vy_32_inovace_h.3.12 - Integrovaná Střední Škola Technická

ISŠT Mělník
Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0061
Označení materiálu
VY_32_INOVACE_H.3.12
Název školy
Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti
2566, 276 01 Mělník
Autor
Ing.František Moravec
Tematická oblast
Elektrotechnika
Ročník
2ME
Anotace
Elektrické stroje točivé
Metodický pokyn
Frontální výuka s videosekvencemi doplněná
metodou průběžného kladení otázek pro objasnění
probírané látky, po výkladu následuje zpětnovazební
test pro ověření vyložené látky
Zhotoveno
květen 2012
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
Dynamo – generátor stejnosměrného proudu:
Elektrický stroj v němž se přeměňuje mechanická energie (pohybová
energie rotoru – rotační pohyb) na energii elektrickou. Vlivem komutace je
výstupní proud dynama stejnosměrný (DC), ( = )
Každý stejnosměrný stroj může pracovat jako generátor, nebo jako motor
Oproti alternátoru je součástí rotoru dynama tzv.„komutátor“, což je vlastně
rychlý otočný přepínač plnící funkci mechanického usměrňovače. Obvodu
válcového komutátoru je složen z více navzájem odizolovaných vodivých
lamel, ke kterým jsou připojeny jednotlivé cívky rotoru. Vodivý styk těchto
lamel s okolím i při otáčení zajišťují dva protilehlé grafitové kartáče – „uhlíky“
komutátor
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
Princip usměrnění proudu pomocí komutátoru
Vzájemné poloha lamel komutátoru a kartáčů je nastavena tak, aby došlo
k přepnutí (prohození) vývodů každé cívky v okamžiku, kdy se na jejích
koncích mění polarita indukovaného napětí a proudu, z kladného na
záporný. Díky tomu pak lze z jednoho kartáče odebírat trvale kladný a z
druhého záporný proud – dochází k usměrnění
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
•
•
•
Při přenášení velkých proudů komutátorem dochází k nežádoucím
mechanickým poruchám a elektromagnetickým rušením, jež vzniká
vlivem jiskření. To je způsobené nedokonalosti styku mezi kartáči a
členitým povrchem komutátoru. Dynamo je poměrně nespolehlivé a
rovněž se nehodí do prostředí s možností výskytu hořlavých a
výbušných plynů
Protože se kartáče i lamely komutátoru vlivem tření a jiskření rychle
obrušují, vyžaduje dynamo daleko častější servis než alternátor
Výhodnější metodou, jak generovat stejnosměrný proud, je že za
spolehlivější střídavý alternátor zařadíme polovodičový usměrňovač
* Kontroly závad komutátoru => žárovka se při zkratu rozsvítí
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
Konstrukce dynama
Do statorových cívek dynama je přiveden stejnosměrný budící proud a
přes komutátor a uhlíky se odebírá z rotoru vygenerovaný stejnosměrný
pulzující proud.
Statorové vinutí někdy může být nahrazeno permanentními magnety
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
Konstrukce dynama
Stator - je složen z ocelového prstence, v němž jsou uloženy póly s budicími
cívkami (nebo permanentními magnety), které kolem sebe tvoří mg.pole
Rotor - je sestaven ze svazku elektrotechnických plechů, v nichž je
umístěno vinutí. Začátek a konec cívek rotorového vinutí jsou zakončeny v
lamelách komutátoru
Komutátor - je složen z měděných vzájemně odizolovaných lamel, na něž
jsou vyvedeny začátky a konce rotorového vinutí (jsou pootočeny o 180°).
Po lamelách komutátoru kloužou protilehlé sběrné kartáče (uhlíky) vyvádí
ss (DC) proud => usměrňuje
2
4
2
3
3
Rotor:
1- hřídel rotoru
2- rotorové vinutí
3- rotorové plechy
4- komutátor
1
4
Stator:
1- plášť dynama
2- statorové vinutí
3- statorové plechy
4- prostor s uhlíky
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
Porovnání dynama s alternátorem
•
•
Nevýhody
Větší rozměry a hmotnost
Složitější konstrukce a vyšší poruchovost
Omezený počet otáček pro velkou odstředivou sílu
Při nízkých otáčkách pod 100 dynamo nedodává proud, kvůli složitosti
regulace a komutace
Regulace musí obsahovat proudovou i napěťovou složku
Značné rušení způsobené jiskřením komutátoru
•
Výhody
Dynamo nepotřebuje polovodičový usměrňovač
•
•
•
•
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
Výstupní napětí dynama
U  Ui  Ra  I a
Ui  k  b  
Indukované napětí Ui v rotoru závisí na budícím toku Φb a na
úhlové rychlosti ω
Svorkové napětí dynama U je sníženo o úbytek napětí v rotoru Ra * Ia
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Dynamo - princip a konstrukce
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Test - 12
1.
2.
3.
4.
Popište k čemu slouží dynamo a v čem se liší jeho konstrukce ve
srovnání s alternátorem ?
Jaký význam má u dynama komutátor ? Popište jej.
Načrtněte a popište jednotlivé díly dynama a jaký mají význam
pro jeho funkci
Jaké má dynamo nevýhody oproti alternátoru ?
Řešení:
DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.12 str. 2 - 9
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
ISŠT Mělník
Použitá literatura:
[1] „Příručka pro elektrotechnika“ – Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz.
s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN 80-86706-13-3)
[2] „Praktická elektrotechnika“ – Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa-Sobotáles cz. s.r.o.,
Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9)
[3] „Základy elektrotechniky II, pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických“ – Ing.Ladislav Voženílek,
Ing.František Lstibůrek, vydalo SNTL Praha 1 v roce 1989
[4] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců elektromotrů
[5] Archiv autora
Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace:
2.
3.
4.
5.
6.
8.
9.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/Kommutator_animiert.gif/220pxKommutator_animiert.gif, [5], http://fyzweb.cz/clanky/img/00090/komutator.jpg
http://www.energyweb.cz/web/EE/images/05/52_05.jpg
http://lazo.czechian.net/elektrika/dynamo/Obr.%2017.jpg,
http://lazo.czechian.net/elektrika/dynamo/Obr.%2018.jpg
[5], [5]
http://www.dmaster.wz.cz/teorie/zdroje/dynamo.gif,
http://www.navodarsekim.wz.cz/testy/fyzika/9/pictures/1_elmag_jevy/1_4/rotor.jpg, [5], [5]
[5], [5]
PC Program Jaroslav Kusala – Elektřina 2 a Akustika, http://www.pachner.cz Pachner, animace
„Generátor stejnosměrného proudu – dynamo“
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz