2
Održavanje elektromotornih pogona u industriji
elektromotora postojao je sistem za napajanje mehaničkom energijom proizvodnih
mašina koji se sastojao od parne mašine (ili nekog drugog motora) i transmisije.
Razvojem tehnike motori pokretani vodenom parom sve više ustupaju mjesto
električnim motorima i motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem (SUS). Električni
motor, istorijski, je najmlađi među postrojenjima za proizvodnju mehaničkog rada.
Razvoj i upotreba elektromotora tekli su vrlo brzo, pa on potiskuje ostale motore gdje
god je to moguće. Primjena električnog motora unijela je revoluciju u industriju.
Industrijski procesi više nisu ograničeni prenosom snage preko vratila, remenika,
komprimovanog vazduha ili hidrauličkog pritiska. Umjesto toga svaka mašina može
biti opremljena sopstvenim motorom, što pruža laku kontrolu u tehnološkom
procesu i bolju efikasnost u prenosu snage. Čak i u drumskom saobraćaju, gdje danas
dominiraju motori sa unutrašnjim sagorijevanjem, neprestano se istražuju
mogućnosti upotrebe elektromotora.
Pojavom elektromotora počinje razvoj elektromotornih pogona kakve mi danas
poznajemo. Prvi elektromotorni pogoni bili su vrlo jednostavni, kao i sami električni
motori. Iako interesantan vid transformacije energije, elektromotori su na početu bili
slabo primenjivani u fabrikama jer troškovi za cink i kiselinu (koji su korišćeni u
baterijama za napajanje) daleko prevazilaze one za ugalj u parnim motorima iste
snage. Komercijalna eksploatacija elektromotora zahtijevala je efikasnije generatore i
električne distributivne mreže. U to vrijeme, dominirali su motori jednosmjerne
struje. Revolucionarni obrt donosi (trofazni) naizmjenični sistem sa jeftinim
asinhronim motorom, za šta je najviše zaslužan
Nikola Tesla
(1888.godine Nikola
Tesla je izumio prvi upotrebljiv motor naizmjenične struje). Pojava naizmjeničnih
sistema omogućava porast snage energetskih izvora nekoliko puta, prenos energije
na velike daljine i smanjuje cijenu el. energije, a pojava asinhronog motora smanjuje
cijenu motora iste snage za nekoliko puta, čime asinhroni motor potiskuje motor
jednosmjerne struje u postojećim pogonima.
Kako se tehnika razvijala rasli su i zahtjevi koje elektromotorni pogon
(elektromotor) treba da ispuni, javlja se potreba za regulacijom brzine, oblikovanjem
prelaznih pojava (zalet, kočenje, ubrzanja više nisu zanemarivi) i pojavljuju se motori
posebnih konstrukcija. Danas, električni motori su raspoloživi u širokom dijapazonu
snaga, ugaonih brzina obrtanja i pogonskih momenata, lako se prilagođavaju
različitim uslovima eksploatacije (na primjer, rad u eksplozivnim sredinama) i
pogodni su za kontinualnu regulaciju brzine. A u poslednje vrijeme sve interesantniji
postaju i motori čiji rad se zasniva na upotrebi elektrostatičkih sila, piezoelektričnog
efekta i magnetostrikcije.
U daljem tekstu obrađeni su konstrukcija, princip rada i važnije odlike nekih
tipova motora koji su se svojim kvalitetom tehnološkim izvedbama u praktičnom
smislu nametnuli kao najkorišćeniji.
2. VRSTE ELEKTROMOTORA
Elektromotorni pogoni predstavljaju jedan od osnovnih sklopova u industriji
koji služe za pokretanje mašina u industriji i eksploataciji mineralnih sirovina,
pretvarajući električnu energiju u mehanički rad. Elektromotorni pogon je svaki
4
Održavanje elektromotornih pogona u industriji
pogonom.
Za izbor elemenata mašinskog prenosa neke mašine potrebno je poznavati
tehnologiju rada na mjestu korisnog rada, na osnovu čega se dalje vrši i izbor
elektromotora i njegovih radnih karakteristika. Najprije treba odrediti snagu
elektromotora, koja je funkcija momenta i brzine obrtanja, pa treba utvrditi da li
momenat motora odgovara potrebama momenta radne mašine. Da bi se dobila
željena brzina na mjestu korisnog rada radne mašine, potrebno je odrediti brzinu
elektromotora. Pri izboru mehaničkog prenosa i elektromotora treba obratiti pažnju
na ekonomičnost proizvodne mašine, kao i o uslovima prelaznih radnih stanja,
odnosno o uslovima polaska i kočenja tog pogona.
Upravljačka aparatura EMP prije svega služi za prilagođavanje osnovnih
karakteristika elektromotora uslovima rada koje zahtijeva tehnologija rada radne
mašine pri pokretanju i kočenju, kao i za razne regulacije uobičajenih radnih režima
mašine i elektromotora.
Podjela električnih motora može biti prema različitim kriterijima: vrsti struje ili
napona koji se koriste, načinu rada, veličini, konstrukciji, brzini obrtanja, vrsti
mehaničke zaštite itd.
Slika 3. Podjela elektromotora
2.1.
Asinhroni motor
Asinhroni (indukcioni) motor je vrsta električne mašine za naizjmeničnu struju.
Kod asinhronih motora, brzina obrtanja rotora i brzina obrtanja obrtnog magnetnog
5
Održavanje elektromotornih pogona u industriji
polja nisu sinhronizovane, pa otuda ime. Asinhrone mašine za razliku od sinhrone
mašine ne mogu da proizvode reaktivnu snagu, pa se uglavnom koriste kao
elektromotori i to trofazni, a samo za male snage i jednofazni. Asinhroni motori,
posebno trofazni asinhroni motor, zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti, danas je
najčešce korišćeni motor u industriji. Konverzija električne energije u mehaničku
ostvaruje se zahvaljujući tzv. transformatorskom dejstvu; električna energija sa
nepokretnog dijela - statora, prenosi se na pokretni dio - rotor, bez konduktivne veze
između njih, zahvaljujući međusobnoj indukciji.
Slika 4. Asinhroni motor
2.1.1. Jednofazni asinhroni motor
Pored trofaznog asinhronog motora važnu vrstu predstavljaju i jednofazni
asinhroni motori. Međutim, za razliku od trofaznih, koji se grade za velike snage do
nekoliko stotina kilovata, jednofazni se grade za male snage, od nekoliko desetina
vata do nekoliko kilovata. Oni se po svojoj konstrukciji ne razlikuju od trofaznih
asinhronih motora. I kod njih je stator izveden iz paketa visokolegiranih limova sa
usječenim žljebovima u koje se smještaju namotaji. Rotor je kavezasti, tj. sa kratko
spojenim namotajem. Ako namotamo takav motor jednofazno i priključimo ga na
jednofaznu mrežu, on se neće pokrenuti. Pokrenemo li motor rukom desno ili lijevo,
da dobije zalet on će početi besprijekorno da se okreće. Uzrok toga objašnjava
Leblanova teorema
: jednofazna struja, koja teče u jednofaznom namotaju statora,
stvara pulsirajuće magnetno polje koje se može zamijeniti sa dva upola slabija obrtna
polja. Oni se u suptotnim smjerovima okreću jednakim, sinhronim brzinama. Kada
rotor miruje oba magnetna polja djeluju jednakim elektromagnetnim silama na struje
u provodnicima rotora, ali u suprotnim smerovima.
Slika 5. Jednofazni asinhroni motor
