Transcript images/pdf/elektricni strojevi

ELEKTRIČNI STROJEVI
Pod pojmom električnih strojeva podrazumjevaju se
elektromotori i generatori za proizvodnju električne energije.
Elektromotori pretvaraju električnu energiju u mehaničku, a
generatori pretvaraju mehaničku energiju u električnu.
Najčešće korištene vrste elektromotora su prikazane na slici
Podjela elektromotora bazirana na vrsti električne energije
koja je potrebna za rad elektromotora
Postoje podjele elektromotora i prema:
• snazi: mali, srednji i veliki elektromotori,
• prema naponu: niskonaponski i visokonaponski elektromotori,
• prema načinu izrade: elektromotori serijske izvedbe i posebne
izvedbe,
• prema tehnologiji pogona: valjaonički, dizalični, transportni
(kotrljače), itd.,
• prema brzinama: sa više brzina (polno preklopivi) i sa jednom
brzinom, motori sa mogućnošću regulacije brzine,
• posebne izvedbe: protueksplozijski elektromotori
ASINHRONI ELEKTROMOTORI
Asinhroni motori su najviše primjenjivani elektromotori. Razlozi njihove
velike primjene su: najjeftiniji, zahtjevaju najmanje održavanje, a
lako ih je konstruktivno prilagoditi najrazličitijim zahtjevima
OKRETNO MAGNETSKO POLJE STATORA ASINHRONOG MOTORA
Asinhroni motor ima dva osnovna dijela: stator i rotor . Stator je
nepomični dio asinhronog motora, a rotor dio koji se može vrtiti oko
svoje osovine.
Stator trofaznog asinhronog motora čine trofazni namot (x-početak, a
xo- završetak prve faze, y – početak, a yo – završetak druge faze, z –
početak, a zo – završetak treće faze) i jezgra statora, koja je izvedena
od dinamolimova. Namoti statora se mogu spajati u spoju zvezda ili
trokut. Kao što je vidljivo sa slike namoti statora pojedinih faza su
prostorno jedan u odnosu na drugi pomaknuti za ugao 120º. Ovo je
jedan od dva uvjeta, koje treba ispuniti da bi stator trofaznog
asinhronogmotora proizveo okretno magnetsko polje. Drugi uvjet je tok
trofaznih naizmjenihnih struja Ix, Iy i Iz u fazama namota statora
trofaznog asinhronog motora.
Prikaz najjednostavnije izvedbe trofaznog asinhronog motora a);prikaz
najjednostavnije izvedbe namota statora trofaznog asinhronog
motora spojenog u zvjezdu b); prostorni izbled namota statora c;
Priključi li se namot statora trofaznog asinhronog motora na trofaznu
mrežu napona, u fazama namota statora poteku naizmjenične struje Ix,
Iy i Iz čiji su vremenski tokovi prikazani na slici .
Svaka od tri navedene struje stvara svoje magnetsko polje. Struja Ix
stvara magnetski tok x, struja Iy stvara magnetski tok y i struja Iz
stvara magnetski tok z.
 


Rezultujući magnetski tok  je dat izrazom   x   y  z .
Položaji vektora ukupnog magnetskog toka prikazani su za vremenske
trenutke trofaznih struja statora ix , iy i iz , t1, t2 i t3 na slici kao i
položaji i veličine magnetskih tokova , x, y i z.
Karakteristike rezultujućeg magnetskog toka  su sljedeće:
-Rezultujući magnetski tok  se vrti prostorno. Jedan puni okret načini
u vremenu koje odgovara periodi naizmjeničnog napona mreže na koju
su priključeni namoti statora trofaznog asinhronog motora;
-Veličina rezultujućeg magnetskog toka je konstantna i jednaka
3
 x max
2
gdje je x max = y max = z max – maksimalna vrijednost toka koju
stvara maskimalna vrijednost struje jedne faze statora (ix max
= iy max = iz max);
-Brzina vrtnje rezultujućeg okretnog magnetskog toka  je data
60 f
izrazom
ns 
p

gdje je: f – frekvencija naizmjeničnog napona mreže na koju je
priključen stator asinhronog motora,
p – broj pari polova statora asinhronog motora.
-Okretni magnetski tok  može se reverzirati odnosno može mu se
promjeniti smjer vrtnje, zamjenom priključka dviju faza trofazne mreže
na priključcima dvije faze namota statora
Promjena smjera vrtnje okretnog magnetskog toka  zamjenom dviju faza
mreže na priključcima namota statora asinhronog motora
Postojanje okretnog magnetskog polja statora trofaznog asinhronog
motora je moguće demonstrirati na način prikazan na slici.Postavimo
oko svoje ose vrtivu magnetsku iglu unutar statora trofaznog
asinhronog motora. Čim se priključi stator trofaznog asinhronog motora
na mrežu magnetska igla počinje da se vrti. To je potvrda da tada
stator trofaznog asinhronog motora stvara okretno magnetsko polje.
Ako se stator isključi sa mreže, magnetska igla prestaje da se vrti.
Zamjene li se dvije faze mreže na priključcima statora trofaznog
asinhronog motora magnetska igla promjeni smjer vrtnje.
Klasifikacija trofaznih asinhronih motora s obzirom na veličinu brzine vrtnje okretnog
magnetskog polja statora ns
Broj pari polova statora p
Brzina vrtnje okretnog
magnetskog polja statora
ns o/min
1
3000
2
1500
3
1000
4
750
5
600
6
500
7
428
8
375
9
330
...
30
100
Karakteristično područje
primjene trofaznog asinhronog
motora
Pumpe i ventilatori
Pogoni dizalice (vožnja mosta i
mačke, dizanje, itd.)
Transportni uređaji realizirani
sa pojedinačnim pogonom
kotrljača
INDUKOVANI NAPON U NAMOTIMA ROTORA TROFAZNOG ASINHRONOG
MOTORA
Postavimo u stator trofaznog asinhronog motora jedan elektromagnet
koji se može vrtiti oko svoje osovine kao što je prikazano na slici
Na osnovu ovog pokusa može se zaključiti da okretno magnetsko polje
statora indukuje napon u namotima rotora
Naime, u trenutku kada sijalica na elektromagnetu počinje da svjetli,
rotor počinje da se vrti. Ta pojava objašnjava da indukovani napon u
zavojnici rotora potjera struju pa time rotor postaje elektromagnet.
Stator i rotor su tada dva magneta među kojima postoje magnetske
sile. Rezultat toga je vrtnja rotora. Primjer sa slike je, dakle,
najjednostavniji asinhroni motor. Slične pojave nastaju i kod realnih
izvedbi trofaznih asinhronih motora. Pri tome treba imati u vidu da rotor
trofaznih asinhronih motora ima jezgru od dinamolimova i trofazni
namot, te da i rotor stvara okretno magnetsko polje kada kroz njegove
namote teku trofazne struje. Brzina vrtnje okretnog magnetskog polja
rotora je ns rot .  ns  n
gdje je: ns – brzina vrtnje okretnog magnetskog polja statora,
n – brzina vrtnje rotora.
Prikaz rotora trofaznog asinhronog motora i njegovog okretnog magnetskog
polja
Efektivna veličina indukovanog napona faze rotora je data izrazom
U 2  U 20
ns  n
 U 20  s
ns
gdje je: U2 – efektivna veličina indukovanog napona jedne faze rotora
kod njegove brzine vrtnje n,
U20 – efektivna veličina indukovanog napona jedne faze rotora u
trenutku priključka namota statora na mrežu (n = 0),
s – veličina klizanja koja karakterizira relativno zaostajanje brzine
vrtnje rotora u odnosu na brzinu vrtnje okretnog magnetskog polja
statora.
Klizanje s je dato izrazom s  ns  n . Frekvencija indukovanog napona
ns
faze rotora je data izrazom
n n
f 2  f1 s
 f1 s
ns
gdje je f1 – frekvencija napona mreže sa koje se napaja stator
asinhronog motora
Uz pretpostavku da je n = ns , dobije se da je tada U2 = 0. To znači da
rotor asinhronog motora tada prestaje da se ponaša kao
elektromagnet. Posljedica toga je nestanak momenta koji izaziva vrtnju
rotora. Zbog toga dolazi do smanjenja brzine vrtnje rotora. Na osnovu
toga se može konstatirati da se rotor asinhronog motora ne može vrtiti
istom brzinom kao što je brzina vrtnje okretnog magnetskog polja
statora. Dakle, on se može vrtiti samo asinhrono u odnosu na ns. Zbog
ovog svojstva ovi su motori dobili naziv asinhroni motori.
Klizanje s je parametar, koji se često u teoriji asinhronih strojeva koristi
u prikazivanju važnih karakterističnih veličina i režima rada. Kao primjer
pokažimo da se pomoću klizanja može odrediti broj okretaja rotora
asinhronog motora. Neka asinhroni motor ima ns = 1000 o/min i
s = 2 %.
Na osnovu izrazaza klizanje dobije se da je
n = ns (1-s) = 1000 (1-0,02) = 980 o/min .
Trofazni asinhroni motori imaju klizanje 2  4 % .
Asinhroni stroj može raditi kao asinhroni motor, asinhroni generator i
kočnica. Kod rada kao asinhroni motor klizanje s je od 1 do 0, (n < ns),
kod rada kao generator klizanja s je od 0 do -  (n > ns), a kod rada
kao kočnica klizanje s je od 1 do +  (n i ns imaju suprotne smjerove
vrtnje).
VRSTE TROFAZNIH ASINHRONIH MOTORA
Prema izvedbi rotora trofazni asinhroni motori se dijele na kliznokolutne
i kratkspojene ili kavezne motore.
ASINHRONI KLIZNOKOLUTNI MOTORI
Specifikum u konstrukciji ove vrste asinhronog motora su vodljivi klizni
koluti. Tri klizna koluta ugrađena su na osovinu rotora. Oni su izolirani
kako od osovine rotora tako i međusobno. Na klizne kolute su spojeni
krajevi namota rotora. Po kliznim kolutima kližu vodljive četkice pomoću
kojih se ostvaruje galvanska veza dodatnog otpora Rd, koji se nalazi
izvan motora i namota rotora i pri njegovoj vrtnji.
Trofazni kliznokolutni asinhroni motor, 160 kW, 1500 o/min, 500 V
Prikaz osnovnih dijelova trofaznog asinhronog kliznokolutnog motora
Nadomjesna shema asinhronog motora
Iako je asinhroni motor po svojoj konstrukciji i funkciji drugačiji od
transformatora ipak s njim ima dosta sličnosti. Tako, kao i kod
transformatora asinhroni motor ima primarni magnetski tok (tok statora)
1 i sekundarni magnetski tok (tok rotora) 2 kao na slici
Namoti statora i rotora asinhronog motora imaju radne i induktivne
otpore (Xs i Xh) pomoću kojih se može napraviti nadomjesna shema
asinhronog motora. Razlika asinhronog motora i transformatora je u
tome što se zbog vrtnje rotora asinhronog motora mijenja napon i
frekvencija rotora ovisno o klizanju. Time se mijenja i rasipna
reaktancija rotora. Reduciraju li se veličine rotora na stator i otpor kruga
rotora R'2 podijeli još sa klizanjem, dobije se nadomjesna shema
asinhronog motora
Nadomjesna shema asinhronog motora izgleda kao nadomjesna
shema transformatora u kratkom spoju s tim što je R2 = R2* / s.
Kod mirnog rotora asinhronog motora je s = 1 pa tada i ta mala razlika
nestaje. Ustvari, asinhroni motor sa zakočnim rotorom može se koristiti
kao transformator.
Zanemari li se glavna reaktancija Xh , dobije se uprošćena nadomjesna
shema prikazana na slici
Iz pojednsotavljene nadomjesne sheme asinhronog motora slijedi da je
I1 
U1 f
R 2  X r2

U1 f
2
2
2


 N1  
R2'  N1  

    X r1  X r 2 
 
 R1 
s
N
N


 2  
 2  
2
i njen fazni pomak prema naponu U1f
2
N 
X r1  X r 2  1 
X
 N2  .
1  actg r  arctg
2
R
R2  N1 

R1  
s  N2 
U prethodnim izrazima su U1f – fazni napon mreže, N1 i N2 – brojevi
zavoja po fazi namota statora i rotora asinhronog motora.
Primjenujući II Kirchhoffov zakon na strujni krug sa slike dobije se
vektorska jednadžba


U1 f  R  j X r  I1 .



U1 f
Ako se jednadžba pomnoži sa –j/Xr dobije se da je
R
I1  j
I1  j
.
Xr
Xr
Vektorski prikaz jednadžbe dat je na slici . Može se zaključiti da vrh
vektora struje asinhronog stroja I1 opisuje kružnicu čija je jednadžba
2

U12f 
 U1 f 
2

 .







2Xr 
 2Xr 

2
Na osnovu izraza može se za asinhroni stroj nacrtati tzv. idealni kružni
dijagram. Pomoću tog dijagrama se može doći do niza informacija o
asinhronom stroju posebno interesantnih kada obavlja funkciju
elektromotora.
Na kružnom dijagramu postoje karakteristične tačke (Po, so), (Pk, sk) i
(P, s), te karakteristične linije mehaničke snage, momenta i klizanja.
Tačka (Po, so) pretstavlja prazni hod, a (Pk, sk), pri čemu je sk = 1,
stanje asinhronog motora u trenutku njegova priključka na mrežu.
Sa kružnog dijagrama jednog asinhronog stroja mogu se
- odrediti područja rada asinhronog stroja,
- očitati pojedine veličine asinhronog stroja (motora),
- konstruirati mehanička karakteristika asinhronog stroja itd.
Idealni kružni dijagram asinhronog stroja
Područja rada asinhronog stroja
Asinhroni stroj može raditi kao asinhroni motor, kao asinhroni generator
i kao kočnica. Između tačaka Po i Pk kružnog dijagrama je područje
rada asinhronog stroja kao asinhronog motora, između tačaka P i Po
je područje rada asinhronog stroja kao asinhronog generatora, dok je
između tačaka Pk i P područje rada asinhronog stroja kao kočnice
(tzv. protustrujno kočenje).
U trenutku priključka statora asinhronog motora (Pk, sk = 1) asinhroni
motor uzima iz mreže najveću struju (I1k). Sa ubrzanjem rotora
asinhronog motora struja se smanjuje i kod radne tačke P1 ima
značajno manju struju I1. Struja I1 fazno zaostaje za naponom U1f. Na
osnovu toga se može zaključiti da je asinhroni motor potrošač i jalove
energije.
Osnovne veličine asinhronog stroja
• Radna snaga je snaga koju stroj uzima iz mreže i data je izrazom
P  3U1 f I1 cos 
• Stepen djelovanja  je dat izrazom

P  Pgub.
P
Pmeh.

P
• Moment, koji asinhroni motor razvija na osovini rotora
M
P  3 I12 R1
s
• Ugaona brzina vrtnje rotacionog magnetskog polja s = 2 ns/60
• Ukupna radna snaga, koju asinhroni motor uzima iz mreže može se
prikazati u obliku
P  3 I12 R1  P  3 I12 R1  M  s
• gdje su: P - snaga okretnog magnetskog polja,
M - moment koji motor razvija na osovini rotora,
s - kružna brzina vrtnje okretnog magnetskog polja statora
3 I12 R1 - toplinski gubici u namotu statora
Snaga okretnog magnetskog polja statora se dalje može prikazati i u
obliku P  M s  3 I 22 R2  M 
gdje su:  - kružna brzina vrtnje osovine rotora,
3 I 22 R2 - toplinski gubici u namotu rotora
Slijedi da je M 
P  3 I12 R1
s
3 I 22 R2
.
Koristeći ranije izraze, dobije se novi izraz za moment M 
s  
Supstituirajući s- sa s s u prethodnom izrazu dobije se da je
moment
3 I 22 R2
M 
.
s s
KARAKTERISTIKA MOMENTA ASINHRONOG MOTORA
Ako se želi izabrati električni pogonski motor za neki radni stroj
(pumpu, kompresor, valjački stan, dizalicu itd.), treba se najprije
usporediti mehanička karakteristika motora sa mehaničkom
karakteristikom radnog stroja. Pod pojmom mehaničke karakteristike
motora ili radnog stroja podrazumijeva se ovisnost momenta od broja
okretaja.
3 R2 I 22
Počnimo od izraza M 
s s
Supstinira li se struja I2 sa I1 N1/N2 u prethodnom izrazu, dobije se da
je
3 R2 I12
M 
s s
 N1 


N
 2
2
Uvrstimo li izraz za struju I1 u izraz za moment, dobije se novi izraz za
moment asinhronog motora
3U12f R2'
M
.
2
'


R2 
' 2
s  s   R1    X r1  X r 2  
s 
 

Kao što se iz jednadžbe vidi, moment ovisi o naponu U1f i veličini
radnog otpora.
Karakteristika momenta asinhronog stroja
Utjecaj dodatnog otpora u krugu rotora na karakteristiku momenta
kliznokolutnog motora
Utjecaj napona mreže na karakteristiku momenta asinhronog motora
Vidljivo je da se moment asinhronog motora kvadratično mijenja sa
naponom. Zbog toga mreža sa koje se napajaju asinhroni motori mora
biti kruta tj. sa naponom koji se relativno malo mijenja. Spajanje
namota statora asinhronog motora u spoju zvjezda i trokut utiče na
proizvedeni moment motora. Trofazni motor sa spojem namota statora
u trokut proizvodi tri puta veći moment nego što ga proizvodi taj isti
motor sa spojem u zvjezdu i napajan sa iste mreže.
ASINHRONI KRATKOSPOJENI MOTORI
Specifičnost izvedbe trofaznog asinhronog kratkospojenog motora u
odnosu na trofazni asinhroni kliznokolutni motor je izvedba namota
rotora.
Namot rotora je izveden od štapova bakra ili aluminija koji su smješteni
u utorima jezgra rotora, izvedenog od dinamolimova, i kratkospojeni
vodljivim prstenovima na obe strane. Zog toga što su vodiči rotora
kratkospojeni na obe strane, ovi motori su dobili naziv kratkospojeni
motori. Ako se posmatra cijeli namot rotora onda ima izgled kaveza, pa
se zbog toga ova vrsta motora često naziva kavezni motor. Ova vrsta
motora nema klizne kolute, a to znači da se kod tog motora ne može
mjenjati otpor u krugu rotora pa time ni mjenjati karakteristike
momenta. Međutim, ova vrsta elektromotora je jeftinija od svih vrsta
elektromotora odgovarajućih parametara. Troškovi održavanja
asinhronog kratkospojenog motora su manji od troškova održavanja
drugih vrsta elektromotoa odgovarajuće snage. Asinhroni kratkospojeni
motor je jedina vrsta elektromotora kod kojega se u toku rada ne
pojavljuje iskrenje. Stoga se on može koristiti kao pogon i u sredinama
gdje mogu nastati eksplozivne smjese
Budući da su vodiči rotora kratkospojenog motora relativno velikog
presjeka, otpor njegovog namota rotora je dosta malen. Posljedica toga
je da je mali potezni moment i relativno velika struja pokretanja (reda
veličine 7 do 8 In). Zbog toga se standardne izvedbe asinhronog
kratkospojenog motora najviše koriste za pogon radnih strojeva male
snage i malog zahtjeva na veličinu poteznog momenta.
Pokretanje asinhronog kratkospojenog motora
Kod upotrebe preklopke zvjezda-trokut moraju biti izvedeni svih šest
krajeva namota statora na priključni ormarić.
Kod pokretanja spoji se stator motora u zvjezdu, a nakon zaleta motora
prespoji se u trokut. Motor trajno rad u spoju trokut.
Regulacija broja okretaja asinhronog kratkospojenog
motora
Brzina vrtnje rotora asinhronog kratkospojenog motora je bliska brzini
okretnog magnetskog polja statora ns . Zbog toga se brzina vrtnje
60 f
rotora približno može prikazati izrazom
n  ns 
p
.
Iz izraza se vidi da se regulacija broja okretaja rotora kratkospojenog
motora može ostvariti promjenom frekvencije f napona napajanja
njegovog statora ili promjenom broja pari polova njegovog statora p.
ISTOSMJERNI STROJEVI
Istosmjerni električni stroj je u biti pretvarač energije. Ako pretvara
mehaničku energiju u električnu istosmjenog napona naziva se
istosmjerni generator. Pretvara li električnu energiju istosmjernog
napona u mehanički rad, naziva se istosmjerni motor.
Rotor ima jezgru izvedenu od dinamolimova. U utore jezgra rotora se
ulažu svici namota rotora (na slici je prikazan samo jedan svitak na
rotoru). Krajevi svitaka namota rotora su spojeni na kolektoru. Na
donjem dijelu slike „a” prikazan je u razvijenom obliku namot rotora i
kolektor. Kolektor je smješten na osovini rotora istosmjernog stroja a
čini ga niz lamela od bakra, koje su izolirane međusobno i prema
osovini rotora. Posebna konstrukcija lamela čini kolektor jednim
mehanički kompaktnim dijelom istosmjernog motora ili istosmjernog
generatora. Na kolektor naliježu vodljive četkice-slika b).
Kolektor je mehanički učvršćen na rotoru, pa se s njim zajedno vrti, dok
su četkice mehanički uvršćene na stator i nepomične su. Kada se rotor
vrti, četkice kližu po kolektoru.
VRSTE I KARAKTERISTIKE ISTOSMJERNIH MOTORA
U praksi se najčešće upotrebljavaju ove vrste istosmjernih motora:
istosmjerni motor sa nezavisnom ili stranom uzbudom, istosmjerni
motor sa paralelnom ili porednom uzbudom i istosmjerni motor sa
serijskom uzbudom. Ove vrste istosmjernih motora se dobiju
kombiniranjem spoja namota rotora i uzbudnih namota.
NEZAVISNO UZBUĐENI ISTOSMJERNI MOTOR
Shema spoja namota rotora i uzbude istosmjernog motora sa
nezavisnom uzbudom prikazana je na slici. Uzbudnim namotom s
oznakama I-K teče uzbudna struja iu i stvara glavni uzbudni tok gl.
Stezaljke rotora su priključene na galvnu istosmjernu mrežu označenu
sa P i N koja izaziva tok struje I u namotu rotora. Struja rotora I sa
glavnim tokom gl proizvodi moment vrtnje rotora istosmjernog motora
sa nezavisnom uzbudom.
1 E
n

.
Za istosmjerni motor vrijedi već poznata relacija
k  gl
Glavni tok gl je proizveden uzbudom te, uz konstantnu uzbudnu
struju, ovisi još samo o reakciji armature. Indukovana EMS-a rotora E
je u idealnom praznom hodu jednaka naponu mreže. Pod
opterećenjem je određena uvjetom ravnoteže u strujnom krugu
armature i to II Kirchhoffovim zakonom. Ako je napon mreže U =
konstantan, tada u stacionarnom radu stroja, tj. kod ustaljene struje
armature, mora EMS-a E rotora motora biti
E = U – Ia Ru - Uč .
Može se, dakle, pisati da je n 
1 U  I a Ru  U č
.
k
 gl
SINHRONI STROJEVI
Sinhroni strojevi, tj. sinhroni generatori i motori, su električni rotacioni
strojevi trofazne struje, čija je osnovna karakteristika da je mehanička
brzina vrtnje rotora jednaka sinhronoj brzini vrtnje okretnog
magnetskog polja statora ns, koja je data izrazom ns  60 f .
p
gdje je: ns – brzina vrtnje okretnog magnetskog polja statora,
p – broj pari polova,
f – frekvencija napona statora.
Sinhroni strojevi se najviše koriste kao generatori. Praktički sva
električna energija termoelektrana, hidroelektrana i nuklearnih
elektrana proizvodi se pomoću sinhronih generatora. Sinhroni
generatori se grade za velike snage. Veliki sinhroni generatori
predstavljaju najveće električne rotacione strojeve
IZVEDBE SINHRONIH STROJEVA
Stator sinhronog stroja se po svojoj funkciji i izvedbi ne razlikuje od
statora asinhronog stroja. Napravljen je od dinamolimova, a u utorima
statora su uloženi trofazni namoti. Rotor predstavlja elektromagnet, koji
se pobuđuje istosmjernom strujom. Broj polova rotora mora biti
jednak broju polova statorskog trofaznog namota.
Postoje dvije osnovne izvedbe rotora. Ako je stroj višepolan, rotor se
izvodi sa izraženim polovima prema slici a). Magnetski dio rotora je
izveden tako da se protjecanjem istosmjerne struje kroz namote polova
dobiju naizmjenično sjeverni i južni polovi. Kod dvopolnih sinhronih
strojeva, koji imaju veliki broj okretaja (3000 0/min) u nekim slučajevima
i četveropolnih (1500 okr/min) izvode se rotori bez izraženih polova
(tzv. turborotori) kao što je to prikazano na slici b). Kod kojih je uzbudni
namot uložen u utore rotora.
Tako izvedeni rotor je u stanju da savlada mnogo veće centrifugalne
sile. Sinhroni generatori s izvedbom rotora bez izraženih polova se
pogone parnim turbinama na osnovu čega su dobili naziv
"turbogeneratori". Napajanje uzbudnih namota rotora sinhronih
strojeva istosmjernom strujom se izvodi pomoću dva klizna prstena
smještena na osovini rotora.
SINHRONI STROJ U FUNKCIJI SINHRONOG GENERATORA
Uz pretpostavku da se magnetska indukcija B u prostoru između polnih
papuča rotora i statora mijenja uzduž područja svakog para polova po
zakonu sinusa, te da svici namota statora imaju širinu dvaju polova
induciranog napona po fazi E = 4,44  f w
gdje je:  - magnetski tok jednog pola;
f – frekvencija induciranog napona ;
w – broj zavoja namota jedne faze.
Jednadžba se može prikazati kod konstantne brzine vrtnje rotora ns i u
obliku
E=k
gdje je k – konstantna veličina.
Karakteristika praznog hoda sinhronog generatora
Fazni i linijski napon u praznom hodu variraju proporcionalno
magnetskom toku po polu , pa će u određenom mjerilu magnetska
karakteristika stroja, s iznosima toka po polu kao ordinatama i iznosima
istosmjerne uzbudne struje magneta stroja Iu kao apscisama,
pretstavljati po slici ujedno i fazni naizmjenični napon E u ovisnosti
od uzbudne struje Iu, a onda i krivulja s -strukim ordinatama linijski
napon E .
Ako se sinhroni generator optereti strujom I sa faznim pomakom 
prema naponu generatora, onda je iz generatora uzeta radna snaga
proporcionalna veličini I cos . Ta se snaga mora dodati na osovinu
sinhronog stroja. Mehanička snaga je proporcionalna broju okretaja ns i
momentu M. Prema tome kod električnog opterećenja sinhronom
generatoru treba dodati od pogonskog stroja (turbine) moment koji je
proporcionalan I cos . Vidimo da kod praznog hoda (I = 0) teoretski
sinhronom generatoru ne treba dodavati dodatnu snagu. Isto tako se
sinhroni generator ponaša kod čisto jalovog opterećenja (I cos  = 0).
Pri tome smo zanemarili gubitke u stroju.
SINHRONI STROJ U FUNKCIJI SINHRONOG MOTORA
Pustimo li da teče naizmjenična struja u namotima statora mirnog
sinhronog stroja, na primjer stroja s jednofaznim jednožlijebnim
namotom kao na slici, ako su magneti stroja već uzbuđeni iz nekog
vanjskog izvora istosmjerne struje, rotor se ne bi uopće vrtio, jer bi
mehaničke sile koje bi na njega djelovale mijenjale smjer svake
poluperiode.
Dio poprečnog presjeka sinhronog stroja
U momentu koji prikazuje slika ispred vodiča A, kojim teče struja
prema natrag, nalazi se baš pol N, a ispred vodiča B, sa strujom
suprotnog smjera, nalazi se pol S. Uz nepomičnu armaturu i pomične
polove, nastale bi po zakonu jednake akcije i reakcije sile koje bi u
momentu prikazanom na slici nastojale gibati polni kotač na lijevo,
dakle u smjeru izvučene strelice.
No to bi trajalo samo vrlo kratko vrijeme, jer bi već u idućoj polovici
periode naizmjenične struje kroz vodiče armature tekle suprotne struje,
koje bi nastojale pomaknuti rotor u suprotnom smjeru, tj. u smjeru
cirtkane strelice. Ta djelovanja na rotor, naizmjenice u vrlo brzim
impulsima sad u jednom sad u drugom smjeru vrtnje, imala bi naravno
za posljedicu da se rotor, zbog tromosti svoje mase, praktički ne bi ni
pomaknuo. No posve druge prilike nastaju ako magnetnom kotaču
stroja već prije priključka na mrežu ma kojim načinom, na primjer tako
da ga mehanički pogonimo, dademo sinhronu brzinu, tj. brzinu od n =
60 f/p okr/min (dakle uz f = 50 Hz kod dvopolnog stroja sa p = 1 brzinu
3000 okr/min, kod četveropolnog sa p = 2 brzinu 1500 okr/min, itd.).
Kod sinhrono gibanog motora u prvoj polovici perioda, dok struje teku
vodičima A i B kao na slici stajat će pored vodiča A recimo kao u
momentu po slici pol N, a ispred vodiča B pol S, pa će na polni kotač
djelovati sila u smjeru izvučene strelice. A pola perioda kasnije, kad
struje u vodičima A i B budu obrnute, bit će, ako polni kotač rotira
sinhrono u smjeru izvučene strelice, ispred A pol S i ispred B pol N, pa
će sile koje će djelovati na kotač sada biti i opet u smjeru izvučene
strelice, dakle u smjeru vrtnje kotača.
Drugim riječima: polni kotač doveden u sinhronu brzinu bit će dalje
tjeran silama uvijek istog smjera, koje će ga održavati u njegovoj
sinhronoj vrtnji, odnosno stroj će sam i bez vanjskog mehaničkog
pogona, dalje rotirati sinhronom brzinom kao motor, zvan sinhroni
motor.
PRELAZAK SINHRONOG GENERATORA U REŽIM RADA
SINHRONOG MOTORA I OBRATNO
U praksi se rijetko susrećemo sa sinhronim generatorom koji napaja
samo vlastite potrošače. U većini slučajeva stroj radi na mrežu, tj. daje
električnu energiju u razvodnu mrežu, koju napaja istodobno mnogo
drugih sinhronih generatora. Opteretimo li ga nekim potrošačem u
namotima statora poteče struja sa faznim pomakom koji odgovara
karakteru potrošača. Takav generator, koji ne napaja mrežu, ne može
nikada preći u motorski rad, pošto nema otkud uzeti radnu električnu
energiju.
Sinhroni generator može preći u motorski režim rada samo onda ako
radi na mreži koju napajaju drugi sinhroni generatori. U tom slučaju
podrazumjevamo da sinhroni generator radi na beskonačno krutoj
mreži, tj. na mreži sa konstantnom frekvencijom f i konstantnim
naponom U.
Beskonačno jaka mreža je sposobna primiti ili dati veliku radnu ili jalovu
snagu. Veličina uzete radne ili jalove snage od pojedinog generatora
zavisi od njegove snage. Prenosna mreža je po svojim karakteristikama
veoma blizu idealnoj beskonačno krutoj mreži. O tome da li stroj radi
kao generator ili kao motor je presudna radna snaga. Daje li stroj radnu
snagu u mrežu tada stroj radi kao generator, a ako je uzima iz mreže
onda radi kao motor. Snagu uzetu iz mreže označavamo kao pozitivnu.
Na osnovu toga možemo reći: uzima li sinhroni stroj iz mreže pozitivnu
radnu snagu onda je on u funkciji motora, uzima li sinhroni stroj
negativnu radnu snagu onda je on u funkciji generatora.
Prema zakonu o neuništivosti energije sinhroni generator prelazi u
motorski režim rada kada ga prestanemo pogoniti, a obrnuto sinhroni
motor prelazi u generatorski režim rada kada mu na osovinu rotora
dodajemo mehaničku energiju. Jednsotavnije rečeno, ako sinhronom
stroju koji radi kao motor, dodajemo na osovinu rotora umjesto
protumomenta pogonski moment on postaje generator.
SINHRONIZACIJA SINHRONOG STROJA SA MREŽOM
Sinhroni generator je spojen s pogonskom turbinom ili drugim
pogonskim strojem koji ga može ubrzati na zadani broj okretaja.
Rotirajući nominalno pobuđeni generator smijemo priključiti na mrežu
tek onda kada ima radni napon i frekvenciju kao i mreža i odgovarajući
redosljed priključaka faza. Ostvarivanje gornjih zahtjeva za priključak
sinhronog generatora nazivamo sinhronizacijom sa mrežom. Kod
sinhronizacije sinhronog generatora koristi se sinhronoskop. On
predstavlja specijalnu napravu koja pokazuje kada su kod generatora
ostvareni svi uvjeti sinhronizacije sa mrežom. Osim sinhronoskopa
postoje i druge naprave pomoću kojih možemo vršiti kontrolu
sinhronizacije sinhronog generatora sa mrežom. Jednu od tih naprava
čine tri sijalice spojene kao što je prikazano na slici
Tamni spoj sijalica pomoću kojeg se vrši sinhronizacija sinhronog generatora sa
mrežom
Kod ispunjenih uvjeta sinhronizacije generatora sa mrežom ni jedna
sijalica ne svijetli. Zbog toga se taj način sinhronizacije naziva tamni
spoj sijalica
Ako sve tri sijalice periodički svijetle i tamne, to je znak približenja
sinhronizacije generatora mreži. Svijetli li jedna sijalica za drugom to je
znak da redosljed faza, kod datog smjera vrtnje generatora, nije
ispravan. Svijetle li stalno tri sijalice, generator nema odgovarajući
napon ili ima neispravan redosljed faza napona.
KARAKTERISTIKE SINHRONIH GENERATORA
Ponašanje sinhronog generatora kod različitih načina opterećenja
može se pratiti pomoću vektorskog dijagrama datog na slici. Pri
tome treba razlikovati da li generator radi na svoj vlastiti potrošač ili na
mrežu sa konstantnom frekvencijom i naponom. U prvom slučaju može
se uzeti za konstantnu veličinu odabranu struju ili snagu kod potrošača
sa različitim karakterom otpora. Pobuđeni generator, koji radi pod tim
okolnostima, daje indukovani napon E odnosno napon Uf. Ako je
napon mreže konstantan, generator mora imati automatsku regulaciju
napona. Promjenom momenta stroja koji pogoni sinhroni generator,
povećava se brzina vrtnje sinhronog generatora a time i frekvenciju
njegove mreže.
Vektorski dijagram sinhronog stroja: a) generatora; b) motora
U stvarnosti većina sinhronih generatora radi na krutu mrežu, kada se
polazi od pretpostavke, da su napon i frekvencija mreže konstantni.
Uzbudom se mijenja EMS E, ali se time ne može promijeniti napon
mreže Uf, nego se promijeni smjer i veličina struje, koja se šalje u
mrežu kao što je prikazano na prethodnom vektorskom dijagramu.
Promjenom uzbude generatora, koji radi na krutu mrežu promijeni se
struja I, kao i njena jalova komponenta Ij, dok radna komponenta struje
IR ostaje praktički nepromjenjena. Suprotno tome se sa promjenom
momenta na osovini rotora promijeni radna komponenta struje IR; broj
okretaja i frekvencija ostaju konstantni. Promjenom uzbude i momenta
kod generatora, koji radi na krutoj mreži, mijenja se veličina i znak obiju
komponenata struje.
Strujni vektorski dijagram može se prikazati u četiri kvadranta kao što je
to pretstavljeno na narednoj slici. Stroj radi kao generator ako je radna
komponenta struje IR negativna. Ako je jalova komponenta struje Ij
negativna, sinhroni stroj radi kao generator jalove energije. Ako je
jalova komponenta struje Ij pozitivna, stroj je potrošač jalove energije
Strujni vektorski dijagram sinhronog generatora i motora
Najčešći slučaj rada sinhronog generatora je da generator daje u
mrežu i radnu i jalovu snagu (treći kvadrant; preuzbuđeni generator).
Prvi i drugi kvadrant prikazuju motorski rad. Tada je radna komponenta
struje IR pozitivna. Rad sinhronog motora u preuzbuđenom stanju ima
određenih prednosti od rada u poduzbuđenom stanju. Preuzbuđeno
stanje se odlikuje time, da kod njega sinhroni stroj, bez obzira da li je u
motorskom ili generatorskom režimu rada, daje u mrežu jalovu snagu.
Sposobnost da daje jalovu snagu u mrežu je velika prednost sinhronog
motora u odnosu na asinhroni. Osim toga je preuzbuđeno stanje
povoljno sa gledišta stabiliteta rada, pogotovo kod velike pobude kada
se dobije nešto manji .
KARAKTERISTIKE I NAMIPULACIJE SINHRONOG MOTORA
Sinhroni motor ima krutu karakteristiku momenta sa prekretnim
momentom Mz koji se kod n = ns ne mijenja. Moment postoji sve
dotle dok sinhroni motor ima sinhronu brzinu vrtnje. Najveći moment
Mz (prekretni moment) je dan izrazom M  konst. U f E sin  . za sin  = 1.
Xs
Prekorači li se taj moment motor ispada iz sinhronizma. Omjer
nominalnog momenta Mn prema prekretnom momentu zove se
momentom preopteretivnosti sinhronog stroja.
Vidimo da preopteretivost momentom nije čvrsta konstanta sinhronog
motora, nego zavisi od načina njegove pobude.
Mehanička karakteristika sinhronog motora
Nedostaci sinhronog motora kod pokretanja se otklanjaju ugradnjom
posebnih prigušnih namota ili posebnom izvedbom masivnih polova
rotora. Moment, koji izazivaju struje indukovane u prigušnom namotu ili
polnim nastavcima, ima tok kao moment asinhronog motora-crtkana
linij na prethodnoj slici. Ta karakteristika momenta sinhronog
motora koristi se kod pokretanja. Kad se postigne brzina, koja je blizu
sinhronoj, uključi se uzbudna struja. Sinhronizacioni moment uvuče
motor u sinhronizam. Kad motor uđe u sinhronizam, pokazuje tvrdu
karakteristiku brzine, tj. broj okretaja se ne mijenja sa promjenom
opterećenja na osovini.
Problematika pokretanja sinhronog motora je slična problematici
pokretanja asinhronih kratkospojenih motora. Glavni problem je u tome
da se ograniči porast struje pokretanja na mreži a da potezni moment
ne bude previše mali. Rješenja za ograničenja porasta struje
pokretanja su slična kao kod asinhronih kratkospojenih motora
IZBOR ELEKTROMOTORA
Pošto je elektromotor sastavni dio jednog elektromotornog pogona
osnovni kriteriji, kojima projektirani EMP treba da udovolji:
• Projektirano rješenje EMP treba da zadovolji sve tehnološke
zahtjeve,
• Projektirano rješenje EMP treba biti što je moguće jeftinije;
• Projektirano rješenje EMP treba biti prilagođeno radnim uvjetima
okoline u kojoj treba da radi;
• Kod izbora EMP treba voditi računa da projektirano rješenje
obuhvata sve aspekte sigurnosti
• Potrošnja električne energije projektiranog rješenja EMP treba biti
posebno analizirana,
• Projektirano rješenje EMP treba biti pogodno i za rad u kriznim
situacijama.
Da bi se u potpunosti zadovoljili zahtjevi korisnika elektromotornog
pogona potrebno je pri odabiru dati sljedeće podatke:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
vrstu motora,
iznos priključnog napona,
frekvencija (kod priključka na naizmjeničnu mrežu),
vrstu pogona,
snagu motora,
mehaničku preopteretivost motora,
izvedbeni oblik motora,
vrstu mehaničke zaštite,
uvjeti zaleta,
učestalost uklapanja,
zahtjevi s obzirom na podešavanje brzine vrtnje,
temperatura okoline ako je iznad 400C,
• specifična okolina itd.
Osnovni kriteriji izbora elektromotora su:
• elektromotor mora imti sposobnost određene mehaničke
preopteretivosti,
• elektromotor mora osigurati ispravan rad EMP kroz dovoljno dugo
vrijeme, tj. mora imati određenu životnu dob.
ODREĐIVANJE MEHANIČKE PRETOPTERETIVOSTI
ELEKTROMOTORA
Mehanička preopteretivost elektromotora je definirana odnosom
M max
K

p
maksimalnog Mmax i nazivnog momenta Mn, tj.
Mn
gdje je:Kp faktor mehaničke preopteretivosti elektromotora.
Donja granica preopteretivosti svakog motora iznosi Mmax/Mn = 1,6.
To je dakle, minimalna preopteretivost koju elektromotor mora imati.
Mnogi elektromotorni pogoni zahtjevaju znatno veću preopteretivost od
minimalne. Za dizalične elektromotore zahtjeva se mehanička
preopteretivost od 2 do 4. Ispunjavanjem ovog kriterijuma obezbjeđuje
se da elektromotor može savladati trenutna preopterećenja koja u
pogonu mogu nastati, a koja termički ne ugrožavaju pogonski
elektromotor. Podatak o veličini Kp daje proizvođač elektromotora u
katalozima ili drugoj tehničkoj dokumentaciji.
ODREĐIVANJE SNAGE ELEKTROMOTORA
Određivanje životne dobi odnosno snage elektromotora znatno je
složeniji u odnosu na određivanje preopteretivosti. To je termičko
pitanje koje je usko povezano:
• s gubicima razvijenim prilikom rada elektromotora u obliku topline, te
• hlađenjem i dozvoljenim zagrijavanjem elektromotora.
Problem se svodi na to, da se za određenu vrstu opterećenja, koje
često može biti i vrlo složeno, odredi zagrijavanje namota
elektromotora. Izabrani elektromotor, u predviđenom režimu rada
pogona, ne smije se zagrijavati više od temperature, koju može da
podnese izolacija namota elektromotora.
Zagrijavanje i hlađenje elektromotora
Granično zagrijavanje ne smije se prekoračiti, budući da s višom
temperaturom izolacija brže stari, tj. smanjuje se njena životna
dob.
Promjena nadtemperature homogenog tijela mijenja se po
eksponencijalnom zakonu:
t


   1  e Tt


t


  o e Tt


gdje je:  - stacionarna nadtemperatura,
Tt – toplinska vremenska konstanta,
o – početna temperatura
Ako se u tijelu razvija toplina Q koja se odvodi preko rashladne
površine S, s koeficijentom odvoda topline h, stacionarna
nadtemperatura i toplinska konstanta mogu se odrediti iz izraza
 
Q
Sh
Tt 
mc
Sh
gdje je: m – masa, a c specifična toplina

t
Tt
Kod hlađenja homogenog tijela vrijedi izraz    p e
gdje je p početna nadtemperatura od koje počinje hlađenje
Krivulja zagrijavanja i hlađenja elektromotora
Budući da elektromotor nije homogeno tijelo (različiti materijal,
razvijena količina topline i kod konstantnog opterećenja može se
mijenjati) mjerenjem određena karakteristika zagrijavanja motora
neznatno odstupa od karakteristike zagrijavanja homogenog tijela.
Temperatura namota raste u početku nešto brže nego kod zagrijavanja
homogenog tijela, tj. namot se u početku zagrijava kao da mu je manja
toplinska vremenska konstanta od one koja vrijedi za homogeno tijelo.
Koeficijent odvoda topline h ovisi između ostalog o intenzitetu hlađenja.
Motori s intenzivnijim hlađenjem imaju manju vremensku konstantu od
motora s lošijim hlađenjem, a iste mase.
Prema preporukama IEC podijeljeni su pogoni na osam vrsta i
označeni su sa S1, S2 ... S8:
• Trajni pogon (S1) je pogon s konstantnim opterećenjem (nominalne
snage) čije je trajanje barem toliko dugo da se postigne termički
stacionarno stanje motora
• Kratkotrajni pogon (S2) je pogon s kratkim trajanjem opterećenja
• Intermitirani pogon bez uticaja zaleta na temperaturu
elektromotora (S3) je pogon kod kojeg se trajno izmjenjuje
pogonsko stanje i mirovanje motora,
• Intermitirani pogon s uticajem zaleta na temperaturu
elektromotora (S4), uzima se u obzir zagrijavanje zbog gubitaka
nastalih za vrijeme zaleta
Tokovi P, Pg i  intermitiranog pogona a) S4 (sa uticajem zaleta), b) (S5)
sa uticajem zaleta i električnog kočenja na temperaturu elektromotora
• Intermitirani pogon s uticajem zaleta i električnog kočenjana
temperaturu elektromotora (S5)-gubici kočenja utječu na
zagrijavanje elektromotora ,
• Trajni pogon s intermitiranim opterećenjem elektromotora (S6)
je pogon kod kojeg se trajno izmjenjuju jednaki ciklusi ,
Tokovi P, Pg i  trajnog pogona sa intermitiranim opterećenjem elektromotora
• Neprekinuti pogon sa zaletom i kočenjem elektromotora (S7) je
pogon s trajnim izmjenjivanjem jednakih ciklusa bez isključivanja
motora s mreže
• Neprekinuti pogon s različitim brzinama vrtnje i snagama (S8) je
pogon s trajnim izmjenjivanjem jednakih ciklusa
Određivanje snage elektromotora pri trajnom pogonu
Brzina je vrtnje u trajnom pogonu konstantna (obično nazivna nN) i
motor trajno razvija moment M, koji savladava moment tereta Mt .
Da se pri tome motor ne zagrije iznad dozvoljene nadtemperature,
mora biti ispunjen uvjet, da je nazivni moment MN jednak ili veći od
momenta tereta Mt :
MN  Mt
Potrebna snaga pogonskog elektromotora da se trajno obavlja
određeni rad može se jednostavno odrediti koristeći poznate zakone iz
mehanike.
Pravolinijsko gibanje
Ako je potrebno kod pravolinijskog gibanja savladati silu F (masu m,
silu trenja i sl.) kod brzine v, tada je potrebna mehanička snaga
Pm = F v
Pri tome vrijedi uz masu m i ubrzanje a opći izaz za silu
F=ma
Ako se treba masa m dizati nasuprot djelovanja sile teže potrebna je
sila
F=mg
Radni mehanizam ima vlastite gubitke koji se općenito uzimaju u obzir
kod određivanja snage pogonskog elektromotora korisnošću radnog
mehanizma. Uzme li se i to u obzir, tada je potrebna pogonska snaga
elektromotora data izrazom P  F v .

Pri tome su sve veličine u jedinicama međunarodnog mjernog sistema.
Ako se F uvrsti u kp i s obzirom da je 1 kW = 102 kpm/s, dobije se da je
P
Fv
102
P kW ; F kpv m / s 
Uz objašnjenje određivanje snage motora u trajnom pogonu: a) pravolinijsko
gibanje; b) rotaciono gibanje
Rotaciono gibanje
Prema slici pogonski elektromotor treba prenijeti na radni stroj moment
M=Fr
Uz brzinu vrtnje n odnosno kutnu brzinu  = 2  n, obodna brzina na
polumjeru r data je izrazom
v=2nr=r
Koristeći ranije izraze mehanička snaga Pm može se prikazati u obliku
Pm  F v 
M
 r  M
r
Uzimajući u obzir i korisnost  radnog stroja, potrebna snaga
 M 2 n M
pogonskog elektromotora je određena izrazom
P

.


I u ovom izrazu sve veličine su u jedinicama međunarodnog sistema.
Često se računa s brzinom vrtnje n 0 / min pa se u tom slučaju snaga
elektromotora računa prema izrazu


P W 
P
2 n M
Mn Mn
 0,1047

60

9,55
M Nm


n 0 / min
Ako je moment izražen u kpm, snaga elektromotora računa se prema
Izrazu
P W 
M n
M n
P  1,027

.
M kpm

0,974


n 0 / min
Određivanje snage motora potrebnog za pogon pumpi, ventilatora,
kompresora, alatnih strojeva itd. zahtijeva poznavanje nekih specifičnih
karakteristika navedenih strojeva, kao npr. količinu tekućine, odnosno
zraka, statički i dinamički tlak, silu rezanja itd.
Određivanje snage elektromotora za pogone dizalice
Elektromotori koji pogone pojedine pogone dizalica rade u
intermitiranom pogonu. Zahtjevi koji se postavljaju na njih su veći nego
u slučaju režima rada sa trajnim pogonom. Oni moraju davati
mehaničku snagu za dizanje, spuštanje, okretanje, vožnju mosta i
mačke itd. i pri tome često ubrzavati mase ili ih kočiti, a također mjenjati
smjer vrtnje tih masa.
Prema VDE0530 Propisi za električne strojeve, razlikuju se za
pogone dizalice tri nazivna pogona:
• Intermitirani pogon S3 bez uticaja zaleta na temperaturu namota
motora sa intermitencijom  = tp/tc ,
• Intermitirani pogon S4 sa uticajem zaleta na temperaturu namota
motora sa intermitencijom  = (tz + tp)/tc ,
• Intermitirani pogon S5 sa uticajem zaleta i kočenja na temperaturu
namota motora sa intermitencijom  = (tz + tp + tk)/tc .
Elektromotor mora imati dovoljnu snagu da vrši određen rad, a da pri
tome ne nastane nedozvoljeno zagrijavanje. Osim toga mora biti njegov
zakretni moment dovoljan za najnepovoljniji slučaj.
Potrebna snaga za vožnju i dizanje bez uzimanja u obzir snage za
ubrzanje naziva se trajnom (statičkom) snagom. Ona se izračuna po
Formuli
Fv
P
( kW)
6120meh
gdje pojedine veličine znače: F – silu ili teret u kp,
v – brzinu u m/min,
meh – mehanički stepen djelovanja.
Kod pogona dizanja se u prethodnom izrazu uvrštava umjesto sile F
ukupni teret, koji se diže (nazivni teret = korisni teret + mrtvi teret).
Uticaj posebnih uvjeta radne okoline pogona na snagu
elektromotora
Uticaj okoline na rad motora može biti raznolik i potrebno ga je
poznavati kako bi se mogao izabrati ispravan motor. Motor se može i
mora tako izabrati, da pod bilo kojim uvjetima besprijekorno obavlja
svoju funkciju.
Različiti uvjeti okoline imaju različiti uticaj na elektromotor. Dok neki od
uticajnih faktora zahtijevaju samo dopunsku zaštitu motora, neki od njih
zahtijevaju posebne izvedbe i dimenzioniranje elektromotora.
Kod elektromotornih pogona smještenih na većim visinama, gdje je
smanjen odvod topline zbog manje gustoće zraka, potrebno je smanjiti
opterećenje motora ispod nazivnog, odnosno uz isto opterećenje treba
odabrati veću tipnu snagu motora. Za nadmorske visine iznad 1000 m
može se približno određivanje dozvoljenog opterećenja motora PN
nazivne snage PN odrediti empirijskom relacijom:
P'N = PN (1,1 – H 10-4) gdje je H m nadmorska visina.
Izraz pokazuje, da se dozvoljeno opterećenje linearno smanjuje za
1% na svakih 100 m nadmorske visine iznad 1000 m. Da bi se
sačuvalo isto dozvoljeno opterećenje i kod većih nadmorskih visina
potrebno je odabrati motor veće nazivne snage:
PN 
PN '
.
4
1,1  H 10
Uticaj povećane temperature okoline na snagu elektromotora
Snage elektromotora označene na natpisnoj pločici ili navedene u
katalozima proizvođača električnih strojeva određene su pod
pretpostavkom da u toku eksploatacije motora ne može nastupiti
temperatura okoline odnosno rashladnog sredstva viša od 40 0C.
Promjenom temperature rashladnog sredstva mijenjaju se uvjeti
hlađenja, o kojima ovisi snaga motora. Zbog ekonomskih razloga
povoljnije je, da temperatura rashladnog sredstva bude što je moguće
niža, jer to daje mogućnost većeg opterećenja motora, ili produžuje
njegovu životnu dob. Ako se motor mora nalaziti u prostoriji povećane
temperature potrebno je, ili osigurati posebnim sistemom izvedbe
dovođenje svježeg rashladnog zraka za hlađenje motora, ili smanjiti
opterećenje motora ispod nominalnog.Prema preporukama IEC za
temperature okoline od 30 do 60 0C preporučuje se sljedeće:
“Dopuštena nadtemperatura motora određena klasom izolacije
smanjuje se za toliko 0C za koliko je temperatura okoline niža od
40 0C”.