Download - Motor Asin Mono
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
1/26
SISTEME DE ACTIONARE
II
Prof. dr. ing. Valer DOLGA,
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
2/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 2
Cuprins_9
Actionare electrica prin motoare de c.a.: Introducere
Complemente de masina asincrona
Pornirea motorului asincron
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
3/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 3
Introducere
Maina asincron sau maina de inducie, are o larg aplicabilitate n acionrileelectrice datorit avantajelorproprii n comparaie cu alte maini:
construcie simpl i robust;
siguran n funcionare;
pre de cost mai sczut;
alimentare direct de la reeaua de curent alternativ.
Mainile asincrone au ns i dezavantaje:
dificulti n reglarea economic a vitezei n limite largi;
nrutirea factorului de putere;
un gabarit sporit i o greutate mai mare.
Mainile asincrone se construiesc pentru:
tensiuni pn la 10 kV si o gam larg de puteri i turaii: de la civa watt
pn la zeci de MW i de la sute de rot/min la 3000 rot/min;
frecvena tensiunii de alimentare este in general 50 Hz.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
4/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 4
Complemente de masina asincrona
Motorul asincron este format din:
parte fixstator;
o parte mobil numit rotor.
In crestturile statorice i cele rotorice sunt plasate nfurri.
Dup construcia nfurrii rotorice se deosebesc:
motoare cu rotorul bobinatsau cu rotor cu inele colectoare
motoare cu rotorul n scurtcircuit.
Funcionarea motorului asincron se bazeaz pe aciunea cmpului
magnetic nvrtitorcreat n nfurarea polifazat statoric.
Cea mai simpl schem pentru a obine un cmp magnetic nvrtitor esteformat din dou bobine identice 1 i 2, aezate n aa fel nct planurile celor
dou bobine s fie perpendiculare ntre ele, bobinele fiind alimentate cu
curent alternativ bifazat
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
5/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 5
y
xi
i
12
B
B
1
1
2
2
BtsinIi m1 =
=
2tsinIi m2
Conform principiilor de bazdin electrotehnic:
valoarea induciei cmpului magnetic rezultant, creat de cele dou nfurri,
are o valoare constant;
cmpulmagnetic rezultant se rotete cu o vitez unghiular constant 0 n
sensul acelor de ceasornic (pentru sensurile pozitive admise).
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
6/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 6
Cmpul magnetic nvrtitor se poate obine i cu ajutorul curentului
trifazat.
In acest caz trebuie utilizate trei bobine identice, dispuse la 1200 i
alimentate cu curent trifazat.
inducia cmpului magnetic rezultant va fi constantca mrime;
Cmpul magnetic se va roti cu aceai vitez unghiular ca n cazul
anterior0 = / p unde este pulsaia reelei de alimentare iar p numrulde perechi de poli ai mainii.
Sensul de rotaie a cmpului depinde de succesiunea de alimentare a
nfurrilor;
Pentru a schimba sensul de rotaie a cmpului magnetic nvrtitor, este
necesari suficient a schimba alimentarea a doufaze ntre ele.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
7/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 7
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
8/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 8
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
9/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 9
[ ]%100s0
0
=
Alunecarea:
Unde:
0 este viteza unghiular a cmpului magnetic nvrtitor;
este viteza unghiular a rotorului.
alunecarea nominal variaz n intervalul 1.5 6 %, valorile mai mici
corespunznd motoarelor mai mari.
pe lng lucrul mecanic util la arbore, se mai disip o parte de energie n nfurarea
rotoric sub form de cldur;
puterea P a cmpului magnetic nvrtitor trebuie s fie egal cu suma dintre puterea
util P2 i puterea disipat n rotor.
cuplul M creat de cmpul magnetic nvrtitor cuplul electromagnetic conform
principiului aciunii i reaciunii, este egal cu cuplul util la arborele motorului.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
10/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 10
Regimul de motor:
1 viteza de
sincronism
viteza rotorului
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
11/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 11
Regimul de generator
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
12/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 12
In cazul regimului de frina electromagnetica, masina este antrenata din
exterior in sens contrar campului statoric;
Masina primeste putere mecanica pe la arbore si putere electrica pe la bornele
infasurarii statorice;
Diferenta se disipa in infasurarile masinii
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
13/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 13
( )2'2112
'
211
'
2
0
2
11
XCX
s
RCR
sR
UmM
++
+
=
unde: m1 este numrul de faze din stator ; U1 tensiunea pe faz din stator ;
R1, R2, X1, X2 parametrii electrici ai mainii; C1 - constant complex de
modul 1,04 1,08
5,3...8,1M
M
n
k == coeficient desuprancrcare
( )nk
ss 6.....4= alunecare critica
Mk cuplu critic
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
14/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 14
s
s
s
s
M2M
k
k
k
+
=
Modificarearezistentei intercalate
in circuitul rotoric
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
15/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 15
( )2'2112110
2
11
k
XCXRR
1
C2
Um
M++
=
semnul (+) este utilizat pentru regimul
de motor i semnul (-) pentru regimul
de generator2
'1
1
2k
1k
U
U
M
M
=
21
21
kf
U~M
Se poate meniona astfel cpentru
a menine un cuplu critic constant
se impune sexiste relaia:
.constf
U
1
1 =
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
16/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 16
Schema principial a unui servomotor
asincron bifazat;
Una din nfurri este permanent alimentat
la tensiunea Ue i se numete nfurare deexcitaie;
A doua nfurare este decalat la 900 i este
alimentat intermitent la tensiunea Uc i se
numete nfurare de comand.
Servomotoarele asincrone bifazate prezint o
rezisten rotoric echivalent ridicat care
asigur autofrnarea la dispariia semnalului de
comand.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
17/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 17
Motorul asincron monofazat n construcie clasic are un cuplu de pornirenul (asupra rotorului acioneaz dou cupluri electromagnetice Md i Mi de
sensuri contrare).
In vederea obinerii unui cuplu deferit de zero, se utilizeaz o nfurare
suplimentar n cuadratur magnetic cu nfurarea principal. Se obine
astfel un cmp magnetic eliptic care permite existena unui cuplu de pornire
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
18/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 18
Pornirea motorului asincron
La alegerea metodei de pornire trebuie avute in vedere:
puterea instalat a reelei de alimentare;
restriciile impuse de buna funcionare a altor consumatori cuplai la
aceeai reea de alimentare (tensiunea n reea s nu scad sub 0,9U1N);
frecvena pornirilor;restriciile privind ocul de pornire;
tipul caracteristicii statice a mainii de lucru;
pierderile n timpul pornirii;
costul echipamentului utilizat pentru pornirea acionrii.
Determinarea parametrilor pentru pornire urmrete:
determinarea cuplului de pornire dezvoltat de motor;
calculul valorilor parametrilor care se modific n timpul pornirii:
tensiune, rezisten, tensiune i frecven;
timpul de pornire.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
19/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 19
Pornirea motoarelor asincrone
monofazate
Cinci scheme de conectare alecelor dou nfurri;
IP-nfurarea principal delucru;
IA-nfurarea auxiliar ;
R-rezisten de pornire;
L- inductivitate de pornire;
Cp condensator de
pornire;
Cl condensator de lucru;
S.C.- spir n scurtcircuit;
K - contactor.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
20/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 20
Din analiza caracteristicilor mecanice disponibile pentru acestea, rezult cmainile asincrone monofazate se pot mpri n trei clase:
motoare cu cuplu mrit, pentru care Mp / Mn = 1.5 3 (fig.:a, b, c)
motoare cu cuplu nominal, pentru care Mp = Mn ( fig.:d);
motoare cu pornire n gol pentru care Mp / Mn = 0.2 .0.4 (fig.: e, f)
Deconectarea nfurrii auxiliare (IA) sau a condensatorului de pornire se
realizeaz la 75 % - 80 % din turaia de sincronism.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
21/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 21
Pornirea motorului asincron trifazat
prin cuplare directa
Pornirea prin cuplare direct este cea mai simpl metod i se ntlnete
pentru acionarea unor maini unelte simple, tarnsportoare, ventilatoare,
polizoare etc. Schemele de pornire sunt simple i sigure n funcionare.
Prin aceast metod, motorul este conectat la reea printr-un aparat de
conectare sub sarcin: ntreruptor manual sau automat, contactor simplusau cu relee de protecie.
Curentul de pornire Ip este relativ ridicat, (5 8) In , motiv pentru care
procedeul de pornire se aplic cu unele restricii funcie de puterea
motorului. Astfel:
dac reeaua consumatorului este racordat direct la reeua de joastensiune a furnizorului, puterea maxim a motoarelor asincrone care pot
porni prin conectare direct este de 4 kW pentru tensiunea de 220 V i 5,5
kW pentru tensiunea de 380 V;
dac reeaua consumatorului este racordat la reeaua furnizorului prin
transformatoare proprii, puterea maxim a motoarelor asincrone care se pot porni prin conectare direct este de 20 % din puterea nominal a
transformatorului;
se recomand ca pornirea s se realizeze n mod ealonat n timp.
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
22/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 22
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
23/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 23
21
2
K
KKP
s
sMM
+=
K
mM
J 0=
-J = momentul de inertie redus la rotorul motorului;
-0 viteza de sincronims
( ) mpt 4...3
Durata de pornire:
Neglijind fenomenele tranzitorii electromagnetice
Neglijind fenomenele tranzitorii electgromagnetice si admitind
respectarea caracteristicii statice, prin integrarea ec. de miscare
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
24/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 24
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
25/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 25
Pornirea prin caracteristici de tensiune
R S T
a1
a2
AT
a3
M~
Pornirea stea -
triunghi
Pornirea prin
autotransformator
-
8/8/2019 Motor Asin Mono
26/26
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 26
Pornirea stea-triunghi:
pentru motoarele de joasa tensiune care functioneaza cu infasurarile
statorice conectate in triunghi;
pentru motoare care pornesc in gol sau antreneaza masini de lucru care
dezvolta cuplu static proportional cu viteza (generatoare de sudura) sau proportionale cu patratul vitezei (ventilatoare centgrifugale, pompe
centgrifugale)
pentru schimbarea conexiuni stea triunghi se utilizeaza comutatoare
manuale sau scheme automate