E-materiały do kształcenia zawodowego

Maszyny synchroniczne

ELE.01 Montaż i obsługa maszyn i urządzeń elektrycznych – elektromechanik 741201

bg‑pink

Różnice w maszynach synchronicznych

GALERIA ZDJĘĆ

Wszystkie silniki i generatory budowane są na bazie jednej technologii modułowej. Z tego powodu, same maszyny z zewnątrz nie różnią się zbytnio od siebie. Różnice są przede wszystkim w tym, co wewnątrz, wyposażeniu i zastosowaniu.

1
RcZKdl4LoPfme
Maszyny synchroniczne
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Silnik synchroniczny z wirnikiem jawnobiegunowym

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Silnik synchroniczny z wirnikiem jawnobiegunowym. Moc 1000 kW, 6000 V, waga 77 ton. Sprawność powyżej 97%. Widok na elementy konstrukcyjne: podstawę i obudowę, czyli kadłub maszyny. W zależności od wielkości silnika kadłub wykonuje się jako odlew lub metodą spawania. W kadłubie umieszczony jest rdzeń stojana. Obudowa chroni silnik przed oddziaływaniem środowiska, takim jak pyły czy wilgoć, oraz chroni człowieka przed zagrożeniem, jakim jest pracująca maszyna.

Zdjęcie przedstawia silnik synchroniczny z wirnikiem jawnobiegunowym o mocy 1000 kW i napięciu znamionowym 6000 V; ma charakterystyczny wygląd, składający się z kilku elementów. Jest to bardzo masywna konstrukcja, której korpus wykonany jest z metalu. Całość ma kształt cylindryczny. Z uwagi na swoją wagę osadzony jest na ramie.

Skrzynka zaciskowa

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Skrzynka zaciskowa, to konstrukcja ochronna, która zawiera tabliczkę zaciskową z zaciskami przyłączeniowymi, za pomocą których maszyna połączona jest z siecią zasilającą. Skrzynka musi chronić połączenie przed pyłem i wilgocią. Jej wielkość gwarantuje takie rozłożenie kabli podłączeniowych stojana, które zapobiega nadmiernemu ich gięciu oraz przegrzaniu.

Zdjęcie przedstawia silnik synchroniczny, w którym widoczny jest wewnętrzny wał napędowy. Skrzynka zaciskowa jest integralną częścią silnika i ma kształt prostokątny, a na jej zewnętrznej pokrywie znajduje się ostrzegawczy napis w kolorze żółtym. Wewnątrz skrzynki zaciskowej znajduje się otwór zaciskowy, który umożliwia połączenie zacisku przyłączeniowego z silnikiem synchronicznym.

Wirnik silnika synchronicznego

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Wirnik silnika synchronicznego to ruchomy element silnika, którego prędkość obrotowa pokrywa się z prędkością obrotową pola magnetycznego stojana. Zawiera uzwojenie umieszczone w żłobkach.Wał napędowy jest mechanicznie połączony z wirnikiem, którego ruch generuje energię elektryczną.

Na zdjęciu widoczny jest wirnik silnika synchronicznego. Jest to duża, cylindryczna część wykonana z metalu, która generuje ruch. Na środkowej powierzchni widoczne są żłobki w kształcie pierścieni, a w nich umieszczone są uzwojenia, które pozwalają na generowanie pola magnetycznego. Dzięki temu, silnik może działać i napędzać inne elementy. Wał napędowy, który znajduje się na zdjęciu, jest częścią wirnika i służy do przenoszenia energii do innych części maszyny.

Stojan cylindryczny

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Stojan cylindryczny - nieruchomy element silnika otaczający wirnik. Zawiera uzwojenie rozłożone w żłobkach.

Zdjęcie przedstawia stojan cylindryczny silnika, który ma kształt koła. Na jego powierzchni znajdują się żłobki, w których są umieszczone uzwojenia, potrzebne do napędu. Stojan może być wykonany z różnych materiałów, takich jak stal lub żeliwo, aby był mocny i trwały.  Konstrukcja  w kształcie cylindra zapewnia stabilność i zapobiega drganiom podczas pracy silnika.

Jarzmo stojana

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Jarzmo stojana zbudowane jest z litego materiału ferromagnetycznego, stali lub żeliwa. Jest częścią obwodu magnetycznego i jednocześnie elementem konstrukcyjnym, do którego montowane są nieruchome części silnika.

Jarzmo stojana, które przedstawia zdjęcie, to element silnika elektrycznego, który służy do połączenia obudowy z samym stojanem. Jest zrobione z metalu i ma otwory i wypustki, które pozwalają na zamocowanie poszczególnych elementów.

Silnik synchroniczny jawnobiegunowy

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Silnik synchroniczny jawnobiegunowy. Moc 4000 kW, 6000 V, sprawność powyżej 93%. Uzwojenie wirnika wymaga zasilania około 300‑350 A. Stosowane w napędach, w których nie występują duże prędkości obrotowe.

Zdjęcie przedstawia silnik synchroniczny jawnobiegunowy. Jest to duże urządzenie o cylindrycznym kształcie. Na obudowie widoczne są otwory wentylacyjne okryte siatką, które pomagają mu się chłodzić. Z jednej strony widoczny jest wystający wał wirnika, który otacza stojan wykonany z żeliwa. Widoczna jest również skrzynka zaciskowa a w niej zaciski przyłączeniowe do sieci i różne elementy do kontroli i ochrony.

Rury olejowe doprowadzające olej do łożyska

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Rury olejowe doprowadzające olej do łożyska, typowe dla maszyn z układem smarowania zalewowego lub mgłą olejową. Wyposażone w kołnierze rur olejowych i opcjonalnie manometry oraz wskaźniki przepływu.

Na zdjęciu widoczny jest silnik synchroniczny jawnobiegunowy, gdzie widoczny jest wał wirnika umieszczony w stojanie z obu stron maszyny. Zauważalne są długie rury olejowe, które służą do przesyłania oleju do łożysk maszyny, a na końcach rur znajdują się kołnierze ułatwiające montaż i demontaż.

Pierścienie ślizgowe

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Pierścienie ślizgowe znajdują się na wirniku, na końcówce wału. Służą do przesyłania sygnałów elektrycznych między stojanem a wirnikiem. Na korpusie każdego z pierścieni widać osiem szczotek (po 4 z każdej strony). Obrót pierścienia zapewnia transmisję prądu.

Zdjęcie przedstawia wirnik silnika umieszczony w stojanie. Na końcówce wału wirnika znajdują się okrągłe pierścienie ślizgowe. Służą one do przesyłania sygnałów elektrycznych pomiędzy wirnikiem i stojanem. Wewnątrz pierścieni zamontowane są szczotki, Jest ich osiem, po dwa w pierścieniu. Umożliwiają one przepływ prądu.

Zespół trójmaszynowy

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Zespół trójmaszynowy złożony z silnika synchronicznego i dwóch maszyn prądu stałego.

Zdjęcie przedstawia zespół trójmaszynowy. Jest to ogromnych rozmiarów masywna maszyna. Jej poszczególne elementy usadowione są na żeliwnej podstawie. Całość zamocowana jest do podłoża za pomocą solidnych śrub. Silnik synchroniczny znajduje się w środku, a po obu stronach podłączone są maszyny prądu stałego. Maszyny są nieco mniejsze od silnika. Wszystkie urządzenia mają kształt cylindryczny. Na powierzchni silnika można zauważyć także wentylatory zapewniające odpowiednie chłodzenie. Na zewnętrznych powierzchniach maszyn prądu stałego widoczne są m.in. koła zębate, wałki, komutatory oraz szereg elementów elektromechanicznych.

Wentylacja silnika

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Wentylacja silnika ma za zadanie utrzymać przepływ powietrza na całej długości obudowy i chronić uzwojenie przed przegrzaniem, gdyż podczas pracy silnika, a w szczególności rozruchu i hamowania, generowane są duże ilości ciepła. Wentylacja  silnika może być wymuszona ruchem łopatek zamocowanych na wirniku. Mieszają one powietrze podczas pracy maszyny i zapewniają równomierne rozchodzenie się ciepła. Wentylator chłodzący może też mieć charakter zewnętrzny i być zasilany zewnętrznie, zamontowany na wale silnika. Taki wentylator czy przewietrznik silnika potrafi znacząco wydłużyć żywotność maszyny.

Wentylacja silnika ma za zadanie chłodzić silnik i chronić go przed przegrzaniem. Na zdjęciu widoczny jest cylindryczny wał silnika. Nad nim zamontowana jest okrągła, dużych rozmiarów  obudowa. Na jej powierzchni znajdują się liczne otwory, przez które przepływa powietrze.

Zespół trójmaszynowy

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Zespół trójmaszynowy złożony z silnika synchronicznego i dwóch maszyn prądu stałego.

Zdjęcie przedstawia zespół trójmaszynowy, który jest dużym urządzeniem o masywnej podstawie, mocowanej do podłoża za pomocą solidnych śrub. W części przedniej urządzenia znajduje się silnik synchroniczny, za którym stoją dwie mniejsze maszyny prądu stałego, również o cylindrycznym kształcie obudowy. Na żeliwnej powierzchni obudowy silnika widoczne są wentylatory, które zapewniają odpowiednie chłodzenie, a także skrzynki zaciskowe zamocowane w dolnej części obudowy.

Tabliczka znamionowa łożyska

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Tabliczka znamionowa łożyska zawiera informację o typie łożyska, rodzaju środka smarnego, odstępie czasu między smarowaniem. Łożyska w silniku synchronicznym z wirnikiem jawnobiegunowym wymagają regularnego smarowania, co wykonuje się ręcznie lub automatycznie w zależności od silnika. Dobór środka smarnego zależy od rodzaju łożysk, zastosowania silnika i warunków pracy. Zwykle będą to oleje mineralne lub syntetyczne wzbogacone o np. składniki przeciwutleniające, przeciwzatarciowe czy antykorozyjne. Ich zadaniem jest konserwacja łożysk jako elementu szczególnie wrażliwego, o trwałości mniejszej niż reszta maszyny.

Zdjęcie przedstawia niewielką tabliczkę znamionową aluminiową, na powierzchni której znajdują się  dane dotyczące typu łożyska, gatunku stosowanego smaru oraz częstotliwości dosmarowywania podanej w godzinach a także ilości smaru. Tu wartości podane są w gramach.

Tabliczka znamionowa

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Tabliczka znamionowa (w tym przypadku prądnicy synchronicznej) zawiera nazwę i producenta urządzenia, model, datę produkcji oraz podstawowe parametry techniczne.

Zdjęcie przedstawia tabliczkę będącą częścią żeliwnej obudowy urządzenia. Na powierzchni widoczne są standardowe informacje o parametrach, które pozwalają określić stan i ułatwiają serwis urządzenia.

Prądnica synchroniczna

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Prądnica synchroniczna przetwarza energię mechaniczną na energię elektryczną przeznaczone do zastosowania w zespołach elektromaszynowych, elektrowniach wodnych i wiatrowych.

Na zdjęciu widoczne jest wnętrze hali o dużym sklepieniu, gdzie znajduje się ogromne urządzenie. Jego obudowa ma formę prostopadłościanu, a na przedniej ścianie widoczne jest koło tarczowe, które zajmuje całą powierzchnię. Koło to jest zamocowane do obudowy solidnymi śrubami z nakrętkami. W części przedniej urządzenia znajduje się wał wirnika.

Silnik synchroniczny z utajonymi biegunami

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Silnik synchroniczny z utajonymi biegunami ma wirnik o kształcie cylindrycznym z wyfrezowanymi rowkami, w których umieszczone jest uzwojenie, zabezpieczone przed wypadnięciem za pomocą specjalnych klinów. Tego typu silniki używane są przy bardzo dużych prędkościach obrotowych jako turbogeneratory.

Zdjęcie przedstawia pomieszczenie, w którym stoi silnik synchroniczny. Jest to ogromnych rozmiarów masywna maszyna. Składa się z obudowy w kształcie półokrągłym oraz wirnika. Wirnik zamontowany jest w stojanie. Na jego powierzchni widoczne są otwory wentylacyjne służące chłodzeniu maszyny podczas pracy.

Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi

Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi wyposażone w wirnik z magnesem trwałym oraz uzwojeniem na stojanie, w swojej budowie nie ma pierścieni i szczotek. Przy zerowej prędkości silniki te mogą generować moment obrotowy.  Wykorzystywane są w napędach o wysokiej wydajności oraz sprawności np. windy osobowe lub towarowe.

Zdjęcie przedstawia mały silnik elektryczny zintegrowany z mosiężnymi szynami, służącymi jako podstawa. Widoczne są elementy składowe, takie jak wał wirnika oraz szpula z linką stalową. Na obudowie silnika wykonanej z żeliwa, można dostrzec skrzynkę zaciskową, w której wpięty jest przewód.

RlmHUb5hdcqLN

Powiązane ćwiczenia