Masina asincrona

Masina asincrona Motoarele asincrone se construiesc pentru o gama foarte larga de puteri

(de la ordinul unitatilor de W pâna la ordinul zecilor de MW), pentru tensiuni joase (sub 500V) si tensiuni medii (3 kV, 6 kV sau 10 kV) si având turatia sincrona la frecventa f = 50Hz egala în mod uzual cu n = 500, 600, 750, 1000, 1500 sau 3000 rot/min, înfunctie de numarul de perechi de poli.

Avantajele masinilor asincrone:-simplitate constructiva; - pret de cost redus;- siguranta mare în exploatare;- performante tehnice ridicate (cuplu mare de pornire, randament ridicat);- stabilitate în functionare, exploatare, manevrare si întretinere simpla;- alimentare direct de la reteaua trifazata de c.a.

Masina asincrona Dezavantaje:

- current mare la pornire (in cazul pornirii directe);- factor de putere relativ scazut;- caracteristica mecanica rigida;

Regimuri: - motor (cel mai intalnit);- generator (in hidrocentrale mici);- frana (in special cele cu rotor bobinat care permit introducerea de

rezistente in circuitul rotoric).

Constructia masinii asincroneRotorul: - cu rotor bobinat;- cu rotor in scurtcircuit.

Masina asincrona

1.Statorul are rolul de inductor; infasurarea trifazata produce campul magnetic invartitor cu ajutorul

curentilor defazati in timp Constructiv, statorul are forma unui cilindru gol realizat din tole de otel

electrotehnic de 0,5 mm grosime, izolate între ele cu lac izolant sau oxizi ceramici.

Masina asincrona

Forme de crestături statorice a), b):Pot fi semideschise, deschise – functie de puterea masinii

2. Rotorul a) b) c)Crestaturi rotorice: c)Pentru infasurare trifazata (rotor bobinat)- infasurarea poate fi intr-un singur strat sau in doua straturi, cu pas diametral. In general crestaturile sunt semiinchise

Masina asincrona

Rotorul in scurtcircuit are infasurare sub forma de colivie simpla normala, colivie simpla cu bare inalte sau dubla colivie

Crestături:

3.CaracsaCarcasa se executa din aluminiu sau fonta prin turnare. Carcasa poarta talpile de fixare ale

masinii, inelul de ridicare, cutia de borne, placuta indicatoare si scuturile frontale. În scuturi se monteaza lagarele (rulmentii) pe care se sprijina axul masinii .La masina asincrona cu inele, unul din scuturile frontale sustine portperiile, împreuna cu

periile de contact si dispozitivul de ridicare a periilor si scurtcircuitare a inelelor (daca exista).Carcasa sustine miezul statorului împreuna cu înfasurarea sa si asigura posibilitatea de

centrare fata de rotor.

Masina asincrona

4. Sistemul de ventilatie 5. Intrefierul Datele nominale

Sunt trecute pe placuta indicatoare, cele mai importante sunt:

Puterea nominala Pn [kW] – reprezinta puterea utila la arbore pentru serviciul de functionare si conditiile specificate,

Tensiunea nominala, Un [V, kV] reprezinta tensiunea de linie la care trebuie alimentat motorul. Daca la borne sunt scoase toate capetele infasurarii statorice (6 pentru infasurarea trifazata), atunci sunt date doua valori de tensiuni (pentru conexiune triunghi si respectiv stea).

Curentul nominal, In [A] reprezinta valoarea curentului de linie absorbit de la retea la tensiune nominala si cand dezvolta putere nominala la arbore;

Turatia nominala, nn [rot/min], este turatia corespunzatoare puterii nominale cand motorul este alimentat la tensiune nominala ca valoare si frecventa.

Masina asincrona Datele nominale

Factorul de putere nominal, reprezinta factorul de putere corespunzator energiei absorbite de motor in regim nominal, considerand sinusoidale tensiunea si curentul statoric.

Frecventa nominala , fn [Hz] reprezinta frecventa tensiunilor de alimentare pentru care a fost proiectat motorul

In functie de tipul masinii mai pot sa apara si alte marimi

Simbolizari ale masinilor asincrone trifazate:

ncos

a),b) – motor asincron trifazat cu rotor bobinat;

c) – motor trifazat cu rotor in scc.;

d) motor monofazat cu rotor in scc.

Masina asincronaNotarea bornelor

a) conexiune triunghi; b)realizarea la placa de borne a conexiunii triunghi;

c) conexiune stea; d) realizarea la placa de borne a conexiunii stea

Masina asincronaPrincipiul de functionare a motorului asincron trifazat

Principiul de functionare – Daca se alimenteaza infasurarea statorica trifazata a unui motor asincron de la un sistem de tensiuni trifazate (de aceeasi valoare efectiva dar defazate in timp cu T/3), curentii care vor circula prin infasurare vor produce un camp magnetic invartitor. Acest camp magnetic invartitor are la pornire viteza unghiulara si deci

viteza tangentiala fata de laturile conductoarelor bobinelor rotorului Vt=RΩ. Conform legii inductiei electromagnetice va rezulta in fiecare latura de conductor aflata in campul magnetic o tensiune electromotoare

Cei trei vectori fiind perpendiculari intre ei va rezulta modulul tensiunii induse egal cu produsul scalar al acestora. Intrucat infasurarea rotorului este inchisa, aceste tensiuni electromotoare vor da nastere la curenti prin conductoarele bobinelor infasurarii rotorului. In urma interactiunii dintre acesti curenti si campul magnetic produs de infasurarea statorica vor rezulta forte electromagnetice de forma:

p

f21

)(2 BVle tc

)(22 BliF c Aceste forte vor produce un cuplu care pune in miscare rotorul.

Masina asincronaPrincipiul de functionare a motorului asincron trifazat

Daca cuplul rezistent este mai mic decat cuplul dezvoltat, rotorul se antreneaza si viteza acestuia creste pana la o valoare apropiata de viteza campului invartitor statoric (sincronism), dar nu va putea sa atinga niciodata aceasta viteza intrucat atrunci nu ar mai exista o viteza relativa intre rotor si campul statoric, tensiunea electromotoare indusa in conductoarele rotorului ar fi zero, curentii tot zero si ar dispare cuplul electromagnetic care pune in miscare rotorul.

Deci tot timpul rotorul se invarte cu o viteza unghiulara Ω mai mica decat viteza campului inductor Ω1. Diferenta intre cele doua viteze raportata la viteza campului inductor se numeste alunecare: s=(Ω1- Ω)/ Ω1=(n1-n)/n1

Frecventa curentilor rotorici este data de diferenta dintre cele doua viteze unghiulare:

sfspp

f 112 2)(

2

Masina asincronaRegimuri de functionare

La pornire s=(n1-n)n1=1. La functionare in regim nominal n<n1 cu n tinde spre n1, rezulta deci s>0,

dar de valori mici (de la 0,01 la 0,1 cu valori mai mici pentru masini mai mari). Deci in regim de motor avem 0<s<1 Cand s=0 avem regim ideal de mers in gol, iar cand s=1 avem regim de scurtcircuit sau pornire.

Presupunem masina functionand in regim de motor, iar la un moment dat rotorul este antrenat din exterior in sensul lui de rotatie dar cu o viteza mai mare decat cea de sincronism, adica n>n1. In acest caz alunecarea devine negativa {s=(n1-n)/n1}, iar viteza tangentiala relativa isi schimba sensul ceea ce va determina schimbarea sensului tensiunii eleectromotoare induse deci si a curentului, rezultand astfel schimbarea sensului fluxului de energie si a cupluluui electromagnetic. In acest regim masina este in regim de generator, absorbind putere mecanica pe la arbore si debitand putere electrica in retea pe la borne. Desigur, puterea reactiva necesara magnetizarii masinii se ia tot din retea, conferind masinii un caracter inductiv (scaderea factorului de putere) acesta fiind un dezavantaj.

Masina asincronaRegimuri de functionare

Presupunem masina functionand in regim de motor, iar la un moment dat cuplul rezistent la arborele masinii creste devenind mai mare decat cuplul maxim pe care il poate dezvolta masina, rotorul isi micsoreaza viteza pana se opreste, iar apoi incepe si se invarte franat in sens invers (cuplul fiind unul activ). In aceasta situatie masina absoarbe putere mecanica pe la arbore, putere electrica pe la borne si le transforma in caldura pe care o debiteaza pe propriile infasurari, regimul de functionare fiind unul de frana electromagnetica (regim foarte dificil pentru masina). Alunecarea este: s=(n1-(-n))/n1=(n1+n)/n1>1