Σύγχρονες μηχανές.

[patsalis]

Καλημέρα,

 

θέλω μία βοήθεια για την απάντηση μια ερώτησης στο θέμα των σύγχρονων μηχανών.

Η ερώτηση έχει ως εξής:

Σε μια σύγχρονη μηχανή το τύλιγμα οπλισμού είναι τοποθετημένο στο δρομέα ενώ το τύλιγμα διέγερσης στο στάτη. Τι συμβαίνει σε αυτήν την περίπτωση και να περιγραφεί πως φαίνονται τα πεδία που δημιουργούνται από κάποιον παρατηρητή που βρίσκεται στο στάτη.

 

Ευχαριστώ

[amolofos]

Νομίζω ότι έχεις κάνει λάθος στη διατύπωσή σου.

 

Η σύγχρονη μηχανή (σ.μ.) αποτελέιται απότο δρομέα -που τροφοδοτείται με συνεχές ρεύμα για τη δημιουργία του στρεφόμενου πεδίου- και από το στάστη που φέρει τριφασικό τύλιγμα. Ανάλογα με την κατασκευή του δρομέα διακρίνουμε δύο είδη σ.μ. : με κατανεμημένους πόλους και με έκτυποπυς πόλους. Στην πρώτη ο συμπαγής δρομέας φέρει αυλακώσεις, μέσα στις οποίες τοποθετείται το ύλιγμα διέγερσης. Η δεύτερη έχει εξέχοντες πόλους στους οποίους τυλίγεται το τύλιγμα διέγερσης.

 

Οι παρακάτω εικόνες ισχύουν θεωρώντας ότι :

α) Ο δρομέας στρέφεται με σταθερή σύγχρονη ταχύτητα

β) Οι τάσεις του στάτη είναι ημιτονοειδής και συμμετρικές

γ) Το μαγνητικό πεδίο στο διάκενο παρουσιάζει ημιτονοειδή κατανομή

δ) Οι απώλειες σιδήρου παραλείπονται

[patsalis]

Δεν διαφωνώ, απλώς η πιο πάνω ερώτηση ήτανε ένα θέμα σε εξετάσεις ηλεκτρολόγων μηχανικών (είμαι 5ετής φοιτητής).

[amolofos]

Νόμος Maxwell

∮Β.dℓ = μ0(Ι + ε0dΦΕ/dt)

 

Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείτε από

α) χρονικώς μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο,

β) μαγνήτη και

γ) χωρική μετατόπιση ηλεκτρικού ρεύματος.

 

Σύμφωνα με την ερώτησή σου, δεν μπορείς να έχεις χωρική μετατόπιση ηλεκτρικού ρεύματος (γ) επειδή ο στάτης είναι ακίνητος. Δεν έχεις μαγνήτη (β). Άρα σου μένει μότο το (α). Κατά τι γνώμη μου πρέπει να κινηθείς με αυτόν τον τρόπο.

 

Στο δρομέα έχεις τώρα ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο στο διάκενο δρομέα-στάτη. Αν δεν κινείς το δρομέα, το πεδίο αυτό είναι στατικό - το οποίο κατά τη γνώμη μου δεν επιφέρει καμί αμεταβολλή στο περιβάλλον. Αν τώρα κινείς το δρομέα έχεις ένα χρονικώς μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτό επάγει ρεύμα στον στάτη. και παράλληλα του ασκεί μηχανικές δυνάμεις. Το τι θα γίνει ακριβώς δεν το ξέρω. Ίσως έχεις στατικό πρόβλημα στη μηχανή. Επιπλέον πρέπει να δεις τη φορά του ρεύματος που επάγεται στο στάτη και να την συγκρίνεις με τη φορά του συνεχούς ρεύματος που υπάρχει ήδη.

 

Αυτά. Ελπίζω να βοήθησα.

*** Δεν είμαι 100% σίγουρος για την παραπάνω θεωρητική ανάλυση ***

[sakistsalikis]

Καταρχην πρεπει να ξερεις οτι οι λεξεις "ροτορας" και "στατης" ειναι οπως λεμε "δραση" και "αντιδραση". Οταν εχεις 2 δυναμεις "δραση-αντιδραση" αν μετονομασεις τη δυναμη της δρασης σε αντιδραση και τη δυναμη της αντιδρασης σε δραση, δεν αλλαζει τιποτα απολυτως. Αν λοιπον εσυ σε μια μηχανη στηριξεις με καποιο τροπο το ροτορα σταθερα και περιστρεψεις το στατη εχεις αυτοματως μετατρεψει το ροτορα σε στατη και το στατη σε ροτορα. Δεν αλλαζει τιποτα.

 

Στην περιπτωση σου λοιπον εχεις τις ιδιες κυματομορφες, την ιδια λειτουργια, με το κλασσικο μοντελο συγχρονης μηχανης.

 

Οι διαφορες ειναι οτι περιστρεφεις το τριφασικο κυκλωμα (στο κλασικο μοντελο περιστρεφεις το συνεχες) και παρακολουθεις τα παντα απο το συνεχες κυκλωμα.

 

Να στο πω αλλιως: Σκεψου την κλασσικη συγχρονη μηχανη αλλα εσυ πλεον δεν παρακολουθεις τα παντα απο το "σταθερο" τριφασικο κυκλωμα (δεν καθεσαι πανω στο κελυφος-στατη της μηχανης) αλλα περιστρεφεσαι μαζι με το συνεχες κυκλωμα (εισαι σταθερα δεμενος πανω στο ροτορα και περιστρεφεσαι μαζι του).

 

Ελπιζω να καταλαβες τη λογικη. Ουσιαστικα μια αλλαγη συστηματος αναφορας θα κανεις.

[patsalis]

Έχω βρει την απάντηση και ένα παράδειγμα αυτής της συνδεσμολογίας είναι οι διεγέρτριες γεννήτριες που χρησιμοποιούνται για να τροφοδοτήσουν με συνεχές ρεύμα το δρομέα μιας άλλης γεννήτριας

[amolofos]

Δεν κατάλαβα το παραπάνω παράδειγμα. Εννοείς με μία μηχανή-κινητήρα να στρέψεις το δρομέα μιας άλλης μηχανής-γεννήτριας; Πως με μία μηχανή θα τροφοδοτήσεις το δρομέα μιας άλλης με συνεχές ρεύμα; Πώς αυτό έχει νόημα να γίνει, αφού το συνεχές ρεύμα δεν το δημιουργείς από την μηχανή-κινητήρα.

[nestoras]

Από θεωρητικής άποψης δεν έχει καμιά σημασία αν το τύλιγμα οπλισμού είναι τυλιγμένο στο δρομέα ή στο στάτη. Λόγω δράσης αντίδρασης (όπως αναφέρθηκε και πιο πριν) ισχύουν οι ίδιοι τύποι, οι ίδιοι κανόνες κτλ. Το πρόβλημα είναι πρακτικό-κατασκευαστικό. Θα έπρεπε να είχαμε ψύκτρες και καρβουνάκια για να πάρουμε την τριφασική (ή μονοφασική) ισχύ της γεννήτριας ή για να δώσουμε την τριφασική (ή μονοφασική) ισχύ στον κινητήρα. Με λίγα λόγια μεγάλα ρεύματα στις ψύκτρες με αποτέλεσμα τη γρήγορη φθορά τους, τη δημιουργία σπινθήρων κτλ. Επίσης, με αυτόν τον τρόπο το βάρος του ρότορα θα ήταν πάρα πολύ μεγάλο γεγονός που θα ανέβαζε την αδράνεια του και ο χειρισμός θα ήταν πολύ πιο δύσκολος (πχ σταμάτημα-ξεκίνημα). Έτσι γενικά προτιμήθηκε να περιστρέφεται το τύλιγμα διέγρσης που είναι μικρότερο και ελαφρύτερο παρά το τύλιγμα οπλισμού που είναι μεγάλο και βαρύ.