÍ
ŘÍDICÍ ČÁST OVLÁDÁNÍ
AUTOMATIZACE
LOGICKÉ AUTOMATY
ŘÍDÍCÍ ČÁST ČÁST ŘÍDÍCÍ
ŘÍDICÍ ČÁST
ŘÍDICÍ ČÁST
OVLÁDÁNÍ
OVLÁDÁNÍ
dΩ M − MZ = J ∗ dt
ELEKTRICKÝ POHON M, Ω
Automatická pračka
REGULACE
PRACOVNÍ MECHANIZMUS MZ, Ω
M = k ∗Φ∗ I
REGULACE AUTOMATIZACE
LOGICKÉ AUTOMATY
Ω, Ι
VÝROBNÍ LINKY
I
ŘÍDICÍ ČÁST
Výhody elektrických pohonů ¾ Proveditelnost pro libovolný výkon (mW až 102 MW)
OVLÁDÁNÍ
¾ Proveditelnost pro široký rozsah momentů (mNm až MNm) a otáček (jednotky až statisíce ot/min)
REGULACE
M − MZ = J ∗
M = k ∗Φ∗ I
dΩ dt
ELEKTRICKÝ POHON M, Ω
¾ přizpůsobitelnost pro různé vnější podmínky (nebezpečí výbuchu, radioaktivní okolí, voda) ¾ ekologičnost (není zdrojem splodin) ¾ nízký hluk
Ω I ΩΖ
PRACOVNÍ MECHANIZMUS MZ, Ω
Ω, Ι I
¾ okamžitá provozuschopnost ¾ jednoduchá obsluha ¾ snadná přizpůsobitelnost speciálním požadavkům ¾ vysoká účinnost ¾ velká krátkodobá přetižitelnost
6
Třídění elektrických pohonů
Výhody elektrických pohonů ¾ možnost rekuperace
Pohony třídíme podle:
¾ není zdrojem vibrací
¾ vykonávaného pohybu
¾ dlouhá životnost
¾ řiditelnosti rychlosti ¾druhu řízení
¾ konstrukční přizpůsobitelnost zátěži
Nevýhody elektrických pohonů
¾ ruční
(lidskou obsluhou)
¾ automatické
(logické řízení)
¾ samočinná regulace
(regulátor)
¾ závislost na dodávce elektrické energie ¾ nízký ukazatel výkon/hmotnost (ve srovnání s hydraulikou)
Třídění elektrických pohonů
Třídění elektrických pohonů Pohony třídíme podle:
Pohony třídíme podle:
¾ vykonávaného pohybu
¾ vykonávaného pohybu ¾ točivý pohyb
(rotační motory)
¾ řiditelnosti rychlosti
¾ přímočarý pohyb
(lineární motory)
¾ druhu řízení ¾ druhu hnacího elektromotoru ¾ se stejnosměrným sériovým motorem ¾ se stejnosměrným cize buzeným motorem ¾ s asynchronním motorem ¾ se synchronním motorem ¾ s komutátorovým motorem ¾ se spínaným reluktančním motorem (SRM)
Třídění elektrických pohonů
Třídění elektrických pohonů
Pohony třídíme podle:
Pohony třídíme podle:
¾ vykonávaného pohybu ¾ řiditelnosti rychlosti
¾ vykonávaného pohybu ¾ řiditelnosti rychlosti
¾ jednorychlostní
¾ druhu řízení
¾ dvourychlostní
¾ druhu hnacího elektromotoru ¾ zapojení polovodičového měniče ¾ s reverzací v buzení ¾ s reverzací v kotvě
¾ vícerychlostní ¾ s plynule nastavitelnou rychlostí
¾ s pulsním měničem ¾ ¾ ¾ ¾
přímým měničem frekvence (cyklokonvertorem) s napěťovým (proudovým) nepřímým měničem frekvence ventilový pohon podsynchronní kaskáda
7
Třídění elektrických pohonů Pohony třídíme podle: ¾ vykonávaného pohybu ¾ řiditelnosti rychlosti ¾ druhu řízení ¾ druhu hnacího elektromotoru ¾ zapojení polovodičového měniče ¾ způsobu přenosu mech. energie ¾ přímý pohon (bez převodovky) ¾ s převodovkou
Třídění elektrických pohonů Pohony třídíme podle: ¾ vykonávaného pohybu ¾ řiditelnosti rychlosti ¾ druhu řízení ¾ druhu hnacího elektromotoru ¾ zapojení polovodičového měniče ¾ způsobu přenosu mech. energie ¾ druhu poháněného mechanizmu ¾ funkce zařízení v technologii ¾ hlavní pohon ¾ vedlejší (pomocný) pohon ¾ nouzový pohon ¾ záskokový pohon
Třídění elektrických pohonů Pohony třídíme podle: ¾ vykonávaného pohybu ¾ řiditelnosti rychlosti ¾ druhu řízení ¾ druhu hnacího elektromotoru ¾ zapojení polovodičového měniče ¾ způsobu přenosu mech. energie ¾ druhu poháněného mechanizmu ¾ funkce zařízení v technologii ¾ počtu motorů ¾ jednomotorový pohon ¾ vícemotorový pohon
8
