MINISTERUL EDUCATIEI NATIONALE INSPECTORATUL SCOLAR JUDETEAN CONSTANTA

COLEGIUL TEHNIC ENERGETIC CONSTANTA

CALIFICAREA: TEHNICIAN IN INSTALATII ELECTRICE

PROIECT

PENTRU SUSTINEREA EXAMENULUI DE CERTIFICARE A COMPETENTELOR PROFESIONALE NIVEL 3

TEMA:

PORNIREA MOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT

ABSOLVENT: INDRUMATOR:

CIOBANU ALEXANDRU-DANIEL Prof. IULIANA TITA

CLASA a-XII-a D

2013

1

Capitolul I

Motorul asincron trifazat - prezentare generală

Capitolul IICaracteristicile de funcţionare ale motorului asincron trifazat2.1. Caracteristica cuplului în funcţie de alunecare2.2. Caracteristica mecanică naturală n= f (M)

Capitolul IIIMetode de pornire a motoarelor asincrone trifazate3.1. Pornirea directă a motorului asincron trifazat3.2. Pornirea indirectă a motorului asincron trifazat3.2.1.Pornirea stea – triunghi3.2.2. Pornirea cu autotransformator3.2.3. Pornirea cu rezistenţe statorice (mărirea impedanţei circuitului statoric)

BIBLIOGRAFIEANEXE

Argument

Descoperirea şi studierea legilor şi teoremelor electromagnetismului în urmă cu un secol şi jumătate au deschis o eră noua a civilizaţiei.Mecanizarea proceselor de producţie a constituit o etapă esenţială în dezvoltareatehnică a proceselor respective şi a condus la uriaşe creşteri ale productivităţii muncii.Datorită mecanizării s-a redus considerabil efortul fizic depus de om în cazul proceselor de producţie, întrucât maşinile motoare asigură transformarea diferitelor forme de energie dinnatură în alte forme de energie direct utilizabile pentru acţionarea maşinilor, uneltelor care execută operaţiile de prelucrare a materialelor prime şi a semifabricatelor.După e t apa mecan i ză r i i , omu l î ndep l i ne ş t e î n p r i nc ipa l f unc ţ i a de conduce re a   p roce se lo r t ehno log i ce de p roduc ţ i e . Ope ra ţ i i l e de conduce re nece s i t ă un e fo r t f i z i c neglijabil, in schimb necesită un efort intelectual important. Pe de altă parte unele procese tehnice se desfăşoară rapid, încât viteza de reacţie a unui operator uman este insuficientă  pentru a transmite o comandă necesară în timp util.Se constată astfel că la un anumit stadiu de dezvoltare a proceselor de producţie devine necesar ca o parte din funcţiile de conducere să fie transferate unor echipamente şi aparate destinate special acestui scop, reprezentând echipamente şi aparate de automatizare. Omul r ămâne î n să cu sup raveghe rea gene ra l ă a f unc ţ i onă r i i i n s t a l a ţ i i l o r au toma t i za t e ş i cu adoptarea deciziilor şi soluţiilor de perfecţionare şi optimizare. Prin automatizarea proceselor de producţie se urmăreşte asigurarea tuturor condiţiilor de desfăşurare a acestora fără intervenţia operatorului uman. Această etapă presupunec rea r ea ace lo r m i j l oace t ehn i ce capab i l e s ă a s i gu re evo lu ţ i a p roce se lo r î n t r -un s ens  prestabilit, asigurându-se producţia de bunuri materiale la parametri doriţi.

2

Etapa automatizării presupune existenţa proceselor de producţie astfel concepute încâtsă permită implementarea mijloacelor de automatizare, capabile să intervină într-un sens dorit asupra proceselor asigurând condiţiile de evoluţie a acestora în deplină concordanţă cucerinţele optime. Lucrarea de faţă realizată la sfârşitul perioadei de perfecţionare profesională în cadrull i c eu lu i , cons ide r c ă s e î ncad rează î n con t ex tu l c e lo r exp r ima t e ma i su s . Dore sc s ă f a c d o v a d a c u n o ş t i n ţ e l o r d o b a n d i t e î n c a d r u l d i s c i p l i n e l o r d e î n v ă ţ ă m â n t : , ,B a z e l e automatizării’’ ,,Electronică analogică’’ ,,Electronică digitală’’.Lucrarea cuprinde capitole conform tematicii primite. Pentru realizarea ei am studiat materialul biografic indicat precum şi alte lucrări ştiinţifice cum ar fi: cărţi şi reviste de specialitate, STAS-ul.

Capitolul I

Motorul asincron trifazat – prezentare generală:

Maş ina a s inc ronă s au maş ina de i nduc ţ i e , a r e o l a rgă ap l i c ab i l i t a t e î n domen iu l a c ţ i onă r i l o r e l e c t r i c e da to r i t ă avan t a j e lo r p rop r i i î n compa ra ţ i e cu a l t e maş in i e l e c t r i c e : construcţie simplă şi robustă, siguranţă în funcţionare, preţ de cost mai scăzut, alimentare directă de la reţeaua de curent alternativ.Motorul asincron cu rotorul în scurtcircuit este motorul de curent alternativ, care la frecvenţa dată a reţelei, funcţionează la o turaţie variabilăcu sarcina şi este compus din armătura statorică ( statorul ) şi armătura rotorică (rotorul), intrecare se află un spaţiu de aer numit întrefier, prin care se închide fluxul magnetic al maşinii şi acă r e i va loa r e i n f l uen ţ ează pe r fo rman ţe l e mo to ru lu i . Ce l e două e l emen te cons t ruc t i ve  p r i nc ipa l e a l e mo to ru lu i , î n cons t ruc ţ i e no rma lă , s t a t o ru l ( pa r t e a f i xă ) e s t e cons ide ra t inductorul, adică partea care produce fluxul de excitaţie, şi care este prevăzut cu o înfăşurare trifazată conectată la reţeaua de curent alternativ, iar rotorul (partea mobilă) este considerat indusul, adică partea în care se induc tensiunile electromotoare şi care dau naştere curenţilor induşi rotorici ce formează cuplul de rotaţie a rotorului şi a cărei înfăşurare este cuplată doar magnetic cu înfăşurarea inductorului.

Statorul are ca elemente componente: - carcasa ce poate fi din fontă sau din aluminiu,- scuturile frontale portlagăr,- capac ventilator,- miez feromagnetic realizat din tole de oţel electrotehnic,- o înfăşurare trifazată distribuită în crestături, ceare “p” perechi de poli fiind conectată în stea sau în triunghi şi are capetele scoase la o placă de borne dispusă pe carcasă (aşa cum se poate vedea în figurile 1.1 şi 1.2 ).

3

Rotorul se compune din : - arborele cu unul sau două capete de ieşire,- ventilator,- m i e z m a g n e t i c c o n f e c ţ i o n a t d i n t o l e d e o ţ e l electrotehnic,- o înfăşurare de tip colivie, în scurtcircuit, realizată din  bare longitudinale dispuse în crestături şi scurtcircuitate la capete cu două coliere frontale (aşacum se poate observa în figura 1.3).Înfăşurarea statorică a motorului asincron trifazat are trei bobinaje ce sunt montate simetric pe circumferinţa maşinii. Ele sunt parcurse de curenţi egali în valoare absolută,dar defazaţi între ei cu 120°.

Aceş t i cu r en ţ i vo r p roduce un câmp magne t i c a c ă ru i axă s e ro t e ş t e î n s ensu l succesiunii fazelor cu turaţia.

4

Circuitul magnetic statoric, format din tole de oţel electrotehnic.

1. C i r c u i t u l m a g n e t i c r o t o r i c , a l c ă t u i t t o t d i n t r - u n p a c h e t d e t o l e d e o ţ e l electrotehnic.

2. Infăşurarea statorică trifazată, ce poate fi în conexiune stea sau triunghi.3. Infăşurarea rotorică ce este în formă de colivie “ de veveriţă”.4 . A r b o r e l e m o t o r u l u i .5 . Ru lmen ţ i i , ( l agă re l e cu ro s togo l i r e ) .6 . C a r c a s a m o t o r u l u i .7 . V e n t i l a t o r u l m o t o r u l u i .8 . I n e l d e p r i n d e r e .9. Cutie de borne.10. Talpa de prindere a motorului.11. Capacul ventilatorului.

La motorul cu rotorul în scurtcircuit, înfăşurarea rotorică este alcătuită din bare de aluminiu sau de cupru introduse în crestăturile rotorului, fără a fi izolate faţă de acestea.Barele sunt scurtcircuitate la capete prin inele de cupru sau de aluminiu, formându-se astfel oformă geometrică asemănătoare unei colivii de veveriţă din înfăşurările rotorice.

5

Crestăturile rotorice sunt uşor înclinate faţă de axul de rotaţie iar numărul se alege în aşafel încât colivia rotorică să poată forma acelaşi număr de perechi de poli ca şi înfăşurarea statorică (aşa cum se poate observa în figura 1.3).

6

Întrefierul maşiniilor asincrone este cuprins între 0,25-2,0 mm, iar mărimile nominaleale motorului sunt trecute pe plăcuţa indicatoare a acestuia, fiind:- puterea nominală, adică puterea mecanică utilă la arbore, în [kW],- tensiunea nominală, fiind tensiunea de linie a reţelei trifazate din care se face alimentarea motorului, în[V].- curentul nominal de linie, în [A]- schema de conexiuni a înfăşurării statorice ( Ysau D),- randamentul nominal,- factorul de putere nominal,- frecvenţa nominală de alimentare f, în [Hz],- turaţia nominală a rotorului, în [ rot./min.],- serviciul nominal şi gradul de protecţie.Rotoarele acestor motoare pot fi cu înfăşurarea în colivie simplă sau dublă colivie, aşa cum se poate observa mai jos ca în figura 1.4.

7

a.) Colivie simplă ( 1. Tolele miezului magnetic)( 2. Barele Coliviei)( 3. Inele de scurtcircuitare)

b.) Colivie dublă ( 1. Stratul interior de bare)( 2. Stratul exterior de bare)( 3. Inele de scurtcircuitare)( 3. Tolele miezului magnetic)( 4. Inelele de scurtcircuitare)Dacă se alimentează înfăşurarea statorică cu un sistem trifazat simetric de tensiuni, defrecvenţă f1, curenţii statorici vor da naştere unui câmp magnetic învârtitor statoric care se v-a roti faţă de stator cu turaţia sincronă dată de următoarea relaţie: 

n1 = 60f1 / p.

Admiţând că iniţial rotorul este în repaus, câmpul statoric v-a induce în conductoarele rotorice t.e.m. ce vor da naştere la curenţi de conducţie al căror câmp se v-a suprapune peste câmpul statoric. Câmpul învârtitor rezultant v-a acţiona asupra conductoarelor rotorice prin forţe electromagnetice, al căror efect se v-a însuma într-un cuplu electromagnetic M ce v-a acţiona asupra rotorului în sensul câmpului magnetic învârtitor. Sub acţiunea acestui cuplu, rotorul se v-a roti cu o turaţie n mai mică şi apropiată de cea sincronă.Alunecarea este viteza relativă a câmpului învârtitor statoric faţă de cea rotorului şi dată de relaţia următoare:  s = (n1 -n) / n1 unde: n1- turaţia sincronă, iar n-turaţia rotorului.O parte din această putere electrică absorbită din reţeaua trifazată ( P 1)se pierde prin efect Joule-Lenz în înfăşurarea statorică, numite pierderi în cuprul statoric şi notate p=3RI². În circuitul magnetic al statorului apar şi pierderi în fier, notate p, care reprezintă pierderile prin histerezis magnetic şi prin curenţi turbionari, datorate câmpului magnetic învârtitor rezultant.Dar şi în rotor apar pierderi prin efect Joule-Lenz, astfel în colivia rotorică avem pierderile în cuprul rotoric, notate cu p=3R I ², cât şi pierderile în fierul circuitului magnetic rotoric p. Deoarece frecvenţa curenţilor rotorici f este mult mai mică decât frecvenţacurenţilor statorici f , (f = 0,05 f ), pierderile în fierul rotoric se pot neglijaÎn func ţ i ona rea mo to ru lu i a s i nc ron ma i apa r ş i p i e rde r i mecan i ce p , da to r a t e frecărilor mecanice în lagăre, pierderi prin ventilaţie p , cât şi pierderi suplimentare p.

8

Capitolul IICaracteristicile de funcţionare ale motorului asincron

trifazat.

C e l e m a i i m p o r t a n t e c a r a c t e r i s t i c i a l e m o t o r u l u i a s i n c r o n c u r o t o r î n s c u r t c i r c u i t s u n t următoarele :

2.1. Caracteristica cuplului în funcţie de alunecare

M = f (s), care se redă în figura 2.1., unde se poate observa că pentru o anumită valoarea alunecării, s , se ajunge la o valoare maximă a cuplului, care mai poartă denumirea de cuplul critic sau de răsturnare. Acest cuplu critic al motorului împarte regiunile de funcţionareale maşinii în două domenii:- d o m e n i u l s t a b i l , p e n t r u s < s .- d o m e n i u l i n s t a b i l , p e n t r u s > s.

9

Dacă motorul este încărcat peste valoarea corespunzătoare a lui M , atunci acesta seop re ş t e . Pen t ru a luneca rea p rocen tua l ă s=100% sau s=1 , s e ob ţ i ne va loa rea cup lu lu i de  pornire M. Cunoscând cuplul corespunzător puterii nominale a maşinii, M , dat de relaţia: M= 9653·P/ n [N·m], valorile P în [kW] şi n în [rot/ min.] fiind înscrise pe plăcuţa maşinii, se pot determina cifrele caracteristice de cuplu ale maşinii şi anume : M / M şi M / M .Acestea sunt o măsură pentru posibilităţile de supraîncărcare ale motorului, adică (M / M ), dar şi o indicaţie pentru posibilităţile de pornire ale motorului când pornirile se fac sub existenţa unui cuplu rezistent al sarcinii (M / M ) .

De asemenea, se observă de pe această caracteristică faptul că momentul la pornire al motorului asincron M are valori relativ mici, ceea ce constituie un dezavantaj, iar momentul nomina l a l mo to ru lu i e s t e ap rop i a t de momen tu l max im , da r î n to tdeauna ma i m ic decâ t acesta.

2.2. Caracteristica mecanică naturală n= f (M):

Forma ca r ac t e r i s t i c i i mecan i ce a mo to ru lu i a s i nc ron s e deduce d in ca r ac t e r i s t i c a cuplului, ţinând cont de relaţia dintre turaţie şi alunecare.Ca rac t e r i s t i c a mecan i că na tu r a l ă e s t e r eda t ă î n f i gu ra 2 .2 . , unde s e poa t e ana l i z a s t a b i l i t a t e a î n f u n c ţ i o n a r e a m o t o r u l u i a s i n c r o n . D a c ă c o n s i d e r ă m i n i ţ i a l c ă m o t o r u l funcţionează în punctul A, momentul dezvoltat de motor egalează momentul rezistent al utilajului ce este acţionat de acesta. Dacă dintr-un motivo arecare, momentul rezistent creşte la o valoare mai mare, turaţia motorului v-a scădea iar momentul dezvoltat de motor creşte până ce egalează din nou momentul rezistent al utilajului.Porţiunea A, B”, C, este porţiunea de funcţionare stabilă a motorului asincron, pe când porţiunea C, B , B, D, este o porţiune de funcţionare instabilă pentru motor.În figura 2.2. se evidenţiază şi cele trei regimuri de funcţionare ale maşinii asincrone:- regimul de generator, pentru alunecarea s negativă ( adică s < 0 ).- regimul de motor , pentru alunecare s cuprinsă între valorile 0 şi 1 ( adică 0 < s< 1 ).- regimul de frână, pentru o alunecare s mai mare decât valoarea 1, ( adică s > 1 ).La Ω = 0, adică în momentul pornirii motorului avem cuplul de pornire M , iar laturaţia critică Ω v-a corespunde cuplul critic M .

10

2.3. Caracteristica randamentului η =f (P2) pentru motorul asincron.

Randamentul motorului asincron este definit ca raportul dintre puterea utilă transmisă utilajului acţionat şi puterea absorbită de la reţeaua electrică de alimentare.Caracteristica randamentului exprimă dependenţa randamentului de puterea utilă sau der apo r tu l d in t r e pu t e r ea u t i l ă ş i pu t e r ea nomina l ă pen t ru t en s iune nomina l ă î n s t a t o r ş i f r e cven ţ ă cons t an t ă a t en s iun i i de a l imen t a r e .În această dependenţă randamentul i-a valoare maximă atunci când pierderile de putere cons t an t e sun t ega l e cu ce l e va r i ab i l e .

2.4. Caracteristica factorului de putere cos ϕ=f(P2) pentru motorul asincron trifazat:

Motorul asincron este asemănător unei bobine cu miez de fier, adică are un caracter inductiv. Astfel, curentul este defazat în permanenţă în urma tensiunii de alimentare. Motorultrebuie să absoarbă de la reţea o putere reactivă necesară magnetizării miezului. Această putere reactivă este practic independentă de regimul de funcţionare, având aproximativ a ceea ş i va loa r e , a t â t pen t ru func ţ i ona rea î n go l c â t ş i pen t ru func ţ i ona rea î n s a r c ină a motorului. La funcţionarea în gol sau la funcţionarea în sarcină mică, puterea activă absorbită de la reţea are valori mici, astfel că factorul de putere este de valoare mică. Pe măsură ce  puterea activă absorbită creşte, sarcina se măreşte iar puterea reactivă rămâne constantă şi factorul de putere se măreşte.

11

Valoa rea s căzu t ă a f a c to ru lu i de pu t e r e pen t ru pu t e r i mu l t ma i m ic i decâ t pu t e r ea nominală este un dezavantaj care se compensează prin conectarea în paralel cu alimentarea motorului a unor baterii de condensatoare.

Capitolul IIIMetode de pornire a motoarelor asincrone trifazate cu

rotorul în scurtcircuit:

Porn i r ea mo to ru lu i a s i nc ron t r i f a za t r ep rez in t ă p roce su l de conec t a r e a a ce s tu i a l a r e ţ e aua t r i f a za t ă de a l imen t a r e ş i c r e ş t e r ea t u r a ţ i e i s a l e până l a va loa r ea nomina l ă , corespunzătoare sarcinii nominale la arborele acestuia.Principalii parametrii care definesc procesul pornirii sunt :- cuplul dezvoltat şi curentul absorbit în momentul pornirii,- durata procesului de pornire,- pierderile de energie în înfăurări, cât şi încălzirea acestora,- variaţia cuplului şi a curentului pe durata pornirii.

Prin cuplarea înfăşurării statorice la reţeaua de alimentare, rotorul fiind imobil, curentul statoric absorbit la pornire are valori mari I = (5…8) I , iar cuplul de pornire v-a avea valori mici. La motoarele asincrone normale, alunecarea critică si corespunzătoare cuplului maxim M este de (5…20) %, iar alunecarea nominală si de (1…6) %.Din acest motiv cuplul de pornire, la s = 1, este mic în comparaţie cu cuplul maxim. Cuplul de pornire variază între (10….40)% din cuplul maxim M , respectiv ( 25….65) % din cuplul nominal M.Astfel, rezultă că la pornire, trebuie luate măsuri de limitare a curentului de pornire I ( lucru impus de reţeaua de alimentare a furnizorului de energie electrică ) şi de asigurare aunui cuplu de pornire corespunzător (impus de maşina antrenată ).Motoarele cu puteri nominale mai mici de 10 kW, pot porni prin cuplarea directă la reţeaua de alimentare. În acest caz , curentul absorbit la pornire are valori mai mari decît curentul nominal , dar suficient de mici ca să nu perturbe funcţionarea altor consumatori racordaţi la aceiaşi reţea. Cuplul electromagnetic dezvoltat de motor la pornirea directă este comparabil cu cuplul nominal.În cazul motoarelor asincrone trifazate cu rotorul în scurtcircuit ce au puteri mai mari de 10kW, cup lu l dezvo l t a t l a po rn i r e e s t e m ic da to r i t ă r e z i s t en ţ e i r o to r i c e m ic i ( r e spec t i v alunecării critice si reduse ), iar curentul absorbit al valori ridicate, producând căderi mari de t en s iune î n r e ţ e aua de a l imen t a r e , l uc ru ce p rovoacă pe r t u rbă r i î n func ţ i ona rea a l t o r   consumatori. În consecinţă se impune luarea de măsuri pentru mărirea cuplului de pornire şi alimitării curentului de pornire.Pentru mărirea cuplului de pornire se construiesc motoare cu rotoare de construcţie specială, respectiv rotoare cu bare înalte sau cele cu dublă colivie.

12

Pentru limitarea curentului absorbit se utilizează metode de reducere a tensiunii de alimentare. În acest scop se pot utiliza patru metode :- pornirea cu comutatore stea-triunghi,- pornirea cu autotransformatoare,- pornirea prin mărirea impedanţei circuitului statoric ( introducerea unor rezistenţe înseriate cu înfăşurările statorice ),- pornirea cu ajutorul variatoarelor de tensiune ( starterelor electronice de putere ).

3.1. Pornirea directă a motorului asincron trifazat cu rotor în scurtcircuit:

Pentru pornirea directă a motorului asincron cu rotor în scurtcircuit, se cuplează manual sau automat la reţea înfăşurarea statorică, care poate avea conexiune stea (Y) sau triunghi (Δ).Acest procedeu este larg răspândit în cazul motoarelor de putere nominală P relativ mică înraport cu puterea instalată a reţelei, timpul de pornire fiind redus (câteva secunde).Sensul de ro t a ţ i e a l mo to ru lu i a s i nc ron cu ro to r î n s cu r t c i r cu i t e s t e da t de s ensu l de ro t a ţ i e a l c împu lu i magnetic învîrtitor, care la rîndul său este determinat de succesiunea fazelor statorice. Pentru i nve r sa r ea s ensu lu i de ro t a ţ i e e s t e dec i su f i c i en t s ă i nve r săm în t r e e l e o r i c a r e două f aze statorice. Acest lucru se poate realiza în două moduri :- manual,cu ajutorul reversoarelor de sens ( conform figurii 3.1.) şi,- automat, cu ajutorul contactoarelor, ( conform figurii 3.2.), în care se utilizează două contactoare, cîte unul pentru fiecare sens de rotaţie.

13

În figura 3.1. motorul asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit are prevăzut în circuitul de forţă cîte o siguranţă fuzibilă e 1 pe fiecare fază de alimentare care vor proteja motorul la defecte de scurtcircuit şi un comutator manual tripolar cu trei poziţii ce este acţionat manual. Iniţial, înainte de pornirea motorului, comutatorul manual este pe poziţia notată cu ‘’O“, iar pentru pornirea directă a acestuia într-un sens de rotaţie, se manevrează comutatorul manual în poziţia notată cu ‘’1‘’. Astfel motorul v-a porni direct de la reţeaua de alimentare în primul sens de rotaţie. Pentru schimbarea sensului de rotaţie, comutatorul-inversor tripolar manual seaduce pe poz i ţ i a i n i ţ i a l ă no t a t ă cu ’ ’0 ’ ’ , apo i s e comută pe poz i ţ i a no t a t ă cu ‘ ’2 ’ ’ , i a r  motorul v-a începe să se rotească în celălalt sens, realizându-se reversarea mişcării de rotaţiea mo to ru lu i , p r i n s ch imba rea succe s iun i i f a ze lo r R ş i S î n t r e e l e . Se f a ce men ţ i unea că trecerea de la un sens de rotaţie la altul se face numai prin trecerea comutatorului-inversor  tripolar manual prin poziţia ’’0’’, ce echivalează cu deconectarea motorului de la reţeaua de alimentare, evitând scurtcircuitul dintre faze.

Î n f i g u r a 3 . 2 . s e p r e z i n t ă s c h e m a d e f o r ţ ă ş i d e c o m a n d ă p r i n f o l o s i r e a a d o u ă c o n t a c t o a r e , c â t e u n u l p e n t r u f i e c a r e s e n s d e r o t a ţ i e , p o r n i r e a f ă c â n d u -s e c u a j u t o r u l   b u t o a n e l o r d e c o m a n d ă d e l a d i s t a n ţ ă . A s t f e l c u a j u t o r u l

14

b u t o n u l u i d e p o r n i r e b 1 se alimentează bobina contactorului C 1 cu tensiunea de comandă de 220 V, ce este tensiunea defază şi care este distribuită prin lanţul : faza T, siguranţa fuzibilă e 3 , contactul n.î. al releuluitermic e 2, butonul de oprire n.î. b 3, contactul n.d. de automenţinere c 1 2 care se v-a închide oda t ă cu apăsa r ea bu tonu lu i n . d . b1 , bob ina de comandăC 1 a con t ac to ru lu i C 1 1 care porneşte motorul într-un sens, contactul n.î. C 2 3al contactorului C 2 1 şi în final se închide prin nulul de lucru al reţelei “O”.Astfel are loc pornirea în primul sens de rotaţie a motorului asincron cu rotor în scurtcircuit.Şi în acest caz, conform schemei de forţă în alimentarea motorului avem prevăzute pe fiecare fază câte o siguranţă fuzibilă e 1 pentru protecţia la scurtcircuite, dar în plus pentru protecţia motorului la suprasarcini se prevede şi câte un releu termic pe fiecare fază de alimentare. Întreaga schemă , atât cea de forţă cât şi cea de comandă se alimentează de la reţea prin închiderea separatorului general de reţea A.În regim normal de funcţionare contactul releului termic E 2 este n.î. astfel se asigură închiderea circuitului de comandă, lamelele termobimetalice ale releului termic nefiind deformate ( dilatate ).Po rn i r ea î n c e l ă l a l t s ens de ro t a ţ i e î n mod acc iden t a l nu s e poa t e r e a l i z a da to r i t ă contactului C1 3 al contactorului C1 1, c a r e s e de sch ide oda t ă cu exc i t a r ea bob ine i C 1 , apăsarea butonului b2 neavând nici un efect. Pentru inversarea sensului de rotaţie este necesară mai întâi oprirea motorului prin apăsarea butonului b3, astfel încât se întrerup ealimentarea bobinei contactorului C1 1 şi se închide contactul c1 3.Prin aceasta, la apăsarea butonului b2 s e a s i g u r ă a l i m e n t a r e a b o b i n e i c o n t a c t o r u l u i C 2 , c a r e p r i n î n c h i d e r e a contactelor C 2 1 realizează alimentarea motorului cu două faze inversate. Se închide , de a semenea con t ac tu l C 2 2 de au tomen ţ ine r e a r o t a ţ i e i î n s ens i nve r s ş i după e l i be r a r ea  butonului b2, iar prin deschiderea contactului de interblocare C 2 3 se elimină efectulapăsării butonului b1.

Contactele auxiliare n.î. C 1 3 şi C 2 3, asigură interblocarea contactoarelor C 1 1 şi C 2 1 pentru evitarea comandării simultane a acestora, fapt ce ar determina punerea în scurtcircuita două faze.Schema din figura 3.1. care foloseşte un comutator - inversor tripolar se utilizează pentru motoarele de puteri mici şi la frecvenţe reduse de comandă, faţă de schema din figura3.2. care are avantajul acţionării sau comenzii de la distanţă când pornirea-oprirea motorului trebuie realizată frecvent sau din mai multe locuri. Printre dezavantajele metodei de pornire directă putem enumera:- C u r e n t u l d e p o r n i r e e s t e r e l a t i v e m a r e , f i i n d l i m i t a t n u m a i d e i m p e d a n ţ a d e scurtcircuit a motorului. Valoare ridicată a acestui curent determină căderi de tensiune mari în reţeaua de alimentare, perturbînd pe ceilalţi consumatori.- Cuplul de pornire este relative mic,- Şocurile de curent din momentul pornirii solicită suplimentar înfăşurările motorului,dar şi reţeaua de alimentare,- Eforturile electrodinamice din circuitele motorului sunt mari, fiind proporţionale cu pătratul valorii curentului de pornire.

15

Pentru micşorarea curentului de pornire, la motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit,se reduce tensiunea lor de alimentare , procedeul aplicîndu-se în cazul motoarelor care pornesc în gol sau cu sarcini reduse, deoarece cuplul de pornire scade mult, reducîndu-se cu pătratul tensiunii aplicate.În figura 3.3. ce urmează, se prezintă o variantă înbunătăţită a schemei prezentate înfigura 3.2. arătate mai sus, unde s-a prevăzut pe partea de forţă pe lîngă siguranţele fuzibile e1, întrerupătorul general K, cele două contactoare C 1 şi C 2 care fac reversarea de sens şi blocul de relee termice e3, încă o protecţie a motorului ce se realizează cu relee maximalede curent e2, montate pe fiecare fază şi care au în schema de comandă prevăzut un contact n.î. e2 înseriat cu contactul n.î. e3 al blocului de relee termice. Schema de comandă se a l imen t ează l a t en s iunea de f a ză ( 220 V ) , î n t r e f a za T ş i nu lu l de l uc ru N a l e r e ţ e l e i electrice de distribuţie.

 .

.

.

16

Figura 3.3. Schema de forţă şi de comandă pentru pornirea directă cu reversarea sensului de rotaţie la motorul asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit.

Şi aici se poate observa că cele două bobine C 1 şi C 2 se pun sub tensiune pe rând prinapăsarea butoanelor de pornire directă b1, respectiv butonul b2 de pornire inversă, prevăzute ambele cu contactele n.d. de automenţinere, neexistând posibilitatea ca în mod accidental săfie acţionate ambele contactoare datorită contactelor n.î. c2 şi c1 înseriate cu bobinele decomandă C 1 şi C 2 .Oprirea motorului se poate face voit prin acţionarea butonului de oprire b3, sau cu ajutorul protecţiilor (termică şi maximala de curent) care îşi deschid contactele n . î . î n s e r i a t e c u b u t o n u l d e o p r i r e , a t u n c i c â n d a p a r e v r e u n d e f e c t ( s u p r a s a r c i n i s a u scurtcircuite ), protejând astfel motorul.Notaţiile din figura 3.3 au următoarea semnificaţie:- R,S,T, - reţeaua trifazată de tensiuni alternative sinusoidale,- N – nulul de lucru al reţelei de alimentare,- siguranţe fuzibile de forţă,- K – separator / întreruptor general de reţea,- C 1 şi C 2- contactoare pentru mers direct, respectiv în sens invers,- relee maximale de curent, - bloc de relee termice, - siguranţă de comandă,- C 1 şi C 2 - bobinele celor două contactoare,- contactele auxiliare ale celor două contactoare principale.

3.2. Pornirea indirectă a motorului asincron trifazat cu rotor în scurtcircuit:

Se impune la motoarele de puteri mari , la care şocul de curent de pornire este mare. În toate cazurile prezentate mai jos se urmăreşte reducerea tensiunii de alimentare a motorului în perioada de pornire a acestuia, apoi creşterea progresivă sau în trepte a acesteia până la valoarea nominală. Creşterea în trepte a tensiunii se poate obţine prin conectarea stea – triunghi (Y-Δ ) a înfăşurărilor statorice sau alimentarea de la un transformator cu prize intermediare. C re ş t e r ea p rog re s ivă a t en s iun i i de a l imen t a r e a mo to ru lu i s e poa t e ob ţ i ne p r i n alimentarea acestuia de la un autotransformator sau variator de tensiune alternativă.

3.2.1.Pornirea stea - triunghi (Y-Δ ) :- metoda se poate aplica numai la motoarele electrice proiectate să funcţioneze cu înfăşurările statorice legate în Δ ( dimensionate pentruacest mod de legare ), care funcţionează în această conexiune în regim normal de funcţionare. La pornire, statorul se conectează în conexiune stea ( Y ) iar apoi, după ce motorul se apropiede turaţia nominală, se schimbă conexiunea statorului motorului în triunghi ( Δ ). Această operaţie se poate efectua manual de către personalul de exploatare sau automatizat cu ajutorul unui releu de timp care poate fi reglat dinainte.

17

Figura 3.4. ConexiunileY-Δ unde :

Ui- tensiunea de linie,Uf - tensiunea de fază, cea pe înfăşurările motorului, If- curentul de fază, ce trece prin înfăşurări.

Metoda de pornire stea - triunghi, oferă avantajul că permite reducerea tensiunii şi în t i m p u l f u n c ţ i o n ă r i i l a s a r c i n i r e d u s e ( m a i m i c i d e 1 / 3 d i n v a l o a r e a n o m i n a l ă ) , îmbunătăţindu-se factorul de putere şi randamentul. Se observă că valorile efective ale cu ren ţ i l o r de l i n i e abso rb i ţ i de mo to r l a conex iunea s t e a sun t de t r e i o r i ma i m ic i decâ t curenţii de linie absorbiţi de motor la conexiunea triunghi. Cu micşorarea tensiunii de alimentare de √3 ori, se v-a micşora şi cuplul de pornire de 3 ori, ceea ce face ca motorul sănu poată porni decât cu sarcină redusă. După ce turaţia motorului a ajuns apropiată de turaţia nominală , comutatorul care iniţial era pe poziţia stea, este trecut pe poziţia triunghi, realizând conexiunea triunghi a înfăşurării statorice. Motorul este alimentat în continuare la tensiunea de linie a reţelei şi funcţionează pe caracteristica mecanică naturală. Rezultă că această metodă de pornire se aplică motoarelor cu porniri uşoare, şi care au tensiunea nominală egală cu tensiunea de linie a reţelei şi totodată să aibă acces la ambele capete ale bobinelor statorice ( şase borne statorice pe cutia de borne ).Pornirea se poate realiza manual sau automat. La pornirea manuală se foloseşte un comuta to r s t e a - t r i ungh i c e a r e poz i ţ i i l e : Y ; Δ . ( f i gu ra 3 .6 . ) , i a r au toma t s e u t i l i z ează contactoare şi un releu de timp (conform figurii 3.7.)

18

Figura 3.6.Pornirea cu comutator manual.

Înfăşurările statorice ale motorului asincron trifazat cu rotor în scc. sunt : AX; BY şi CZ. La pornire comutatorul C se pune pe poziţia 1(Y), iar apoi după ce motorul se accelerează se comută pe poziţia 2 ( Δ ).Po rn i r ea s au op r i r e a mo to ru lu i s e r e a l i z ează p r i n î n t r e rup to ru l a c e a r e comandă manuală. Această metodă se foloseşte la puteri mai mici şi la frecvenţe reduse de porniri-opriri. Siguranţele fuzibile e protejează motorul la defecte de scurtcircuite.În figura 3.7. se redă schema de comandă şi forţă pentru pornirea stea-triunghi unui motor asincron trifazat cu rotor în scc. cu contactoare de c.a. şi cu temporizare la acţionare:

19

3.2.2. Pornirea cu autotransformator :

-Este soluţia optimă din punct de vedere energetic, dar implică costuri mai mari, de aceea ea se justifică în cazul motoarelor de putere mare ( respectiv tensiuni de 6kV şi 10 kV ) şi cu porniri rare. Metoda permite reglarea continuă a tensiunii motorului şi controlul accelerării mişcării acestuia. Deplasarea cursorului autotransformatorului, se face pentru instalaţiile industriale, cu ajutorul unui servomotor.Prizele autotransformatorului, coborâtor de tensiune, se aleg astfel încât să se obţină o valoare prestabilită a curentului şi cuplului de pornire. În continuare , după turarea motorului,se ridică valoarea tensiunii de alimentare până se ajunge la valoarea nominală. Deoarece tensiunea de alimentare este scăzută, curentul şi cuplul de pornire variind pătratic cu tensiunea

20

de a l imen t a r e a mo to ru lu i , vo r avea va lo r i l e de (0 .25 - 0 .45 ) d in va lo r i l e nomina l e respective.

3.2.3. Pornirea cu rezistenţe statorice (mărirea impedanţei circuitului statoric):

Es t e o a l t ă me todă de po rn i r e a mo toa re lo r a s i nc rone t r i f a za t e cu ro to r î n s cu r t c i r cu i t , intercalându-se pe perioada pornirii, în circuitul statoric trei rezistoare identice, câte una pe fiecare fază ( la motoarele de puteri mai mici ) sau trei bobine de reactanţă , câte una pe fază ( pentru motoarele de puteri mai mari ).Curentul de pornire v-a produce căderi de tensiune pe rezistoare , respectiv pe bobinelede reactanţă , tensiunea aplicată înfăşurării statorice reducându-se la valori mai mici decât la pornirea directă. După terminarea pornirii, rezistoarele, respectiv bobinele de reactanţă, se scurtcircuitează cu ajutorul unui întreruptor trifazat.Un dezavantaj al acestei metode este faptul că odată cu limitarea curentului de pornire,se reduce considerabil şi momentul de pornire ( astfel de exemplu , pentru un curent de  pornire scăzut la I = 3 I , momentul de pornire ajunge la M = 0,4 M ).

21