top of page

-----------------------

Maszyna elektryczna

-----------------------

Maszyna elektryczna

Definicje maszyny elektrycznej oraz uznawanie niektórych urzÄ…dzeÅ„ za maszyny bywa nieco zróżnicowane.


 


 

UrzÄ…dzenie, które na zasadzie indukcji magnetycznej przetwarza energiÄ™, albo bez udziaÅ‚u ruchu mechanicznego (transformator), albo z udziaÅ‚em ruchu mechanicznego (maszyna elektryczna wirujÄ…ca albo liniowa)[1]. W ukÅ‚adach elektromaszynowych nastÄ™puje przetwarzanie:

  • przetwarzanie energii mechanicznej na elektrycznÄ… (w prÄ…dnicach),

  • elektrycznej na mechanicznÄ… (w silnikach) albo

  • elektrycznej jednego rodzaju na elektrycznÄ… innego rodzaju (w transformatorach i przetwornicach)[2].

UrzÄ…dzenie elektromechaniczne przetwarzajÄ…ce:

  • energiÄ™ mechanicznÄ… na elektrycznÄ… (prÄ…dnica),

  • elektrycznÄ… na mechanicznÄ… (silnik elektryczny) lub

  • elektrycznÄ… na elektrycznÄ… o innych parametrach (przetwornica elektryczna)[


 

Zasadniczy podział

Do najbardziej popularnych maszyn elektrycznych należą:

  • Maszyny synchroniczne (silnik synchroniczny, generator synchroniczny) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Maszyny indukcyjne (silnik asynchroniczny, generator asynchroniczny)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Maszyny komutatorowe (silniki komutatorowe prÄ…du staÅ‚ego i zmiennego oraz prÄ…dnice prÄ…du staÅ‚ego)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         Transformatory

Dodatkowo wyróżnia siÄ™ oddzielnÄ… kategoriÄ™, tzw. elektromaszynowe elementy automatyki, w skÅ‚ad której wchodzÄ… maszyny projektowane pod kÄ…tem realizacji konkretnych zadaÅ„ w ukÅ‚adach automatyki, robotyki, mechanizmach precyzyjnych, itp.

WedÅ‚ug wielu autorów[4][5] transformator nie jest maszynÄ… elektrycznÄ… lecz urzÄ…dzeniem, autorzy ci argumentujÄ…, że nie posiada on części ruchomych, wchodzi on jednak zwykle w zakres nauczania maszyn elektrycznych, gdyż zachodzÄ… w nim zjawiska identyczne (poza ruchem) jak w maszynach prÄ…du przemiennego.

Maszyny elektryczne wirujÄ…ce lub liniowe muszÄ… speÅ‚niać tzw. warunki elektromechanicznego przetwarzania energii.

Maszyna indukcyjna (asynchroniczna)

  • PrÄ…dnica asynchroniczna

  • Silnik asynchroniczny

Ze względu na sposób wykonania wirnika silniki indukcyjne można podzielić na:

  • Silnik klatkowy (silnik z wirnikami klatkowymi, silnik zwarty) - najbardziej popularny silnik elektryczny w XX wieku.

  • Silnik pierÅ›cieniowy (silnik z wirnikami uzwojonymi)

Silnik indukcyjny jest najtaÅ„szym silnikiem elektrycznym. Ponad 95% maszyn elektrycznych w przemyÅ›le (pod wzglÄ™dem iloÅ›ci, nie mocy) stanowiÄ… silniki indukcyjne trójfazowe (choć wymienione wyżej silniki synchroniczne, posiadajÄ… kilka zalet, których pozbawione sÄ… silniki indukcyjne - takie jak możliwość kontrolowania współczynnika mocy, proporcjonalność pomiÄ™dzy momentem a napiÄ™ciem wejÅ›ciowym, prÄ™dkość zależnÄ… tylko od czÄ™stotliwoÅ›ci na wejÅ›ciu i iloÅ›ci biegunów, wiÄ™kszÄ… wnÄ™kÄ™ powietrznÄ… i lepszÄ… adaptacjÄ™ do momentu pulsujÄ…cego obciążenia).


 

Maszyna prądu stałego

Wymienione wyżej maszyny prądu zmiennego (zarówno silniki jak i generatory) są znacznie prostsze niż maszyny prądu stałego. Silniki prądu zmiennego są również tańsze niż silniki prądu stałego. Z tego względu (jak i również dlatego, że napięcie łatwiej przekształcać w układach prądu zmiennego) maszyny prądu zmiennego spotyka się najczęściej. Z tego też względu przesył energii następuje po liniach prądu zmiennego. Tym niemniej w niektórych okolicznościach stosuje się zarówno przesył po liniach prądu stałego (zob.HVDC) jak i wykorzystuje się silniki prądu stałego.

    Silnik prÄ…du staÅ‚ego - Maszyny prÄ…du staÅ‚ego zwykle posiadajÄ… komutator, co powoduje, że mogÄ… być zasilane prÄ…dem staÅ‚ym, bÄ…dź produkujÄ… prÄ…d staÅ‚y, chociaż w uzwojeniach twornika indukowane sÄ… napiÄ™cia przemienne i pÅ‚ynÄ… prÄ…dy przemienne w czasie. PodstawowÄ… zaletÄ… maszyn komutatorowych jest Å‚atwość sterowania nimi i regulacji. PodstawowÄ… wadÄ… natomiast jest wystÄ™powanie ruchomego zestyku szczotki-komutator oraz stosunkowo duży koszt wykonania. Zawodne i niewygodne w utrzymaniu komutatorowe maszyny prÄ…du staÅ‚ego z czasem zostaÅ‚y wyparte przez efektywniejsze energetycznie silniki indukcyjne (wymienione wyżej) orazbezszczotkowe silniki elektryczne (najczęściej z magnesem trwaÅ‚ym). Bezszczotkowy silnik elektryczny (silnik BLDC ang. Brushless Direct Current) może być pewnÄ… odmianÄ… silnika synchronicznego. Stosowany jest w każdym komputerze do napÄ™du wszystkiego – od wiatraczka po dysk twardy, a także jako serwomotory (silnikiserwomechanizmu) w obrabiarkach CNC i innych maszynach. Uzwojenia tej maszyny sÄ… zasilane przez ukÅ‚ad elektroniczny, który w odpowiednim momencie na podstawie pomiaru poÅ‚ożenia wirnika z magnesami trwaÅ‚ymi steruje prÄ…dem w uzwojeniach stojana. ZaletÄ… takiego silniczka jest brak komutatora i szczotek oraz możliwość precyzyjnego sterowania. Stosowany przy maÅ‚ych mocach – ograniczeniem sÄ… miÄ™dzy innymi magnesy.
    PrÄ…dnica prÄ…du staÅ‚ego

Wyróżnia się również następujący podział ze względu na sposób zasilania uzwojenia wzbudzenia:

    Maszyny obcowzbudne (w tym maszyny z magnesami trwaÅ‚ymi)
    Maszyny samowzbudne

Ze względu na sposób połączenia uzwojenia wzbudzenia z uzwojeniem twornika wśród maszyn samowzbudnych rozróżnia się:

    Maszyny szeregowe – poÅ‚Ä…czenie szeregowe uzwojeÅ„
    Maszyny bocznikowe – poÅ‚Ä…czenie równolegÅ‚e (bocznikowe)

    Maszyny szeregowo-bocznikowe – uzwojenie wzbudzenia skÅ‚ada siÄ™ z dwóch części, jedna poÅ‚Ä…czona jest szeregowo a druga równolegle

Transformator

Transformatory służą do przetwarzania energii elektrycznej na energię elektryczną o innych parametrach (głównie wartości napięć i prądów elektrycznych, choć stosuje się je również np. do zmiany trójfazowego układu napięć na układ sześciofazowy).

Elektromaszynowe elementy automatyki

Maszyny i mikromaszyny elektryczne specjalnego zastosowania w układach automatyki, robotyki, itp. Z tego względu występuje znaczna różnorodność typów i konstrukcji mikromaszyn często nie przypominających wyglądem i zasadą działania maszyn dużych.

  • Silnik synchroniczny przeksztaÅ‚tnikowy

  • Silnik synchroniczny reluktancyjny

  • Silnik przeÅ‚Ä…czalny (ze staÅ‚ymi magnesami, reluktancyjne lub indukcyjne)

  • Selsyny

  • Silnik histerezowy

  • Silnik skokowy (z magnesami trwaÅ‚ymi, reluktancyjne lub hybrydowe)

  • TachoprÄ…dnica

  • Transformator poÅ‚ożenia kÄ…towego

bottom of page