62 ELEKTRO 1/2013 repetitorium Elektrické motory (1. část)1. Přehled elektrických motorůElektrické motory se dělí podle typu na-pájení na stejnosměrné a střídavé.Stejnosměrné motory jsou napájeny stej-nosměrným napětím a existují v těchto pro-vedeních:– motory s cizím buzením,– motory s derivačním buzením,– sériové motory,– kompaudní motory.Střídavé motory jsou napájeny střídavým jednofázovým nebo třífázovým napětím a existují v těchto provedeních:– asynchronní motory,– synchronní motory,– komutátorové motory,– lineární motory.2. Stejnosměrné motory Princip funkce a základní vztahy Princip funkce stejnosměrného motoru je patrný z obr. 1.Pohybuje-li se vodič o délce l v homo-genním magnetickém poli B vytvořeném mezi póly magnetů S, J ve směru kolmém na magnetické siločáry a protéká jím elektrický proud I, působí na tento vodič síla F podle známého vztahu:F = B · I · l (N; T, A, m) (1)Tento vztah je obecně platný pro všechny motory bez ohledu na jejich zapojení či způ-sob napájení. Ještě transparentněji je tento princip patrný na smyčce (rotoru) napájené stejnosměrným napětím a otáčející se v mag-netickém poli vytvořeném magnetickými póly S, J (stator); viz obr. 2. Napájecí napětí Uc je připojeno kartáči ke dvěma polovinám roz-říznutého, navzájem izolovaného válce, před-stavujícího nejjednodušší formu komutáto-ru. Působením napájecího napětí vzniká ve smyčce proud I daného směru. Proud vytvo-ří kolem vodiče své magnetické pole (obr. 3), které se složí s původním homogenním mag-netickým polem statoru.Napravo od horního vodiče a nalevo od dolního vodiče vzniká zhuštění pole, které působí na vodiče silou F naznačeným smě-rem (obr. 4). Vzniká tak točivý moment M, který roztáčí smyčku rychlostí danou otáč-kami n naznačeným směrem. Otáčky n jsou dány velikostí indukovaného napětí Ui, kte-ré je po zanedbání úbytků rovno napájecímu napětí Uc. Tím, že se smyčka otáčí, se mění její poloha k magnetickým siločarám. Před-pokládáme-li, že proud I protékající smyčkou je konstantní, je podle rovnice (1) konstantní i síla F, mění se ale točivý moment, neboť se mění úhel, který navzájem svírají síla F a ra-meno síly. Průběh momentu je z tohoto důvo-du sinusový, nikdy však nenabude záporné-ho znaménka, neboť v poloze, v níž je plocha smyčky kolmá na magnetické pole a hodnota momentu je nulová, dojde ke komutaci (změ-ně směru toku proudu), takže znaménko síly zůstává stejné a moment nemění svůj směr. Smyčka proto vykazuje střední hodnotu mo-mentu větší než nula, což je podmínka toho, aby zařízení pracovalo v motorickém reži-mu (obr. 5). Mechanický výkon motoru je dán vztahem:P = M · ω (2)kde P je mechanický výkon motoru (Ui · I),M moment motoru vytvořený magnetic-kým polem,ω úhlová rychlost (2 · π· f)U reálných motorů obsahuje vinutí mnoho takovýchto smyček rozprostřených rovnoměr-ně po obvodu rotoru, takže výsledné zvlnění momentu je v podstatě zanedbatelné. Rovněž počet pólů se u reálného stroje rovná mini-málně čtyřem z důvodů lepšího využití strojů.(pokračování)Ing. Ivan Kubie Přehled, vlastnosti, řízení, zálohování Tento seriál článků by rád ukázal čtenářům, jak postupující technika časem měnila způsob použití a řízení klasických elektrických motorů. Nedělá si ambici učinit ze čtenářů odborní-ky na problematiku návrhu a stavby elektrických motorů či pohonů, nehýří proto rovnicemi ani konstrukčními detaily. Snaží se připomenout principy, základní vztahy a zátěžové diagra-my motorů a zejména možnosti, které přinášejí nové způsoby řízení. Některé typy motorů, je-jichž konstrukce vznikla ve snaze usnadnit jejich řízení, časem ztratily na významu a v současné době se nepoužívají, vyjma snad v zařízeních, která dosluhují a mají svoji historickou hodnotu.Obr. 3. Smyčka v magnetickém poli Obr. 4. Síly působící v magnetickém poli Obr. 1. Pohyb vodiče protékaného proudem v magnetickém poli S F J B l Obr. 2. Princip stejnosměrného motoru +J n, M l S Uc Obr. 5. Průběh momentu při komutaci F F t m Mmed