4
1
ASINHRONE MAŠINE
Asinhrona mašina se u primeni naj
č
eš
ć
e susre
ć
e kao motor, i to trofazni. Tipi
č
ni je
predstavnik elektri
č
ne mašine male snage koja se obi
č
no pravi u velikim serijama.
Prednosti asinhronih mašina, u odnosu na ostale vrste elektri
č
nih mašina, su prvenstveno
manja cena, jednostavnost konstrukcije, manji momenat inercije, robusnost, pouzdanost i
sigurnost u radu, lako održavanje, dok su nedostaci vezani uglavnom za uslove pokretanja
i mogu
ć
nost regulisanja brzine obrtanja u širokim granicama. Primena mikroprocesora i
energetske elektronike omogu
ć
ila je ekonomi
č
no upravljanje motorima za naizmeni
č
nu
struju i time konkurentnost i u podru
č
ju pogona sa promenljivom brzinom.
Slika 1-1 a) niskonaponski motor b) visokonaponski motor
Pre nego što se detaljnije upoznamo sa radom asinhrone mašine, bi
ć
e dat osnovni opis
namotaja mašina za naizmeni
č
nu struju.
1.1 Namotaji mašina za naizmeni
č
nu struju
Elektri
č
ne mašine za naizmeni
č
nu struju obi
č
no imaju dva namotaja, induktor i indukt
(Tabela 1-1).
Induktor
(pobuda, primar u analogiji sa transformatorom) – namotaj kroz koji prolazi
elektri
č
na struja i stvara magnetsko polje koje magneti
č
itavo magnetsko kolo mašine.
Indukt
(sekundar u analogiji sa transformatorom) – namotaj u kome se pod uticajem
promena magnetskog fluksa induktora indukuju elektromotorne sile (
ems
), a ako je
elektri
č
no kolo namotaja zatvoreno, i struje.
Namotaji mogu biti namotani na istaknute polove ili smešteni u žlebove koji su aksijalno
postavljeni po obimu induktora ili indukta. Namotaji za naizmeni
č
nu struju su uvek
raspore
đ
eni u žlebove.
5
Tabela 1-1 Namotaji mašina za naizmeni
č
nu struju
Mašina /
namotaj
Induktor
(smeštaj, oblik struje)
Indukt
(smeštaj, oblik struje)
asinhrona
stator, naizmeni
č
ni
rotor, naizmeni
č
ni
sinhrona
rotor, jednosmerni
stator, naizmeni
č
ni
Za predstavljanje namotaja upotrebljavaju se razvijene i kružne šeme. Razvijena šema se
dobija kada se cilindri
č
na površina statora i rotora, gledano sa strane žlebova, prese
č
e po
jednoj izvodnici i razvije u jednu ravan. Kružne šeme prikazuju ili izgled namotaja statora
ili rotora sa bo
č
ne strane, ili njihov radijalni presek.
Standardne oznake krajeva namotaja trofaznih naizmeni
č
nih mašina su:
Tabela 1-2 Oznake krajeva namotaja trofaznih naizmeni
č
nih mašina
namotaj
nova oznaka
stara oznaka
statora
U2
U1,
V2
V1,
W2
W1,
X
U,
Y
V,
Z
W,
rotora
asinhrona mašina
K2
K1,
L2
L1,
M2
M1,
x
u,
y
v,
z
w,
rotora (pobudni)
sinhrona mašina
P2
P1,
K
I,
Namotaj pobude (induktora) asinhrone mašine smešten je u otvorene ili poluzatvorene
žlebove statora. Namotaj indukta je smešten na rotoru. S obzirom na na
č
in izvo
đ
enja
namotaja rotora (indukta), razlikujemo dva osnovna tipa asinhronih mašina:
•
sa namotanim rotorom (klizno-kolutne) i
•
kratkospojenim rotorom (kavezne).
1.2 Elektromotorna sila
Naizmeni
č
nu elektromotornu silu (ems)
karakterišu veli
č
ina, u
č
estanost (frekvencija) i
oblik. Veli
č
inu i u
č
estanost nije teško posti
ć
i, dok je znatno teže posti
ć
i željeni oblik.
Obi
č
no se želi posti
ć
i harmoni
č
an oblik, što vodi na potiskivanje (suzbijanje) harmonika
višeg reda.
U daljem izlaganju uglavnom
ć
emo se ograni
č
iti na osnovni harmonik.
7
ponavlja za svaki par polova. Ako sa
p
ozna
č
imo
broj pari polova
, odnos izme
đ
u
elektri
č
nog ugla
θ
i mehani
č
kog ugla
α
je slede
ć
i:
α
θ
p
=
.
Odnos izme
đ
u maksimalne
m
B
δ
, efektivne
δ
B
i srednje vrednosti indukcije
sr
B
δ
za
sinusni oblik je slede
ć
i:
11
,
1
2
2
π
π
2
2
π
2
,
2
≅
=
=
>
=
=
=
f
sr
m
sr
m
k
B
B
B
B
B
B
B
δ
δ
δ
δ
δ
δ
δ
gde je
f
k
sa
č
inilac oblika (odnos izme
đ
u efektivne i srednje vrednosti).
Na prethodnoj slici sa
y
je ozna
č
en
navojni korak
, tj. rastojanje izme
đ
u dva provodnika
koji se povezuju u jedan navojak, dok je sa
τ
ozna
č
en
polni korak
, tj. rastojanje izme
đ
u
osa susednih polova.
Kada se rotor obr
ć
e on nosi sa sobom magnetsko polje, koje se
č
e provodnike nepokretnog
statora i u njima indukuje
ems
.
Trenutna vrednost
ems
jednog provodnika je:
( )
( )
t
b
v
l
t
e
s
pr
=
gde je
l
s
svedena dužina provodnika (onaj deo dužine provodnika koji preseca magnetsko
polje).
Efektivna vrednost
ems
se obi
č
no izražava preko srednje vrednosti fluksa po polu
Φ
:
f
s
sr
p
k
B
l
B
S
δ
δ
τ
=
=
Φ
.
Izrazimo sada iz prethodnog izraza efektivnu vrednost indukcije:
τ
δ
s
f
l
k
B
Φ
=
Za polni korak imamo:
p
d
2
π
τ =
Za brzinu imamo:
f
p
f
d
p
f
d
p
d
d
v
e
m
τ
π
π
ω
ω
2
2
2
2
2
=
=
=
=
=
gde se indeks
m
odnosi na mehani
č
ke, a indeks
e
na elektri
č
ne veli
č
ine.
Kada je raspodela fluksa harmoni
č
na efektivna vrednost elektomotorne sile po provodniku
je:
Φ
≅
Φ
=
Φ
=
=
f
f
k
l
fk
l
B
v
l
E
f
s
f
s
s
pr
22
,
2
2
2
τ
τ
δ
