Synchrónny stroj: Rozdiel medzi revíziami

'''Synchrónny stroj''' je druh [[točivý elektrický stroj|točivého elektrického stroja]], pri ktorom sa magentické polia vinutí statora aj rotora otáčajú rovnakou otáčavou rýchlosťou, t.j. synchrónne.

 

Stator je zložený z dynamových [[plech]]ov, ktoré sú od seba vzájomne elektricky izolované (minimalizovanie nežiadúcich strát [[vírivý elektrický prúd|vírivými prúdmi]]) a na vnútornom obvode sú drážkované. V drážkach statora je rovnomerne rozmiestnené trojfázové statorové vinutie, zväčša pripojené na trojfázové verejnú [[elektrizačná sieť|elektrizačnú sieť]].

Rotor (nazývaný aj [[kotva (elektrický točivý stroj)|kotva]])je vyrobený ako výkovok z masívnej [[oceľ|ocele]], tiež je drážkovaný ale len z 2/3 svojho obvodu, pričom drážky tvoria dve protiľahlé oblasti. V nich je vložené jednosmerné rotorové vinutie, ktoré je pripojené na dva [[krúžok (elektrický točivý stroj)|krúžky]] umiestnené na hriadeli a cez zberné ústrojenstvo ([[kefa (elektrický točivý stroj)|kefy]]) napájané [[jednosmerný prúd|jednosmerným prúdom]] z autonómneho [[zdroj]]a.

 

=== Motorická prevádzka ===

V motorickej prevádzke statorové vinutie pretekané trojfázovým prúdom vytvorí vo vŕtaní stroja otáčavé [[magnetické pole]], ktoré rotuje synchrónnou frekvenciou, teda frekvenciou napájacej siete. Rotorové vinutie (nazývané aj [[budiace vinutie]]) vytvára magnetický dvojpól, ktorého polarita je stála. Rotor sa nachádza vo vŕtaní stroja, teda pole statora [[interakcia|interaguje]] s poľom rotora, čoho výsledkom je otáčanie rotora synchrónnymi otáčkami. Pri zaťažení sa otáčky rotora nezmenia, iba vznikne odchýlka rotorového poľa voči statorovému (rotor zaostáva za statorom), vyjadrená pomocou [[záťažný uhol (synchrónny stroj)|záťažného uhla]]. Zvyšovaním [[budiaci prúd|budiaceho prúdu]] v budiacom vinutí sa zvyšuje výkon synchrónneho motora (zvýšením mechanického krútiaceho momentu na hriadeli stroja) a znižuje sa [[magnetizačný výkon]] (nazývaný tiež [[jalový výkon]]) odoberaný zo siete, potrebný na vytvorenie a udržanie magnetického poľa statora. V tzv. prebudenej prevádzke stroj neodoberá zo siete magnetizačný výkon, ale ho do nej generuje.

=== Generátorická prevádzka ===

V generátorickej prevádzke je rotor, pretekaný budiacim prúdom, mechanicky otáčaný pohonným zariadením (napr. [[turbína|turbínou]]). Statorové vinutie je pripojené na trojfázovú sieť. Pri zaťažení generátora sa otáčky rotora nezmenia, iba statorové pole zaostáva za rotorovým o záťažný uhol. Teda generátor produkuje [[činný výkon|činný elektrický výkon]], ktorý rastie so zvyšovaním budiaceho prúdu, pritom magnetizačný výkon pre statorové pole môže byť zo siete odoberaný alebo do siete generovaný tiež v závislosti od budenia.

 

Vyrábajú sa dvoj-, štvor- a viacpólové stroje, prevažne s veľkým počtom drážok statora. Vinutie statora býva jednovrstvové alebo dvojvrstvové, ktoré môže mať navyše [[skrátenie kroku vinutia|skrátený krok vinutia]]. Rotor rýchlobežných strojov (dvoj- a štvorpólové) je valcového tvaru s budiacim vinutím v drážkach, nazýva sa hladký rotor. Vzduchová medzera medzi rotorom a statorom je konštantná. Rotor pomalobežných strojov (viacpólové) má na valcovom základe po obvode rovnomerne rozmiestnené [[pólový nástavec|pólové nástavce]], ktoré nesú budiace vinutie. Takýto rotor sa nazýva rotor s vyjadrenými pólmi. Vzduchová medzera medzi rotorom a statorom nie je na všetkých miestach rovnaká, čo spôsobuje značne odlišné charakteristiky stroja oproti stroju s hladkým rotorom.

 

Jediný regulačný parameter je veľkosť budiaceho prúdu. Ním ovplyvňujeme výkon stroja, generovanie magnetizačného výkonu a ak synchrónny stroj pracuje ako generátor do autonómnej siete, tak sa navyše menia otáčky stroja a napätie na svorkách statorového vinutia.

 

Synchrónne stroje sa využívajú ako generátory trojfázového napätia a prúdu vo všetkých turbínových [[elektráreň|elektrárňach]] s výnimkou elektrických generátorov s veľmi malým výkonom a [[veterná elektráreň|veterných elektrární]]. [[vodná elektráreň|Vodné elektrárne]] využívajú pomalobežné stroje s rotorom s vyjadrenými pólmi (nazývané aj [[hydroalternátor]]y), ostatné elektrárne používajú rýchlobežné stroje s hladkým rotorom ([[turboalternátor]]y).