Download - 4.Metode de Pornire Ale Motorului Asincron
metode de pornire ale
motorului asincron
metode de pornire ale motorului
asincron
• La alegerea procedeelor de pornire a motoarelor asincrone trebuie să se ia în consideraţie atât cerinţele sistemului de acţionare, atât şi cele ale reţelelor de distribuţie a energiei electrice.
• De asemenea, trebuie să se ţină seama de pierderile de energie în timpul procesului de pornire şi de costurile aparatajului aferent.
• cuplul de pornire al motorului trebuie să fie mai mare decât cuplul static al mecanismului de antrenat, iar în timpul pornirii să se asigure accelerarea rapidă a mecanismului antrenat, însă fără şocuri dinamice, periculoase mai ales pentru elementele transmisiei.
• curentul de pornire nu trebuie să conducă la
căderi de tensiune importante în reţea., care să
perturbe funcţionarea celorlalte receptoare
conectate la aceeaşi reţea.
• Totodată, curenţii de pornire – pe durata
procesului tranzitoriu de accelerare – nu trebuie
să producă încălziri peste limitele admise de
clasa de izolaţie a înfăşurărilor rotorului.
• Metodele de pornire ale motorului asincron
depind de tipul constructiv al rotorului, de
particularităţile acţionării şi de parametrii reţelei
de alimentare.
Pornirea motoarelor cu rotorul în
colivie
• Conectarea directă la reţea este în
general admisă pentru rotoare de puteri
relativ reduse sau chiar pentru puteri mai
mari, dacă reţeaua de alimentare este
suficient de puternică. Practica a arătat că
pornirea directă este posibilă dacă este
îndeplinită condiţia:
motoruluiputereax
instalatăputerea
I
I
n
p
44
3
• Curentul iniţial la pornirea directă a motoarelor cu rotorul în colivie coincide practic cu curentul de scurtcircuit, a cărui valoare este .
• Aceasta înseamnă că pentru o putere instalată de 1000 kW, luând în consideraţie limita superioară a curentului de pornire, este admisă conectarea directă la reţea a motoarelor cu puteri sub 25 kW.
• La pornirea directă curentul mare absorbit din reţea nu prezintă în primul rând un pericol direct pentru motor din cauza duratei de pornire relativ scurte, dar poate produce importante căderi de tensiune în reţeaua de alimentare, căderi care pot deranja alţi consumatori şi mai ales iluminatul electric din reţelele mixte, unde puterea reţelei este mică.
• Totodată sunt solicitate şi aparatele electrice de conectare şi măsurare.
Pornirea prin reducerea tensiunii
de alimentare
• Pornirea prin reducerea tensiunii de
alimentare urmăreşte reducerea curentului de
pornire, dar se reduce, în acelaşi timp şi în mod
simţitor, cuplul de pornire care este proporţional
cu pătratul tensiunii. Reducerea tensiunii de
alimentare se poate executa prin trei procedee:
– Conectarea stea-triunghi a înfăşurării statorice;
– Alimentarea prin autotransformator;
– Înscrierea unor impedanţe în circuitul statorului.
• Pornirea stea-triunghi se poate aplica numai
la motoarele care au scoase la cutia de borne
toate cele şase capete ale înfăşurărilor de fază
şi la care tensiunea reţelei de alimentare
corespunde funcţionării motorului cu
înfăşurarea statorului conectată în triunghi.
• Schema de principiu pentru pornirea stea-
triunghi este reprezentată în figura
• La pornire, înfăşurarea statorică se conectează
în stea prin închiderea comutatorului k pe
poziţia 1 şi curentul iniţial de pornire are
valoarea
• în care U1 este tensiunea de linie, este
tensiunea de fază, iar Zk impedanţa unei faze la
scurtcircuit, când turaţia n = 0.
• După ce rotorul a accelerat şi turaţia s-a stabilit
se trece comutatorul k pe poziţia 2, realizându-
se schimbarea conexiunii înfăşurării din stea în
triunghi.
k
pYZ
UI
3
1
• Dacă pornirea s-ar fi efectuat direct prin
conectarea motorului cu înfăşurarea statorică în
triunghi, aşa cum funcţionează normal, atunci
curentul absorbit din reţea ar fi avut valoarea:
• cu semnificaţiile de mai sus pentru U1 şi Zk.
Deci, în cazul pornirii stea-triunghi, curentul
iniţial de pornire este
k
PZ
UI 13
3
p
pY
II
• Curentul iniţial de pornire adică de trei ori mai
mic decât în cazul conectării directe pe
conexiunea triunghi. În schimb şi cuplul de
pornire va fi de trei ori mai mic, fiindcă şi
tensiunea aplicată este ori mai mică
• variaţia cuplului electromagnetic şi a curentului
de pornire la conectare stea-triunghi a rotorului
asincron
• Pornirea prin autotransformator se utilizează
mai ales la motoarele asincrone de puteri mari.
Schema de principiu a pornirii cu
autotransformator este reprezentată în figura
• La pornire se închide mai întâi întrerupătorul k1, apoi k2, alimentând motorul cu o tensiune redusă. După accelerarea rotorului, în cazul autotransformatorului cu o singură treaptă cum este cel din figură, se deschide întrerupătorul k1, porţiunea din înfăşurarea autotransformatorului rămasă în circuit, lucrând ca o bobină de reactanţă înseriată cu înfăşurarea statorului. În sfârşit, prin închiderea înfăşurătorului k3 motorul este pus la tensiunea nominală de funcţionare (autotransformatorul, cu k1 deschis, nu mai poate fi parcurs de curent şi deci în el nu se mai produc pierderi).
• Dacă se notează cu ka raportul de transformare al autotransformatorului, atunci la pornire curentul şi cuplul se micşorează de ka ori.
• Pornirea cu bobine de reactanţă introduse în circuitul statorului se aplică mai rar. Schema de principiu este reprezentată în figura
• După pornire, bobina de reactanţă trifazată, este scurtcircuitată. Pentru a limita de k ori curentul de pornire, trebuie redusă în acelaşi raport tensiunea de fază. În această situaţie cuplul de pornire, proporţional cu pătratul tensiunii scade de k2 ori.
Pornirea metodelor cu rotor
bobinat
• Conform celor arătate anterior prin
introducerea unor rezistenţe suplimentare în
circuitul rotoric alunecarea sm creşte, Mm nu se
modifică, iar cuplul de pornire Mp poate creşte
până la valoarea maximă dacă sm = 1. Evident
curentul I2 scade şi prin urmare şi curentul I1
absorbit din reţea se micşorează.
• Pornirea rotoarelor cu rotor bobinat se bazează
pe aceste proprietăţi, rezistenţa suplimentară
fiind un reostat cu mai multe trepte. Schema de
principiu este redată în figura
• caracteristicile de pornire pentru un reostat cu
patru trepte sunt reprezentate în figura b
• Se impune ca procesul de pornire să se
desfăşoare între două valori ale cuplului, mai
mari decât cuplul nominal Mn; în general aceste
limite sunt Mp min = (1,1 –1,3) Mn, iar MP max =
(1,5-2) Mn.
• Pornirea are loc pe o caracteristică M = f (s)
artificială, când în serie cu înfăşurarea rotorică
este introdusă întreaga rezistenţă RP4 a
reostatului de pornire şi când la s = 1
corespunde Mp max (punctul A)
• Din punctul A rotorul accelerează până în punctul B
când, la stingerea cuplului MPmin, se scurtcircuitează
o treaptă a reostatului de pornire, valoarea rezistenţei
acestuia scăzând de la RP4 la RP3.
• În acest moment punctul de funcţionare trece în C pe
caracteristica artificială corespunzătoare rezistenţei
RP3 şi motorul accelerează până în punctul D,
corespunzător lui Mpmin pe această caracteristică.
• Mai departe trecerea pe celelalte caracteristici
artificiale corespunzătoare rezistenţelor Rp2 şi Rp1 se
face în mod asemănător, până se ajunge pe
caracteristica naturală în I şi punctul de funcţionare se
stabileşte în final în J, la valoarea cuplului de lucru, de
exemplu egal cu cel nominal Mn.
• Pornirea motoarelor asincrone cu rotorul bobinat se poate face manual cu ajutorul unor controlere sau automat prin scurtcircuitarea treptelor reostatului de pornire cu ajutorul unor contactoare comandate de relee de timp sau de curent.
• În principiu valoarea curentului de pornire se poate reduce şi prin înserierea în circuitul rotorului a unei reactanţe. Dar în acest caz scade alunecarea critică şi cuplul maxim, înrăutăţindu-se şi condiţiile de pornire.
• Motoarele asincrone cu rotorul bobinat prezintă avantajul că pot fi pornite cu orice valoare a cuplului până la cuplul maxim şi cu curenţii de pornire moderaţi, ceea ce justifică utilizarea lor în anumite acţionări (instalaţii de ridicat şi transportat, de exemplu chiar dacă sunt mai scumpe şi mai pretenţioase în exploatare decât cele cu rotorul în colivie.