Ward Leonardovo soustrojí

Z Multimediaexpo.cz

Ward Leonardovo soustrojí (někdy také Ward Leonardova kaskáda) je nejznámějším a nejvyužívanějším vynálezem Harry Ward Leonarda. Bylo předvedeno roku 1891 a brzy se stalo nejrozšířenějším způsobem plynulého řízení otáček elektrických motorů. Mnohá z těchto zařízení pracují dosud – jedno z nich slouží k pohonu lanové dráhy na Petříně a též sloužilo k pohonu lanové dráhy Tatranská Lomnica – Skalnaté pleso – Lomnický štít. V současné době se pro regulaci otáček a výkonu používá spíše asynchronní motor s frekvenčním měničem.

Popis funkce

Ward Leonardovo soustrojí poháněné třífázovým motorem. Buzení je zde z nezávislého zdroje.

Ward Leonardovo soustrojí se skládá z následujících prvků:

• Pohon (asynchronní motor, spalovací motor, stabilní parní stroj atd.)
• Dynamo obvykle s cizím buzením
• Stejnosměrný motor s cizím buzením

Pohon (1) pracuje s konstantními otáčkami a je mechanicky spojen společnou hřídelí s dynamem (2). Kotva (rotor) dynama je elektricky propojena přímo s kotvou ss motoru (3), touto smyčkou obvykle protéká velký elektrický proud. Stejnosměrný motor dále pohání příslušné zařízení. K pohonu bývá obvykle připojen ještě budič, pokud není buzení napájeno jinak - např. z rozvodné sítě.

Při rozběhu pohonu je buzení statoru dynama nastaveno na minimum, buzení statoru ss motoru je připojeno, smyčkou mezi kotvou dynama a motoru neprotéká žadný proud, protože v dynamu neexistuje vnější magnetické pole. Po dosažení provozních otáček pohonu a dynama začne obsluha zvyšovat budící proud dynama, tím se na kotvě dynama začne indukovat napětí (U) a ss motor se rozběhne až do požadovaných otáček. Při plném nabuzení dynama je možno dále zvyšovat otáčky motoru částečným odbuzením motoru. Pouze v případě malé zátěže hrozí v případě odbuzení motoru nekontrolované zvýšení otáček s možnými následky.

Změnou buzení dynama nebo ss motoru tak lze snadno plynule měnit otáčky motoru. Regulace buzení bývá obvykle odporová. Při konstantním buzení ss motoru a zvyšování buzení dynama se zvyšuje výkon a moment zůstává konstantní, tím se zvyšují otáčky. Při odbuzování ss motoru zůstává konstantní výkon, ale klesá moment a zvyšují se otáčky. (Platí vztah \(P = M \omega</math>, kde P je výkon, M moment síly a ω je úhlová rychlost.)