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.