Maszyny, urządzenia elektryczne i automatyczne w przemyśle / Czesław Grzbiela, Andrzej Machowski. -wyd. 2. Katowice, 2010 Spis treści 1. Maszyny elektryczne wirujące 11 1.1. Prądnice prądu stałego 12 1.1.1. Prądnice obcowzbudne 18 1.1.2. Prądnice bocznikowe (samowzbudne) 22 1.1.3. Prądnice szeregowe 24 1.1.4. Prądnice bocznikowe z dozwojeniem szeregowym 25 1.2. Silniki prądu stałego 26 1.2.1. Silniki obcowzbudne 28 1.2.2. Silniki bocznikowe 31 1.2.3. Silniki szeregowe 31 1.2.4. Silniki bocznikowe z dozwojeniem szeregowym 34 1.2.5. Regulacja prędkości kątowej silników prądu stałego 35 1.2.6. Rozruch silników prądu stałego 41 1.2.7. Układy hamowania maszyn prądu stałego 44 1.2.8. Maszyny komutatorowe o stałych magnesach 50 1.3. Prądnice prądu przemiennego 57 1.4. Silniki prądu przemiennego. Pole magnetyczne wirujące 63 1.4.1. Silniki asynchroniczne 66 1.4.2. Silniki asynchroniczne pierścieniowe 68 1.4.3. Rozruch, regulacja prędkości kątowej i hamowanie silników asynchronicznych pierścieniowych 77 1.4.4. Silniki asynchroniczne klatkowe 83 1.4.5. Rozruch, regulacja prędkości kątowej i hamowanie silników asynchronicznych klatkowych 86 1.4.6. Silniki synchroniczne 93 1.4.7. Silniki asynchroniczne synchronizowane 98 1.4.8. Silniki liniowe 100 1.4.9. Silniki asynchroniczne jednofazowe 100 1.4.10.Silniki krokowe 101 2. Transformatory 111 2.1. Zasada działania transformatora. Wykresy wektorowe 112 2.2. Pomiary w stanie jałowym i w stanie zwarcia 118 2.3. Moc i sprawność transformatora 121 2.4. Transformatory trójfazowe 123 2.5. Praca równoległa transformatorów 129 2.6. Załączanie transformatorów 130 2.7. Transformatory specjalne 134 2.7.1. Transformatory wielouzwojeniowe 134 2.7.2. Transformatory do zmiany ilości faz 135 2.7.3. Autotransformatory 137 2.7.4. Transformatory rozproszeniowe 139 2.7.5. Przekładniki 140 2.7.6. Transformatory bezpieczeństwa 142
3. Energoelektronika 144 3.1. Zawory niesterowalne - diody 145 3.2. Zawory o sterowanym włączaniu - tyrystory 149 3.3. Zawory w pełni sterowalne 151 3.4. Przekształtniki napięcia przemiennego na napięcie stałe (AC/DC) 158 3.4.1. Prostowniki 158 3.4.2. Prostowniki sterowane 162 3.5. Przekształtniki napięcia stałego na napięcie stałe (DC/DC) 166 3.6. Przekształtniki napięcia stałego na napięcie przemienne (DC/AC) 172 3.7. Przekształtniki napięcia przemiennego na napięcie przemienne (AC/AC) 177 3.7.1. Pośrednie przemienniki częstotliwości 177 3.7.2. Bezpośrednie przemienniki częstotliwości 179 3.7.3. Sterowniki prądu przemiennego 181 3.8. Przekształtniki rezonansowe 184 3.8.1. Rezonans szeregowy i rezonans równoległy 186 3.8.2. Klasyfikacja przekształtników rezonansowych 190 3.9. Zabezpieczenia półprzewodnikowych przyrządów mocy 193 4. Zasady napędu elektrycznego 197 4.1. Równania ruchu 197 4.2. Redukcja momentów 202 4.3. Wyznaczanie czasu rozruchu napędu 204 4.4. Nagrzewanie się maszyn elektrycznych 209 4.5. Napędy z elementami spręŝystymi 212 4.6. Stany przejściowe w maszynach elektrycznych 214 4.7. Rodzaje pracy maszyn elektrycznych 218 4.8. Dobór mocy silnika napędowego 220 4.9. Dobór rodzaju silnika do napędu maszyny roboczej 225 4.10. Układ Leonarda 229 4.11. Współpraca napędu z kołem zamachowym 232 4.12. Napęd energoelektroniczny 238 4.12.1.Praca prostownikowa i falownikowa tyrystorowego układu napędowego 239 4.12.2.Układy nawrotne 247 4.12.3.Układy kaskadowe 249 4.12.4.Układy napędowe z falownikami napięcia 250 4.12.5.Napędy energoelektroniczne zasilane ze źródeł prądu stałego 254 4.13. Układy elektromaszynowe 257 4.13.1.Wał elektryczny 258 4.13.2.Elektromaszynowe układy przetwarzania częstotliwości 259 4.14. Elementy układów napędowych 260 4.14.1.Sprzęgła elektromagnetyczne 260 4.14.2.Luzowniki 263 5. Warunki pracy urządzeń elektrycznych w przemyśle 266 5.1. Wpływ środowiska na pracę urządzeń elektrycznych 266 5.2. Ochrona urządzeń elektrycznych przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska 268 5.3. Warunki pracy urządzeń elektrycznych w podziemiach kopalń 269 5.4. Podział przestrzeni i stref zagroŝonych wybuchem 270 5.5. Budowa urządzeń elektrycznych do pracy w pomieszczeniach o zagroŝeniu wybuchowym 272 5.6. Napięcia i układy sieci elektrycznych stosowane w przemyśle 278
5.7. RaŜenie prądem elektrycznym 282 5.8. Ochrona przed poraŝeniem prądem elektrycznym 284 5.8.1. Ochrona przy uszkodzeniu przez zastosowanie samoczynnego szybkiego wyłączania 289 5.8.2. Urządzenia do kontroli stanu izolacji doziemnej 295 5.8.3. Urządzenia ochronne róŝnicowoprądowe 296 5.8.4. Uziemienia 298 6. Elektroenergetyka 300 6.1. Wytwarzanie energii elektrycznej 300 6.1.1. Elektrownie cieplne parowe 300 6.1.2. Niekonwencjonalne źródła energii 302 6.2. Budowa, właściwości i dobór przewodów elektroenergetycznych 305 6.2.1. Kable energetyczne. Przewody oponowe 306 6.2.2. Obliczenie przekroju kabli i przewodów oponowych 313 6.2.3. Obliczenie prądu zwarciowego 317 6.3. Urządzenia zabezpieczające 321 6.3.1. Zabezpieczenia topiko we 321 6.3.2. Zabezpieczenia elektromagnetyczne 327 6.3.3. Zabezpieczenia termiczne (cieplne) 328 6.3.4. Wyłączniki instalacyjne nadprądowe 330 6.3.5. Zabezpieczenie zanikowe. Wyłączniki samoczynne 332 6.4. Łączniki elektroenergetyczne 335 6.5. Rozdzielnice wysokiego i średniego napięcia 344 6.6. Stacje transformatorowo-rozdzielcze 348 6.7. Rozdzielnice niskiego napięcia 356 6.8. Jakość energii elektrycznej 358 7. Zasady automatyki 363 7.1. Układy sterowania napędu elektrycznego 364 7.1.1. Układy samoczynnego sterowania napędu elektrycznego 365 7.1.2. Przekaźniki pomocnicze i sterujące 368 7.2. Podstawowe pojęcia i elementy układów regulacji automatycznej 374 7.2.1. Urządzenia pomiarowe 376 7.2.2. Wzmacniacze sygnałów i bloki matematyczne 383 7.2.3. Urządzenia wykonawcze 387 7.3. Zasady rachunku operatorowego 389 7.3.1. Przekształcenie Laplace'a 390 7.3.2. Przykłady zastosowania rachunku operatorowego 392 7.3.3. Odwrotne przekształcenie Laplace'a 395 7.4. Schematy blokowe 398 7.4.1. Transmitancja 399 7.4.2. Przekształcanie schematów blokowych 402 7.5. Stabilność układów regulacji automatycznej 404 7.6. Regulatory 407 7.7. Silnik obcowzbudny jako człon układu regulacji automatycznej 414 7.8. Układy napędowe specjalne 417 7.9. Regulatory cyfrowe 423 7.10. Teoretyczne podstawy układów sterowania i sygnalizacji 428 7.10.1.Analityczny zapis schematu układu przekaźnikowego 429 7.10.2.Klasyfikacja układów przełączających 432
7.10.3.Podstawowe prawa i zaleŝności algebry Boole'a 432 7.10.4.Metoda syntezy i analizy układów przełączających 435 7.10.5.Układy przełączające z elementami logicznymi bezstykowymi 439 8. Oświetlenie 445 8.1. Pojęcia podstawowe 445 8.2. Elektryczne źródła światła 447 8.2.1. śarowe źródła światła 448 8.2.2. Luminescencyjne źródła światła 450 8.3. Oprawy oświetleniowe 456 8.4. Zasady doboru oświetlenia elektrycznego 459 8.5. Energooszczędne oświetlenie przemysłowe 460 9. Elektrotermia 462 9.1. Procesy grzejne 462 9.2. Nagrzewanie rezystancyjne 467 9.3. Nagrzewanie elektrodowe 471 9.4. Nagrzewanie łukowe 475 9.5. Nagrzewanie indukcyjne 477 9.6. Nagrzewanie plazmowe 481 9.7. Nagrzewanie promiennikowe 484 9.8. Spawanie elektryczne 485 10. Transport poziomy w zakładach przemysłowych 493 10.1. Wiadomości ogólne o urządzeniach transportu kołowego 493 10.2. Podstawy teoretyczne obliczeń trakcyjnych 496 10.2.1.Dynamika ruchu pociągu 496 10.2.2.Opory ruchu 498 10.2.3.Siła przyczepności 502 10.3. Silniki lokomotyw elektrycznych 505 10.3.1.Budowa silników trakcyjnych 506 10.3.2.Charakterystyki silników trakcyjnych 508 10.4. Trakcja przewodowa 508 10.4.1.Konstrukcje mechaniczne lokomotyw przewodowych 509 10.4.2.Układy klasyczne sterowania 511 10.4.3.Energoelektroniczne układy sterowania 516 10.4.4.Zdalne sterowanie i praca zespołowa 521 10.4.5.Sieci trakcyjne 525 10.4.6.Podstacje trakcyjne 528 10.4.7.Prądy błądzące 530 10.4.8.Trolejwozy 532 10.5. Trakcja akumulatorowa 534 10.6. Trakcja spalinowa z przekładnią elektryczną 537 10.7. Wiadomości ogólne o przenośnikach 538 10.8. Podstawy teoretyczne obliczeń przenośników 540 10.8.1.Wydajność przenośnika 540 10.8.2.Opory ruchu przenośnika 541 10.9. Konstrukcje mechaniczne przenośników cięgnowych 543 10.10. Układy napędu i sterowania przenośnikami cięgnowymi 547 10.10.1.Napędy przenośników cięgnowych 547 10.10.2.Układy sterowania przenośnikami cięgnowymi 552
10.11. Przenośniki bezcięgnowe 557 10.11.1.Przenośniki wstrząsowe 558 10.11.2.Przenośniki wałkowe 561 10.11.3.Przenośniki śrubowe 562 11. Transport przemysłowy pionowy 564 11.1. Dźwignice 564 11.1.1.Cięgniki 565 11.1.2.Suwnice, Ŝurawie, układnice, wyciągi towarowe 567 11.2. Dźwigi osobowe i towarowe 572 11.3. Maszyny wyciągowe 576 11.4. Obliczenia wyciągów linowych 582 11.4.1.Wykresyjazdy 582 11.4.2.Współczynnik udźwigu 583 11.4.3.Równanie ruchu 585 11.4.4.Wyznaczenie mocy silnika 588 11.5. Napędy wyciągów linowych 591 11.5.1.Napędy wciągników 591 11.5.2.Napędy wciągarek 592 11.5.3.Napędy maszyn wyciągowych 596 11.5.4.Zabezpieczenia i sterowanie automatyczne maszyn wyciągowych 598 12. Napęd maszyn przepływowych 603 12.1. Pompy 605 12.1.1 Pompy wyporowe 607 12.1.2.Pompy wirowe 611 12.1.3.Automatyczna praca pomp 617 12.2. Wentylatory 620 12.3. SpręŜarki 624 Literatura 627 oprac. BPK