UVOD Elektrini strojevi su ureaji koji slue za pretvaranje energije jednog oblika u drugi oblik, a rade na principu elektromagnetske indukcije. Elektrini strojevi s e mogu razvrstati u tri skupine: Generatori, gdje je privedena energija mehanika, a dobivena je elektrina. Motori, gdje je privedena energija elektrina, a dobivena je mehanika. Transformatori i pretvarai, gdje je privedena energija elektrina i do bivena je elektrina energija. Zajednike karakteristike svih elektrinih strojeva je pretvaranje energije u oba smjera, sto znai da generatori mogu raditi kao motori i motori mogu raditi kao generatori. Ekonominost strojeva izraava se koeficijentom iskoristivosti koji se naziva korisnost, a definira se kao : dobivena energija = ---------------------------privedena energija Kod elektrinih strojeva postie se korisnost vrlo povoljno u odnosu na druge strojeve i to do iznosa i do 99,5 %. G ubici energije koji se pretvaraju u strojevima u toplinu prouzrokuju gubitke i t o : Gubitak u omskom otporu vodia, prolaskom struje stvara se toplina. Gubitak u e ljezu, zbog izmjeninog magnetiziranja imamo gubitke histereze i gubitke vrtlonih s truja. Gubitak u izolaciji, to su dielektriki gubici . Mehaniki gubici, koji nasta ju kod rotacionih strojeva zbog trenja i ventilacije. Gubici energije uzrokovani su time sto materijal koji se primjenjuje za izradu strojeva nije idealan, nego uvijek pokazuje izvjesne otpore koji nam prouzrokuju gubitke. TRANSFORMATORI IDEALNI TRANSFORMATOR Glavni dijelovi transformatora su eljezna jezgra, niskonapo nski i visokonaponski namot, koji se nazivaju primarni i sekundarni namot koji s lue za transformaciju elektrine energije. Idealni transformator je transformator g dje pretpostavljamo da su gubici u eljezu i bakru

zanemarivi, da je eljezo idealni vodi magnetskog toka i da je bakar idealni vodi el ektrine struje, prikazano slikom 1 : Slika 1 Jednofazni idealni transformator Prikljuimo primarni svitak sa N1 zavoja na napon izvora U1, potei e kroz primarni namot struja I1, koja e stvoriti u eljezno j jezgri magnetski promjenljiv tok . Sinusna promjena magnetskog toka inducirat e EMS E1 i E2 u primarnom N1 i sekundarnom N2 namotu, gdje e E2 protjerat kroz troil o struju I2. Kod idealnog transformatora inducirani napon stezaljki primara i se kundara moe se prikazati: E1 = 4,44 * * f * N1 [ V ] E2 = 4,44 * * f * N2 [ V ] P odijelimo gornju jednadbu sa donjom dobijemo : E1 : E2 = N1 : N2 Inducirani napon i stezaljki jednaki su induciranim naponima : U1 : U2 = N1 : N2 Gornja jednadba n aziva se I glavna jednadba transformatora, koja kae da se naponi stezaljki primara i sekundara odnose kao njihovi brojevi zavoja. Ako idealni transformator nema g ubitaka, snagu koju daje troilu jednaka je snazi koju transformator uzima iz mree : P1 = P2 U1 * I1 = U2 * I2 ili u drugom obliku : I1 : I2 = U2 : U1 Ova jednadba naziva se II glavna jednadba transformatora, koja kae da se struje primara i sekun dara odnose obrnuto proporcionalno sa njihovim brojevima zavoja.

Transformator radi u oba smjera transformiranja energije i primarom nazivamo nam ot koji prikljuujemo na izvor energije, a sekundarom nazivamo namot kojeg prikljuu jemo na potroa. Radi toga se esto primarna strana zove ulazna strana, a sekundarna strana izlazna strana. Namot transformatora takoder odreujemo prema veliini napona , tako da namot predvien za vii napon nazivamo gornje naponski namot, a namot pred vien za nii napon nazivamo donje naponski namot. Iz I i II glavne jednadbe transfor matora vidimo, da e gornje naponski namot biti onaj koji ima vise zavoja, kroz ko je tee slabija struja, a donje naponski namot bit e onaj koji ima malo zavoja, kro z koje tee jaka struja. Moze se zakljuiti da gornje naponski namot ima puno zavoja tankog vodia, a donje naponski namot ima malo zavoja debelog vodia PRAZNI HOD IDE ALNOG TRANSFORMATORA Transformator radi u praznom hodu, kada je njegov primarni namot prikljuen na nominalni napon, a sekundarni namot je otvoren, te kroz sekund ar ne tee struja (I2 = 0) , kao na slici 2 : Slika 2 Prazni hod idealnog transformatora Slika 3 Vektorski dijagram idealnog transformatora u praznom hodu Kroz zatvoreni strujni krug primarni napon U1 protjerat e istu induktivnu struju I1 koja zaostaj e za naponom za 90, a naziva se struja magnetiziranja. Struja magnetiziranja stv orit e promjenljiv magnetski tok koji je u fazi sa strujom magnetiziranja. Promje nljiv magnetski tok inducira u primarnom krugu protunapon E1, a u sekundarnom na motu EMS

E2. Napon E1 suprotan je naponu izvora U1, kao prema vektorskom dijagramu na sli ci 3. Promjenljiv magnetski tok inducirat e u sekundarnom namotu N2 sekundarni na pon E2 , a budui da je stvorena od istog magnetskog toka kao i primarna EMS E1, t o su inducirani naponi E1 i E2 meusobno u fazi i proporcionalni su njihovim broje vima zavoja. OPTEREENJE IDEALNOG TRANSFORMATORA Kod optereenja idealnog transforma tora na sekundaru prikljuili smo troilo i pod djelovanjem napona E2 potei e kroz troi lo struja I2, ija je veliina i fazni pomak odreden otporom RP i jalovim otporom tr oila XP : optereenje idealnog transformatora prikazano je slikom 4, trokut otpora slikom 5 i pripadajui vektorski dijagram slikom 6 : Slika 4 Optereeni idealni transformator Slika 5 Trokut otpora

Slika 6 Vektorski dijagram optereenja idealnog transformatora Fazni pomak izmeu ve ktora sekundarne struje i napona odreden je : RP cosj2 =----Z Prema II jednadbi tr ans ormatora moemo izraunati primarnu struju : I2 * N2 I1 =-------------N1 REALNI TRANSFORMATOR Realni transformator je transfo rmator kod kojega moramo uzeti u obzir stvarne karakteristike materijala od koji h je transformator sastavljen. Namot transformatora obino je od bakra i nije idea lan vodi nego posjeduje omski otpor. eljezna jezgra je od dinamo limova i pojavlju ju se gubici u eljezu PFe koji se sastoje od gubitaka petlje histereze PH i gubit aka vrtlonih struja PV. Na slici 7 prikazan je jednofazni realni transformator. Slika 7

Jednofazni realni transformator Na slici 7 prikazan je transformator sa omskim o tporima R1 u primarnom namotu i R2 u sekundarnom namotu. U namotima se javljaju omski padovi napona ER1 i ER2 koji su u fazi s pripadajuim strujama I1 i I2 : ER1 = I1 * R1 ER2 = I2 * R2 Gubici u bakru transformatora u primaru i sekundaru odr eduju se : PCu = PCu1 + PCu2 = I12 * R1 + I22 * R2 Gubici u eljezu odreduju se : PFe = PH + PV Vektorski dijagram primara optereenog realnog transformatora prikaz an je slikom 8 : Slika 8 Vektorski dijagram primara optereenog realnog transformatora Pojedine vel iine u dijagramu znae : glavni magnetski tok 1 azni pomak primarnog napona i struj e I1 primarna struja E1 EMS primara ER1 omski pad napona primara EX1 induktivni pad napona primara U1 napon izvora

POKUS PRAZNOG HODA Jedno azni trans ormator je u praznom odu kada je primarni n amot prikljuen na nominalni napon, a sekundarne stezaljke su neoptereene, prikazan o slikom 9 : Slika 9 Pokus praznog hoda Voltmetri na primarnoj i sekundarnoj strani mjere nom inalne napone primara i sekundara pomou kojih dobijemo prenosni odnos transformat ora : U1N : U2N = N1 : N2 Ampermetar mjeri struju praznog hoda I0, a vatmetar mj eri snagu praznog hoda P0 koju transformator uzima iz mree. Izmjerena snaga P0 pr edstavlja ukupne gubitke praznog hoda i ako zanemarimo gubitke u bakru, koji su relativno mali, ti gubici praznog hoda priblino su jednaki gubicima u eljezu trans formatora PFe : P0 = PFe POKUS KRATKOG SPOJA Jednofazni transformator je u kratk om spoju kada su mu sekundarne stezaljke kratko spojene, a primarnom se namotu n apon postepeno poveava od nule, dok struja kroz ampermetar ne postigne nominalnu vrijednost. Dovedeni napon transformatru znatno je manji od nominalnog napona. S hema pokusa kratkog spoja prikazana je slikom 10 :

Slika 10 Pokus kratkog spoja Voltmetar mjeri na primarnoj strani napon kratkog s poja U1K i definiran je kao napon kod kojega e kroz kratko spojeni namot tei nomin alna struja. Ampermetar mjeri struju kratkog spoja IK koja je jednaka nominalnoj struji transformatora I1N . Vatmeter mjeri snagu kratkog spoja PK koju motor uz ima iz mree za vrijeme pokusa, a ako zanemarimo gubitke u eljezu koji su relativno mali, snaga PK predstavljat e priblino gubitke u bakru transformatora : PK = PCu Zakljuak mjerenja pokusa praznog hoda i mjerenja pokusa kratkog spoja bio bi da s e navedenim pokusima mjere glavne karakteristike transformatora. TROFAZNI TRANSF ORMATORI Trofazni transformator moemo prikazati kao tri jednofazna transformatora kojem je jedinstvena eljezna jezgra sa tri stupa za svaku fazu kao prema slici 1 1 :

Slika 11 Trofazni transformator SPOJEVI NAMOTA TROFAZNIH TRANSFORMATORA Trofazni namoti mogu se spajati na dva osnovna naina i to u spoju zvijezda i u spoju trok ut. Simbol za spoj u zvijezdu je slovo Y, a simbol za spoj u trokut je slovo D. Zvijezda spoj trofaznog namota je takav spoj gdje su tri kraja faznih namota meus obno povezana u nul toku, a poeci namota slue za prikljuak trofaznog voda kao na sli ci 12 gdje je i prikazan pripadajui vektorski dijagram : Slika 12 Trofazni namot u zvijezda spoju i vektorski dijagram napona

Kod spoja u zvijezdu struja u vodu jednaka je faznoj struji, a linijski ili meufa zni napon jednak je vektorskoj razlici dvaju faznih napona : IL = If UL = 3 * Uf Trokut spoj trofaznog namota je takav spoj gdje su sva tri namota vez ana u serijski spoj kao na slici 13, gdje je i prikazan pripadajui vektorski dija gram : Slika 13 Trofazni namot u trokut spoju i vektorski dijagram napona kod spoja u t rokut linijski napon jednak je faznom, a linijska struja jednaka je vektorskoj r azlici struja dviju faza : UL = Uf

IL = 3 * If Oznake poetka namota na visokonaponskoj strani su velika poetna slova, dok su oznake na niskonaponskoj strani ista mala slova. Osim naprijed navedena d va osnovna spoja trofaznih namota, postoje i drugi spojevi koje necemo ovdje obr aivati. SIMETRINO I NESIMETRINO OPTEREENJE Kod simetrinog optereenja svaka je faza tr faznog transformatora optereena jednakim otporom Z, a to znai da su naponi, struje i fazni pomaci jednaki u sve tri faze, a kod nesimetrinnog optereenja struje i fa zni pomaci su razliiti, kao na slici slici 14 i 15 :

Slika 14 Simetrino optereenje Slika 15 Nesimetrino optereenje KVAROVI NA TRANSFORMATORU Kvarovi u samom transfor matoru prikazani su na slici 16, a mogu biti : 1. proboj namota prema masi trans formatora 2. proboj izmeu primarnog i sekundarnog namota 3. proboj izmeu dviju faz a 4. spoj meu zavojima iste faze 5. kratkospojeni krug u jezgri

Slika 16 Kvarovi na transformatoru ZATITA TRANSFORMATORA Od kvarova titimo transfo rmatore Buchholzovim relejem i diferencijalnom zatitom. Buchholzov relej nastupa kod teih kvarova transformatora, kada dolazi do jakog zagrijavanja, te naglog str ujanja ulja iz transformatora kroz relej i time isklapanje transformatora iz mree . Diferencijalna zatita predvia se uz Buchholzov relej, a zasniva se na djelovanju razlike struja iste faze na primarnoj i sekundarnoj strani preko mjernih transf ormatora, koji kod nesimetrija struja djeluju na relej koji isklapa transformato r. AUTOTRANSFORMATOR Autotransformator je specijalna vrst transformatora gdje im amo samo jedan namot namotan na eljeznu jezgru. pomou autotransformatora moemo povea vati i smanjivati napon, a prikazan je na slici 17 :

Slika 17 Autotransformatora Autotransformator se naziva i transformator u tednom spoju jer je potrebno manje eljeza i bakra za izradu nego od onih koji imaju prim ar i sekundar. Meutim, autotransformator ima i manu a to je galvanska veza izmeu p rimarne i sekundarne strane, pa nam to ograniava podruje upotrebe. TRANSFORMATOR Z A ZAVARIVANJE Transformator za elektroluno zavarivanje je specijalna vrsta transf ormatora, zato jer radi kao transformator u kratkom spoju. Ovaj transformator ra di na principu stvaranja velikih temperatura zavarivanja, koju stvara vrlo jaka struja niskog napona. Shema transformatora za elektroluno zavarivanje prikazana j e slikom 18 : Slika 18 Transformator za zavarivanje Kod elektrolunog zavarivanja kao troilo javl ja se elektrini luk u kojem se privedena elektrina energija pretvara u toplinu, a toplina lokalno tali metal radi spajanja. Na transformator se postavlja nekoliko zahtjeva. Izvor elektrine energije mora davati elektrinom luku veliku struju da b i se stvorila koliina topline u luku. Takoer napon zavarivanja, napon elektrinog lu ka, mora biti dovoljno nizak da bude bezopasan za zavarivaa. Na slici 18 prikazan e su oznake : I2 , IL struja elektrinog luka U2 napon sekundara UL napon elektrino g luka M masa metala MJERNI TRANSFORMATORI

Naponski mjerni transformatori slue za mjerenje visokih napona, prikljuuju se para lelno, a sekundarni namot izvodi se za napon 100 V, kao na slici 19. Strujni mje rni transformatori slue za mjerenje velikih struja, prikljuuju se serijski, a seku ndarni namot izvodi se sa struju 5 A, kao na slici 20. Djelovanje mjernih transf ormatora zasniva se na I i II glavnoj jednadbi transformatora te mora biti to tonij i prenosni odnos N1 : N2, da bi mjerenja bila sto tonija. Slika 19 Naponski mjerni transformator Slika 20 Strujni mjerni transformator PARALELNI RAD TRANSFORMATORA

Slika 21 Spoj paralelnog rada dvaju trofaznih transformatora Dva transformatora rade paralelno s obzirom na promjenljivost optereenja nekog konzumnog podruja toko m dana, tako da je jedan stalno u pogonu, a drugi transformator se ukapa kod veeg optereenja. Drugi transformator je dimenzioniran samo za razliku maksimalne snage i snage prvog transformatora. Ako bi se upotrebljavao samo jedan transformator, onda bi morao biti dimenzioniran za maksimalno optereenje, pa bi veliki dio vrem ena transformator radio gotovo neoptereen. Zato se upotrebljavaju dva spojena tra nsformatora, od kojih je jedan stalno u pogonu i dimenzioniran je za vremenski d ulja optereenja, dok se drugi ukapa samo kod veeg optereenja za vremenski kraa optere nja. Na slici 21 prikazana su dva transformatora, koji da bi radili paralelno mo raju ispunjavati slijedee uvjete : 1. transformatori moraju biti graeni za iste il i priblino iste nominalne napone, ali prenosni odnosi napona moraju biti jednaki. Nejednakost prenosnog omjera transformatora izaziva struje izjednaenja, to moe ima ti tetne posljedice.

2. fazni pomak vektora primarnih i istoimenih vektora sekundarnih napona mora bi ti isti. 3. naponi kratkog spoja UK moraju biti jednaki, odnosno ne smiju se raz likovati za vise od 10 %.

ASINKRONI STROJEVI UVOD Asinkroni stroj se preteno upotrebljava kao motor, a jako rijetko kao genera tor. Asinkroni stroj dobio je svoje ime zbog toga, to brzina rotacionog magnetsko g toka i brzina rotora nije ista, kao to je sluaj kod sinkronih strojeva. Asinkron i motor se izrauje u serijskoj proizvodnji kao jednofazni ili trofazni, vrlo je j ednostavan za proizvodnju i odravanje i relativno niske proizvodne cijene. Rad as inkronog stroja temelji se na rotirajuem magnetskom toku, a velike zasluge za pro nalazak ima Hrvat pravoslavne vjere Nikola Tesla. KONSTRUKCIJA ASINKRONOG STROJA Konstrukcija asinkronog stroja, to se tie statora, potpuno je jednaka sinkronom s troju, dok je razlika u rotoru, kao na slici 32

Slika 32 Asinkroni motor STATOR Stator je napravljen u obliku upljeg valjka od di namo limova, a uzdu valjka na unutarnjoj strani nalaze se utori u koje se stavlja trofazni namot. Kuite stroja slui kao nosa i zatita limova i namota, a izrauje se od lijevanog eljeza, elika silumina itd. U sredini nalaze se leajni titovi u obliku pok lopca gdje su smjeteni leajevi za osovinu na kojoj se nalazi rotor. ROTOR Rotor je sastavljen slino kao i stator, a sastoji se od osovine i rotorskog paketa. Rotor ski paket je izveden u obliku valjka od dinamo limova, a u uzdunom smjeru na vanj skoj strani valjka nalaze se utori za smjetaj rotorskog namota. Ako je rotorski n amot izveden od tapova bakra, mjedi, bronce ili aluminija, koji su s obje strane prstenima kratko spojeni i lii na kavez, tada je to kavezni asinkroni motor, kao na slici 32. Ili, ako je rotorski namot izveden

kao i statorski tj. od svitka koji su spojeni na tri koluta po kojima klize etkic e koje slue za spajanje na rotorske otpornike, tada je to klizno kolutni asinkron i motor, kao na slici 33 : Slika 33 Klizno kolutni asinkroni motor Trofazni se namot spaja u spoj zvijezda ili trokut na prikljunoj kutiji kao na slici 34 : Slika 34 Zvijezda spoj i trokut spoj RAD ASINKRONOG MOTORA Prikljuivanjem stators kog primarnog namota na izmjeninu trofaznu mreu kao na slici 32 i 33, potee trofazn im namotom trofazna izmjenina struja, koja stvara rotirajue magnetsko polje koje r otira brzinom ns i zatvara se kroz stator i rotorski sekundarni namot. Presjecan jem vodia statorskog i rotorskog namota svara se inducirana EMS E1 koja dri ravnot eu prikljuenom naponu mree, a inducirana EMS E2 u namotu rotora protjerat e struju I 2 . Ova struja stvara oko vodia magnetsko polje koja s rotacionim magnetskim polj em daje rezultirajue polje, a to stvara mehanike sile koje na osovini stvaraju mom ent vrtnje. Smjer vrtnje rotacionog magnetskog polja i smjer gibanja rotora su i stovjetni. elimo li promjeniti smjer okretanja rotora, trebamo promjeniti smjer o kretanja rotacionog magnetskog toka zamjenom dviju faza.

Brzina rotora n uvjek je manja od sinkrone brzine ns kojom se okrae rotaciono mag netsko polje i ovisna je o teretu na motoru. Rotor ne moe nikada postii sinkronu b rzinu vrtnje, a kad bi rotor postigao sinkronu brzinu, ne bi vie bilo razlike brz ina izmeu rotacionog magnetskog toka i rotora i ne bi postojalo presjecanje namot a rotora magnetskim silnicama. Zbog toga se ne bi u rotorskom namotu inducirala EMS i ne bi bilo djelovanja mehanikih sila na vodi, te ne moe se stvoriti moment za rotaciju. Rotor se uvijek okree asinkrono, po emu je ovaj stroj i dobio svoje ime . ZAKRETNI TRANSFORMATOR Zakretni transformator je asinkroni stroj kojemu je rot or zakoen, tj. ne moe se okretati sam od sebe, nego preko punog prenosa moe se polag ano zakretati. Asinkroni stroj u biti je transformator i prikljuimo li trofazni n apon na primar, struja e stvoriti rotacino magnetsko polje koje e inducirati u pri maru statora EMS E1 i u sekundaru rotora EMS E2, prikazano slikom 35. Kod zakret nog transformatora moemo okretanjem rotora zakretati vektore sekundarnih napona u odnosu na vektore primarnih napona za bilo koji kut, a time je mogue jednoliko d obivanje razliitih veliina napona, kao na slici 36. moe se zakljuiti da zakretni tra nsformator slui za jednoliku regulaciju napona. Slika 35 Shema zakretnog transformatora Prema vektorskom dijagramu zakretnog tra nsformatora vidi se da zakretanjem rotora dobivamo razliite rezultirajue napone ko ji se kreu u granicama Emin do Emax : Emin = E1 - E2 = 0 V Emax = E1 + E2 = 760 V

U elektrotehnici potpuno je svejedno koji je namot primar, a koji sekundar, tako da je na slici 35 rotorski namot primar i statorski je namot sekundar. Ako opte retimo sekundar, potei e sekundarna struja koja zajedno sa rotirajuim magnetskim to kom djeluje na rotor, koji se ne moe zakrenuti jer je zakoen. Slika 36 Vektorski dijagram napona zakretnog transformatora KLIZANJE ASINKRONOG MOTORA Rotor asinkronog motora pod djelovanjem okretnog magnetskog polja uvijek ima manju brzinu od sinkrone. Klizanje je karakteristika razliitih brzina vrtnje rotacionog magnetskog toka i rotora asinkronog stroja. Ako oznaimo brzinu vrtnje rotora sa n, brzinu rotacionog magnetskog toka sa ns, a klizanje sa s, tada je k lizanje odnos relativne brzine nr, sa kojom silnice presjecaju namot rotora i si nkrone brzine : ns - n s =------------------ = ns nr =---------------ns Klizanje kod nominalnog optereenja moe se uzeti kao srednja vrijednost 4 do 6 %. GUBICI AS INKRONOG MOTORA Gubitak snage u asinkronom motoru moemo prikazati slikom 37 :

Slika 37 Prikaz gubitaka asinkronog motora Privedenu energiju Pprivedeno, motor uzima iz mree koja se jednim dijelom troi: na gubitke u bakru statora i rotora PCu 1 i PCu2, na gubitke u eljezu statora i rotora PFe1 i PFe2, na mehanike gubitke u leajevima motora Pmeh i na gubitke ventilacije Pvent. Dobivenu menaniku snagu Pdob ivena imamo na osovini motora. Odnos dobivene i privedene snage predstavlja kori snist : Pdobivena =----------------------Pprivedena POKUS PRAZNOG HODA ASINKRONOG MOTORA U praznom odu motor se prikljui neoptereen n a nominalni napon UN, ampermetri mjere struju praznog hoda I0, a vatmetri mjere snagu praznog hoda P0 koju motor u praznom hodu uzima iz mree, to je prikazano sli kom 38 :

Slika 38 Shema pokusa praznog hoda POKUS KRATKOG SPOJA ASINKRONOG MOTORA U kratk om spoju motor se prikljuuj na napon UK, preko autotransformatora, koji je nii od nominalnog, a rotor se zakoi da ne moe rotirati. Ampermetri mjere struju kratkog s poja IK, a vatmetri mjere snagu kratkog spoja PK koju motor u kratkom spoju uzim a iz mree, to je prikazano slikom 39 : Slika 39 Shema pokusa kratkog spoja moe se zakljuiti, da se mjerenjima pokus prazn og hoda i pokusa kratkog spoja mogu izmjeriti svi glavni podaci asinkronog stroj a.

U pokusu praznog hoda, snaga praznog hoda P0 priblino je jednaka gubicima u eljezu asinkronog stroja : P0 = PFe U pokusu kratkog spoja, snaga kratkog spoja PK pri blino je jednaka gubicima u bakru asinkronog stroja: PK = PCu KOENJE ASINKRONIM ST ROJEM Elektrini nain koenja je brzo zaustavljanje rada motora koje se realizira kao koenje protuspojem . Kod koenja protuspojem motor se ne iskljuuje sa mree, nego zam jenimo prikljuak dviju faza i na taj nain rotaciono polje mijenja svoj smjer te se okree suprotno od rotora. Okretni moment djeluje u smjeru okretnog magnetskog po lja, te sada imamo suprotan smjer od momenta sila inercije i uzrokuje bre koenje r otora. itava mehanika snaga kod koenja pretvara se u elektrinu, kao Jouleovi gubici, koji zagrijavaju namot stroja. Koenje asinkronim strojem prikazano je slikom 40 : Slika 40 Shema protuspojnog koenja NOMINALNI PODACI ASINKRONOG MOTORA Nominalni p odaci asinkronog motora prikazani su na kuitu na natpisnoj ploici s oznakama i poda cima :

1. korisna snaga u kW, 2. namot namota statora u V i oznaka spoja ( npr. 380 V ) , 3. linijska struja u A, 4. frekvencija Hz, 5. brzina vrtnje u o/min, 6. faktor snage cos , 7. napon i struja namota rotora (kod klizno - kolutnog motora). MOME NTNA KARAKTERISTIKA ASINKRONOG MOTORA Momentnom karakteristikom mogu se odrediti razne pogonske toke momenta vrtnje M i pripadne brzine n, kao na slici 41 : Slika 41 Momentna karakteristika asinkronog motora veliina momenta motora u trenu tku pokretanja, gdje je n = 0, naziva se potezni moment ili pokretni moment Mp. Od motora zahtjevamo da ima potezni moment vei od nominalnog kako bi mogao motor krenuti i kada je optereen nominalnim optereenjem. Maksimalni moment naziva se pre kretni moment Mpr koji je priblino dva puta vei od nominalnog momenta Mn. Razmotri mo sluaj kada motor mora pokretati teret kao to je ventilator. Motor mora pokrenut i teret ventilatora jer je potezni moment motora Mp vei od momenta ventilatora u trenutku pokretanja gdje je n=0, motor se ubrzava i ustalit e se u vrtnji tamo gd je nema

razlike momenata, a to je presjecite krivulje momenata tereta i krivulje momenta motora u toki A, kao na slici 42 : Slika 42 Momentna karakteristika motora i ventilatora Poveamo li optereenje motora , brzina vrtnje opada i radna toka motora se pomie po karakteristici motora u desn o. Poraste li moment tereta iznad prekretnog momenta motora, motor je doao u puni kratki spoj i ukoliko ne bi djelovala zatita namot bi pregorio. POKRETANJE KAVEZ NIH MOTORA Kavezni motor ima kavezni namot kao sekundar koji ima vrlo mali otpor i ima mali potezni moment, a struja pokretanja je ralativno velika i iznosi pri blino : Ip = 3 * IN Velika struja pokretanja ne dozvoljava, da velike motore pod punim optereenjem, direktno ukapamo na mreu. Zbog velike struje pokretanja nastaju u mrei jaki strujni udari koji uzrokuju kolebanje napona te se direktno mogu ukape ti trofazni kavezni motori do priblino 2 kW. Pokretanje kaveznih motora moe se izv riti na nekoliko naina, najei nain je pomou sklopke zvijezda - trokut, kao na slici :

Slika 43 Pokretanje pomou sklopke zvijezda trokut Kod pokretanja zvijezda-trokut, zbog smanjenog napona u momentu pokretanja za 3 puta, smanjit e se potezni moment za 3 puta. REGULACIJA BRZINE VRTNJE ASINKRONOG MOTORA Prama jednadbi za brzinu v rtnje asinkronog motora: 60 f n =-------------p vidimo da moemo regulaciju brzine vrtnje vriti mijenjanjem frekvencije f i promjenom broja pari polova p. Promjeno m frekvencije mijenja se sinkrona brzina rotacionog magnetskog toka, a time se i mijenja brzina vrtnje asinkronog motora. Ovaj nain regulacije realizira se pretv araima koji e davati promjenljivu frekvenciju. Promjenom broja pari polova realizi ra se regulacija brzine vrtnje u stupnjevima. Tako kod frekvencije f = 50 Hz pro mjenom broja pari polova p = 2 na p = 4 dobijemo dvije brzine : 1500 o/min i 750 o/min, odnosno neto manje brzine. ZATITA ASINKRONIH MOTORA Kod preoptereenja ili k vara u namotu, tei e velika struja koja moe namot ugrijati i otetiti da namot pregor i. Zato motor moramo zatititi zatitom koja e pravovremeno prekinuti dovod napona i staviti ga izvan pogona.

Rastalnim osiguraima titimo motor od istog kratkog spoja, a to znai zatita od struja koje su 300 % nazivne vrijednosti osiguraa. Bimetanlna zatita radi na termikom prin cipu i djeluje kad je prevelika struja razvila dovoljnu toplinu Q = I2 R t, da m oe djelovati zatita. Kratkotrajni udari struje prilikom ukapanja kaveznih motora ne djeluju na bimetal, jer ga kratkotrajna struja ne stigne ugrijati. Motorna zatit na sklopka se sastoji od elektromagnetske i bimetalne zatite. To je u stvari nads trujna sklopka s termikom zatitom. Motorna zatitna sklopka ne smije iskapati ni kod najveih struja pokretanja, kod preoptereenja 50 % mora iskapati unutar 2 minute i k od kratkog spoja sklopka mora odmah iskapati. JEDNOFAZNI ASINKRONI MOTORI Mali po troai se zbog ekonomskih razloga prikljuuju jenofazno te je potreban jednofazan mot or koji se gradi do 1 kW. Jednofazni asinkroni motor moe se pokrenuti runo, da ga se remenom pokrene u eljenom smjeru, ali se ovaj nain ne upotrebljava jer nije pri kladan. Za pokretanje upotrebljava se pomona faza, koja zauzima 1/3 utora statora , a glavni ili radni namot smjeten je u 2/3 utora statora, kao na slici 44. Ukapan jem kondenzatora u pomonu fazu postie se fazni pomak, a time se dobije okretno pol je koje daje potezni moment. Pomona faza s kondenzatorom ukopana je samo za vrijem e pokretanja i ona se iskapa automatski kod pune brzine vrtnje. Slika 44 Pokretanje ukapanjem kapaciteta u pomonu fazu TROFAZNI MOTOR KAO JENOFAZN I

Trofazni motor moemo upotrebljavati kao jednofazni. Da se trofaznom motoru omogui pokretanje kada je prikljuen na jednofazni napon, ukapa se namotu motora kondenzat or kao na slici 45, za sluaj trofaznog namota spojenog u trokut i spojenog u zvij ezdu. Treba posebno istai da snaga ovakvih motora je za priblino 30 % manja od sna ge trofaznih motora, a potezni moment iznosi priblino 30% nominalnog momenta. Kap acitet pogonskog kondenzatora ovisi o trofaznoj snazi, a moe se odrediti pomou dij agrama na slici 46. Slika 45 prikljuak kondenzatora na trofazni motor Slika 46 Dijagram za odreivanje kapaciteta

SINKRONI STROJEVI UVOD Sinkroni strojevi preteno se upotrebljavaju kao generator, a rjee kao motor. On je izvor elektrine energije izmjenine struje u obino velikim jedinicama snage, u centralama kao veliki generatori. Sinkroni generator dobiva mehaniku energiju od pogonskog stroja, a to je obino parna turbina, vodena turbina, motor na unutarnj e sagorijevanje, a u novije vrijeme koristi se snaga atomske energije, vjetra, S unca, mora itd. Pogonski stroj, ako je parna turbina, pokree turbogenerator, a ak o je vodena turbina, pokree hidrogenerator. KONSTRUKCIJA SINKRONOG STROJA Sinkron i stroj uobiajno se izvodi tako, da se na rotoru nalazi uzbudni namot, kojim se p omou istosmjerne struje stvara magnetski tok. Na statoru nalazi se armaturni namo t, jednofazni ili viefazni izmjenini namot , u kojem e magnetske silnice inducirati izmjeninu EMS. Konstrukcija sinkronog stroja, generatora, prikazana je slikom 22 : Slika 22 Sinkroni generator Stator je napravljen u obliku upljeg valjka, sastavlj enog od prstenastih dinamo limova, gdje su na unutarnjoj strani u uzdunom smjeru utori u koje se stavlja armaturni namot , kao na slici 22, koji se prikljuuje na stezaljke L1,L2 i L3. Rotor je uzbudni dio stroja, gdje se uzbuivanje magnetskim polova vri istosmjernom strujom, koju dovodimo do rotirajueg uzbudnog namota preko dva klizna koluta i etkica, kao na slici 22. RAD SINKRONOG GENERATORA Mehanikim o kretanjem rotora odreenom sinkronom brzinom ns i dovoenjem istosmjerne struje kroz uzbudni namot, stvara se konstantno magnetsko polje N i S pola, koje svojim

silnicamo presjeca armaturni namot statora u kojem se inducira izmjenina EMS. U t rofaznom generatoru nalazi se na statoru trofazni armaturni namot koji je prosto rno pomaknut za 120, u kojima se induciraju trofazni naponi pomaknuti jedan drugo me za 120, kao na slici 22 gdje je prikazan dvopolni stroj. Frekvencija f inducir anog napona ovisi o brzini vrtnje rotora ns i o broju pari polova p to moemo prika zati relacijom : ns * p f = ---------60 Ako elimo dobiti frekvenciju napona 50 Hz , moramo rotor okretati tono odreenom sinkronom brzinom : 60 * f ns = -------p Ve liina proizvedenog napona ovisi o konstruktivnoj izvedbi stroja, ovisi i o veliini magnetskog toka i o brzini kojom se okree rotor. Ako je brzina kojom se okree rot or konstantna i uz odredeni broj pari polova to proizvedeni napon ovisi samo o v eliini magnetskog toka, odnosno o veliini uzbudne struje koja stvara magnetski tok . NAMOT SINKRONIH STROJEVA Sinkroni strojevi , kao strojevi izmjenine struje, ima ju dva ili vie namota koji su smjeteni i na statoru i na rotoru. Kroz namote prola zi ili izmjenina ili istosmjerna struja, a izraeni su od istog elektrolitskog bakra i ulau se u utore. Namoti se obino predouju razvijenom shemom koju dobijemo ako st ator ili rotor razreemo du jedne izvodnice cilindra i razvijemo u ravninu. Tada su namoti vodia prikazani o obliku ravnih linija smjeteni kako lee u utorima stroja. Namoti se sastoje od svitka koje ulaemo u utore, a jedan svitak obino ima vie zavoj a. Kod svitka razlikujemo aktivni dio, u kojem se inducira EMS i neaktivni dio, kojem se ne inducira EMS. Aktivni dio svitka naziva se strana svitka i ona se na lazi u utoru, a neaktivni dio svitka naziva se glava svitka ili eona strana, a sv aki svitak ima dvije aktivne strane i dvije neaktivne strane. Namot se izvodi ta ko da se EMS inducirane u pojedinim stranama svitka meusobno potpomau. irina svitka je takva da se jedna strana svitka nalazi pod jednim polom, a druga strana svit ka pod susjednim suprotnim polom. Shematski prikaz svitka prikazan je slikom 23 :

Slika 23 Shematski prikaz svitka Broj pari polova je tako postavljen da namot st atora mora biti tako izveden da ima isti broj pari polova koliko ima i rotor. Po djela namota moe biti prema nizu kriterija kao to je, podjela prema broju utora, p rema broju faza, prema irini svitka, prema broju svitaka u utoru, prema obliku sv itka itd., ali to nee biti posebno obraeno. IZRAUNAVNJE INDUCIRANE EMS Inducirana E MS u sinkronom generatoru mora imati sinusni valni oblik, a da bi se to postiglo potrebno je da se magnetska indukcija B, u prostoru izmeu polnih nastavaka i arm ature, mijenja po zakonu sinusa, to se postie osobitim oblikom polnih nastavaka. I z osnova elektrotehnike poznato je da inducirani napon ovisi o magnetskoj indukc iji B, duljini vodia u magnetskom polju l i brzini gibanja vodia v : e=B*l*v Ako p ovezemo ovisnost magnetske indukcije sa magnetskim tokom , duljinu vodia sa brojem zavoja N i brzinu sa frekvencijom f, moe se pisati da je EMS jedne faze : E = 4, 44 f N [ V ] PRAZNI HOD SINKRONOG GENERATORA Sinkroni generator je u praznom hodu kad se stroj okree konstantnom brzinom ns, kad je uzbudni (primarni) namot prikl juen na izvor istosmjerne struje U1 i kada je armaturni (sekundarni) namot otvore n, kao na slici 23 :

Slika 23 Generator u praznom hodu Ako je frekvencija f i broj zavoja N konstantn o moemo pisati : E=K EMS je napon stezaljki U2, tako da je karakteristika praznog h oda prikazana slikom 24: Slika 24 Karakteristika praznog hoda Prema karakteristici praznog hoda vidimo da e se mijenjati promjenom uzbudne struje I1 magnetski tok u magnetskom krugu sink ronog stroja, tako e se mijenjati i proizvedeni napon na stezaljkama U2. Iz gornj eg izloenog moe se zakljuiti da je sinkronog generator u praznom hodu kada su mu st ezaljke otvorene tj. I2 = 0 , a na stezaljkama armature imamo sekundarni nominal ni napon U2N . Kod toga moemo priblino uzeti, kao i kod transformatora u praznom h odu, da je snaga generatora u praznom hodu priblino jednaka gubicima u eljezu :

P0 = PFe OPTEREENJE SINKRONOG GENERATORA Optereeni generator je kada na njegove st ezaljke prikljuimo neki potroa, a tada e armaturnim namotom poteci sekundarna struja I2, uslijed ega nastaju znatne promjene u odnosu na prazni hod. Optereeni generat or prikazan je slikom 25 : Slika 25 Optereenje generatora Struja optereenja I2 izaziva u namotu armature pad napona u omskom otporu namota R2 i pad napona u induktivnom otporu X2, kojega mo ra savladati inducirana EMS E2, pa je napon stezaljki generatora U2 manji od pro izvedenog napona E2. Pad napona u omskom otporu ER2 u fazi je sa strujom I2, a p ad napona EX2 u induktivnom otporu predhodi pred strujom I2 za 90, kao na slici 2 6 : Slika 26 Vektorski dijagram optereenog generetora

POKUS KRATKOG SPOJA SINKRONOG GENERATORA Pokus kratkog spoja sinkronog generator a vrimo tako, da stezaljke generatora kratko spojimo preko ampermetra i kod pribl ino sinkrone brzine vrtnje podiemo uzbudni napon tako dugo, dok nam ampermetar ne pokae vrijednost nominalne struje. To znai da je struja pokusa kratkog spoja jedna ka nominalnoj struji : I2K = I2N. Slika 27 Karakteristika kratkog spoja Slika 28 Pokus generatora u kratkom spoju U kratkom spoju nema zasienja, to struj a kratkog spoja raste proporcionalno s uzbudnom strujom, pa je karakteristika kr atkog spoja pravac kao na slici 27.

Pokus generatora u kratkom spoju prikazan je na slici 28 gdje se moe posebno istai regulirani uzbudni napon U1 i uzbudna struja I1 kao i struja u armaturi I2 . Na pon na kratkospojenim stezaljkama jednak je nuli. I u ovom pokusu kratkog spoja generatora moemo rei da je snage kratkog spoja priblino jednaka snagi gubitaka u ba kru namota : PK = PCu POJEDINANI RAD SINKRONOG GENERATORA Kod pojedinanog rada sin kronog generatora mogu se napomenuti vane injenice : 1. sinkroni generator mora da vati potroau konstantan napon bez obzira na vrstu i veliinu optereenja, a to se post ie automatskom regulacijom uzbudne struje I1, 2. generator mora davati potroau kons tantnu frekvenciju, to se postie konstantnom brzinom vrtnje, 3. sinkroni generator moemo opteretiti najvie do njegove nominalne vrijednosti, inae moe doi do oteenja n ta. PARALELNI RAD SINKRONOG GENERATORA Sinkroni generatori gotovo uvijek rade pa ralelno. U. elektrinoj centrali postoje obino dva do tri generatora koji rade para lelno na jednu mreu, a ta je mrea povezana s drugim mreama, pa tako sve centrale ra de paralelno.Da bi dva ili vie generatora spojili na mreu moraju biti ispunjeni ne ki uvjeti: 1. moraju biti jednaki naponi mree i prikljuivanog stroja, 2. mora biti ista frekvencija stroja i mree, tj. sinkroni stroj mora biti potjeran na sinkron u brzinu, 3. naponi mree i prikljuivanog stroja moraju biti istofazni, 4. redoslij ed faza mree i prikljuivanog stroja mora biti isti. U sluaju neispunjavanja naveden ih uvjeta, zbog razlike napona izmeu mree i stroja mogu tei velike struje izjednaenj a, pa moe doi do unitenja stroja i itaviog postrojenja. Da ne doe do neeljenih poslje ica moraju, prije ukljuivanja generatora na mreu, biti ispunjeni svi navedeni uvje ti, tako da se prikljuivanje stroja izvri bez tetnih posljedica. SINKRONIZACIJA SIN KRONOG GENERATORA Sinkronizacija je mogunost, pomou prikladnih naprava, odreivanja da li su ispunjeni svi uvjeti paralelnog rada prije ukljuivanja generatora na mreu . Na slici 29 prikazan je ureaj za sinkronizaciju :

Slika 29 Shema ureaja za sinkronizaciju Frekvenciju napona generatora i mree ustan ovljujemo pomou dvostrukog frekvencmetra, iznose napona pomou dvostrukog voltmetra , a nul - voltmetar nam slui da ustanovimo istofaznost napona generatora i mree. U trenutku, kada nul - voltmetar pokazuje nulu postignuta je istofaznost napona i mree te se sklopkom generator moe ukopati na mreu. PREUZIMANJE OPTEREENJA Sinkroni s troj s obzirom na izmjeninu mreu moe djelovati : 1. kao generator , tj. da nam u mr eu alje radnu struju, moramo pogonskom stroju dati vie mehanike energije, 2. kao mot or, ako sinkroni stroj mehaniki opteretimo i troi iz mree radnu struju, 3. kao kapa citivni potroa, ako sinkroni stroj preuzbudimo, on alje u mreu jalovu struju, 4. kao induktivni potroa, ako sinkroni stroj poduzbudimo, on uzima iz mree jalovu struju. SINKRONI MOTOR Ako rotor stroja prije prikljuka na mreu, iz vanjskog izvora uzbud imo i na bilo koji nain potjeramo na priblino sinkronu brzinu ns, onda bi stroj na kon prikljuka na izmjenini napon i dalje rotirao sinkronom brzinom radei kao sinkro ni motor , kao na slici 30 :

Slika 30 Sinkroni motor ZATITA GENERATORA Generatori se rade obino u velikim jedin icama i oni predstavljaju veliku vrijednost , te u sluaju kvara na generatoru nas taje teta zbog kvara i ne proizvodnje elektrine energije. Zato je potrebno predvid jeti zatitu koja e sprijeiti da ne doe do kvara u generatoru i koja e ograniiti ote Kvarovi koji mogu nastati na generatoru su slijedei, a prikazani su slikom 31 : 1. kratki spoj meu fazama generatora, 2. spoj meu zavojima iste faze, 3. spoj stat orskog namota s masom, 4. spoj rotorskog namota s masom.

Slika 31 Kvarovi na generatoru Spijreavanje kvarova na na generatoru realiziramo pomou elektrinih naprava kao to su okidai i diferencijalna zatita koji pod djelovanje m struje djeluju na mehanizam za iskapanje strujnog kruga.

ISTOSMJERNI STROJEVI UVOD U elektrotehnici zadnjih godina upravo su istosmjerni motri zauzeli vodeu ul ogu u automatizaciji i regulaciji jer imaju pogodne mogunosti bre i fine regulacij e brzine vrtnje. Kao i kod drugih elektrinih strojeva tako i kod istosmjernih str ojeva ne postoji nikakva konstrukcijska razlika izmeu generatora i motora, ali zb og praktikih razloga radi ili kao generator ili kao motor. U istosmjernim strojev ima postoji kolektor koji omoguava da istosmjerni generator u kojem se inducira i zmjenini napon daje potroau istosmjerni napon, ili kod motora, da da privedeni isto smjerni napon pretvori u izmjenini. KONSTRUKCIJA ISTOSMJERNOG STROJA Konstrukcija istosmjernog stroja slina je sinkronom stroju, a razlika je u tome sto istosmjer ni stroj ima polove uzbudnog namota na statoru, a armaturni namot na rotoru, dok je kod sinkronog stroja suprotno. Istosmjerni stroj, prikazan slikom 47, ima tr i osnovna dijela : 1. stator, 2. rotor, 3. kolektor. Stator je izveden kao uplji valjak od lijevanog eljeza. Na unutarnjoj strani statorskog jarma nalaze se magne tski polovi s uzbudnim namotom, a sa strane statora nalaze se titovi s leajevima z a osovinu. Magnetske silnice izlaze iz sjevernog N - pola, prolaze preko rotora, ulaze juni S - pol i vraaju se na sjeverni N - pol. Stator je izraden od punog ma sivnog komada jer je izvrgnut magnetskom polju istosmjerne struje te nemamo gubi tke vrtlonih struja i gubitke petlje histereze. Rotor je izraden od dinamo limova i uvren na osovinu. U utorima nalazi se armaturni namot iji su krajevi spojeni na l amele kolektora. Kolektor je smjeten uz sam rotor na osovinu stroja, a sastoji se od bakrenih lamela koje su meusobno izolirane i izolirane su i od osovine, a po njima klize etkice. etkice su nainjene od mekeg materijala nego sto je kolektor kao sto su : tvrdi ugljen, grafitni ugljen, metalni ugljen itd. One moraju itavom svo jom povrinom leati na kolektoru odreenim pritiskom i ne smiju biti vee irine od 2-3 l amele.

Slika 47 Dvopolni istosmjerni stroj ISTOSMJERNI GENERATOR Magnetski tok stvoren je prolazom uzbudne struje kroz uzbudni namot, a pokreemo li rotor vanjskim pogon skim strojem konstantnom brzinom v, to e se inducirati EMS e : e=B*l*v gdje je B magnetska indukcija, l duljina vodia namota rotora i v obodna brzina rotora. Prem a slici 47, stroj kao generator, u rotoru imat e izmjenini inducirani napon, a na e tkicama preko kolektora imat emo istosmjerni napon. Kolektor i etkice nam omoguuju pretvaranje izmjeninog napona u istosmjerni. ISTOSMJERNI MOTOR Istosmjerni stroj prikazan na slici 47 moe raditi i kao motor. Uz pretpostavku iste uzbudne struje i djelovanja magnetske indukcije B, prikljuimo li na stezaljke etkica istosmjerni napon, potei e armaturnim svitkom struja koja stvara silu F koja nastoji izbaciti vodi : F=B*I*l Sila e stvoriti okretni moment, koji e rotor zakretati, i tako je is tosmjerni stroj postao motor . NAPON ISTOSMJERNOG GENERATORA Inducirana EMS E na na namotima razliita je od napona U koji vlada na stezaljkama stroja. Ako optere timo stroj potei e armaturnim namotom struja IA koja izaziva u otporu armature RA pad napona u armaturi IA*RA. Na stroju dolazi i do pada napona na etkicama zbog p relaznog otpora izmeu etkica i kolektora U, pa moemo pisati da je napon stezaljki na generatoru prema II Kirchhoffovom zakonu :

U = E - IA * RA - U NAPON ISTOSMJERNOG MOTORA Kod elektromotora je obratno jer se napon na stezaljkama motora U troi na pad napona u otporu armature IA* RA, na pad napona na etkicama U i svladavanju EMS E inducirane u motoru, tako da je prema II Kirchhoffovom zakonu : U = E + IA * RA + U Napon stezaljki stroja U, pad napona ar mature IA*RA , EMS E i pad napona na etkicama U moe se prikazati nadomjesnom shemom kao na slici 48 : Slika 48 Nadomjesna shema istosmjernog generatora i motora PRAZNI HOD ISTOSMJERN OG GENERATORA Inducirana EMS E proporcionalna je magnetskom toku i brzini vrtnje stroja v, a uz pretpostavku konstantne brzine vrtnje, proizvedeni napon biti e p roporcionalan magnetskom toku. Magnetski tok skoro redovito se stvara elektromag netima kao uzbuda odreenom uzbudnom strujom IM. Na slici 49 prikazana je krivulja praznog hoda, gdje zbog remanencije, nee poeti iz ishodita 0 nego iz toke X : Slika 49

Karakteristika praznog hoda OPTEREENJE ISTOSMJERNOG STROJA Istosmjerni stroj moemo opteretiti kao generator, tada uzimamo iz armaturnog namota struju IA, ili kao motor, tada dovodimo struju armature IA. Struja armature proizvest e magnetsko po lje koje e svojim djelovanjem promjeniti magnetsko stanje stroja, a to izaziva i promjenu u fizikalnom djelovanju stroja, a to nazivamo reakcijom armature. To zn ai da u pogonskom stanju izmeu ostalog imamo za posljedicu smanjenje inducirane EM S. KOMUTACIJA Komutacija je promjena polariteta induciranog napona svitka kod pr olaza kroz neutralnu zonu. Lamela pri prolazu pod etkicom ima za posljedicu promj enu smjera struje u svitku, koji se nalaze u kratkom spoju. Kratki spoj je dok et kice pokrivaju odgovarajue lamele i struja u svitku pada od neke vrijednosti na n ulu, a zatim poraste u suprotnom smjeru. Na slici 50 prikazana su tri karakteris tina trenutka komutacije : Slika 50 Prikaz procesa komutacije Na slici 50 a neka struja u promatranom svitk u tee u pozitivnom smjeru. Pomicanjem kolektora u desno prolazi etkica sa lamele 2 na lamelu 1 kao na slici 50 b i svitak je kratko spojen. Za vrijeme kratkog spo ja, struja kratkospojenog svitka mijenja svoj smjer i sada tee u negativnom smjer u. Prema slici 50 c je moment kada etkica ne dodiruje vise lamelu 2 i zavren je pr oces komutacije s negativnom strujom svitka. UZBUDE ISTOSMJERNIH STROJEVA Kao uz budu moemo proizvesti magnetski tok pomou permanentnog magneta kao na slici 51 a. Takoder na slici 51 prikazane su pojedine vrste generatora s obzirom na uzbudu i to : 51 b. generator s nezavisnom uzbudom 51 c. poredni generator ( s paralelno m vezom uzbude ) 51 d. serijski generator ( sa serijskom vezom uzbude ) 51 e. ko mpaudni generator ( sa paralelno serijskom vezom uzbude )

Slika 51 Vrste uzbuda istosmjernih generatora Nezavisna uzbuda, kao na slici 51 b., uzbudni strujni krug je neovisan o strujnom krugu potrosaa. Taj nain uzbude up otrebljava se kod pogona s jako promjenljivim naponom armature. Stezaljke armatu re oznaene su sa slovima A - B, a uzbudni namot sa I - K. Poredna uzbuda, kao na slici 51 c., paralelni uzbudni namot prikljuen je paralelno na etkice armature i s tezaljke su oznaene sa C - D. Kod generatora, armaturna struja dijeli se na struj u potroaa i struju potrebnu za uzbudu magneta, dok kod motora struja privedena iz mree dijeli se na struju armature i uzbudnu struju. Serijska uzbuda, kao na slici 51 d., serijski uzbudni namot prikljuen je serijski na etkice armature i stezaljk e su oznaene sa E - F. Kod ove vrste stroja ukupna struja predstavlja i struju ar mature i struju uzbude bez obzira dali se radi o generatoru ili motoru.

Kompaudna uzbuda, kao na slici 51 e., serijski i paralelni namot spojili smo zaj edno kao uzbudne namote i dobili smo svojstva stroja kao kod porednog i serijsko g spajanja uzbude. PARALELNI RAD ISTOSMJERNIH GENERATORA Paralelni spoj istosmje rnih generatora prikazan je na slici 52. gdje svi generatori moraju imati jednak e napone i u tom sluaju ukupni napon jednak je naponu jednog generatora : U = U1 = U2 Ukupna struja jednaka je zbroju struja pojedinih generatora : I = I1 + I2 U kupna snaga, takoer je jednaka zbroju pojedinih snaga : P = P1 + P2 Da bi mogli p rikljuiti dva istosmjerna generatora paralelno, moraju biti ispunjeni slijedei uvj eti : a. oba generatora moraju imati isti napon b. meusobno moraju biti spojene i stoimene stezaljke Slika 52 Paralelni spoj istosmjernih generatora MOTORI ISTOSMJERNE STRUJE

Kod motora istosmjerne struje, elimo li promjeniti smjer vrtnje moramo promjeniti spoj elektromagneta uz nepromijenjeni spoj armature, ili promjeniti spoj armatu re uz nepromijenjeni spoj magneta, kao na slici 53. Ako se promjeni istodobno i smjer uzbudne struje i smjer armaturne struje, ostat e smisao vrtnje motora nepro mijenjen. Serijski motor optereenja savladava s relativno malom strujom, ali mana mu je da ako je neoptereen moe " utei ". Poredni motor kod poveanja struje optereenj a, smanjenje brzine je neznatno pa je pogodan za pogone koji zahtjevaju gotovo k onstantnu brzinu vrtnje kod raznih optereenja. Kompaudni motor ima dva namota gdj e moemo imati magnetska polja da se potpomau ili da djeluju nasuprot jedno drugome .

Slika 53 Promjena smjera vrtnje POKRETANJE ISTOSMJERNIH MOTORA Struje pokretanja mogu biti 3 do 10 puta vee od nominalne struje, a to bi moglo tetno djelovati na motor i na mreu. Zbog toga se moe direktno prikljuiti na mreu samo mali motori snage do 1 kW, jer imaju veliki unutarnji otpor pa je struja pokretanja mala. Vei moto ri prikljuuju se na mreu prilikom pokretanja preko pokretaa ili uputaa, pomou kojih s u momentu pokretanja ograniava struja. Pokretai su otpori koji se prikljuuju u ser iju s armaturnim namotom. U momentu pokretanja motora ukljuen je itav otpor pokret aa, zatim se porastom brzine motora iskljuuje sve dok armaturni namot ne bude dire ktno prikljuen na mreu. Na slici 54. a i b prikazani su spojevi pokretaa kod poredn og i serijskog motora.

Slika 54 Shema spoja pokretaa a. kod porednog motora b. kod serijskog motora REGU LACIJA BRZINE VRTNJE Kod regulacije brzine vrtnje mora se omoguiti da kod konstan tnog optereenja postiemo razliite brzine vrtnje. Brzina vrtnje moe se mijenjati bilo promjenom prikljuenog napona, bilo mijenjanjem regulacionog otpornika postavljen og u seriju s armaturnim namotom, ili promjenom magnetskog toka. Prva dva naina n azivaju se regulacija naponom, a trei nain naziva se regulacija poljem. Ako elimo v riti regulaciju brzine naponom moramo smanjivati napon mree ukljuivanjem u armaturn u granu regulacioni otpor R i tako moemo samo smanjivati brzinu vrtnje. Regulacij u brzine poljem vrimo tako, da se u uzbudni krug prikljui regulacioni otpornik R1 kojim moemo mijenjati uzbudnu struju, odnosno magnetski tok, a time i brzinu vrtn je. Shema spajanja za regulaciju brzine vrtnje prikazana je na slici 55. a za po redni motor i slika 55. b za serijski motor.

Slika 55 Shema spajanja regulacije brzine vrtnje a. kod porednog motora b. kod s erijskog motora KOLEKTORSKI STROJEVI IZMJENINE STRUJE UVOD Serijski motor istosmjerne struje moe se prikljuiti na izmjenini napon i on bi rotirao kao da smo ga prikljuili na istosmjerni napon. Meutim istosmjerni motor n e bi mogao dugo raditi jer bi pregorijeo, a uzrok je to je graen od punog materija la, a ne od dinamo limova, tako da e se javljati gubici vrtlonih struja i gubici p etlje histereze. Za kolektorske strojeve izmjenine struje kao i univerzalne stroj eve izrauju se zato magnetski polovi i statorski jarmovi od dinamo limova. Glavni nedostatak izmjeninog kolektorskog motora je znaajno iskrenje na kolektoru. Upotr eba kolektorskih motora izmjenine struje je dosta iroka i upotrebljavaju se kao je dnofazni i kao trofazni. Kao jednofazni kolektorski izmjenini motor upotrebljava se kod builica, brusilica, usisivaa za prainu itd. JEDNOFAZNI KOLEKTORSKI MOTOR She ma spajanja serijskog kolektorskog motora izmjenine struje prikazana je na slici 36. Uzbudni namot oznaen je sa M, kompenzacioni sa K, namot pomonih polova sa P, a armaturni sa A. Svi namoti spojeni su u seriju i mreni napon alje redom kroz njih struju.

Slika 56 Shema jednofaznog kolektorskog motora Jedna podvrsta jednofaznih serijs kih kolektorskih motora jesu univerzalni motori, a to su takvi motori, koji se m ogu bez daljnjega prikljuiti na istosmjerni ili izmjenini napon, ali samo za oreeni napon. Univerzalni motori graeni su za snage do 1 kW i brzine 1500 do 18000 o/min . Univerzalni motori imaju veliki potezni moment i brzinu vrtnje obrnuto proporc ionalnu optereenju.