Pornirea cu controler a motoarelor asincrone cu rotorul bobinat

Pornirea cu controler a motoarelor asincrone cu rotorul bobinat.In cazul motoarelor asincrone cu rotorul bobinat, metoda de pornire folosita in vederea reducerii socului de pornire, este aceea a inserierii unor rezistente exterioare trifazate (reostate trifazate) in circuitul rotoric al masinii : aceasta duce la micsorarea curentului rotoric de pornire, implicit deci si al curentului statoric. Din experienta actionarilor de acest tip, se considera ca valoarea maxima a varfului curentului de pornire poate fi cca. 2...2.2xIn motor, iar pornirea se poate realiza in mai multe trepte de pornire, determinate astfel incat la fiecare scurtcircuitare a unei trepte de rezistenta, varful curentului sa nu depaseasca de valoarea amintita.Pornirea in trepte de rezistenta a unui motor asincron cu rotorul bobinat se poate realiza in 2 variante : manual folosind un aparataj adecvat sau automat folosind contactoarele de accelerare, care conform cu o schema automata de comanda, au rolul de a scurtcircuita cate o treapta de rezistenta, pana la stabilirea regimului stabilizat de functionare al actionarii.

In cele ce urmeaza ne vom axa pe varianta manuala de pornire, folosind controlerul manual, care este un aparataj mai complex dar specific unui astfel de sistem de pornire.

Mai intai insa trebuie reamintit (vezi cursul !) ca treptele de rezistenta exterioare inseriate in circuitul rotoric al motorului asincron pot fi in varianta trfazat simetrica sau varianta trifazat asimetrica. In practica cel mai adesea se foloseste varianta trifazat asimetrica, care este mai optima din punct de vedere economic, cu conditia ca coeficientul de dezechilibrare al curentului (vezi cursul) sa nu depaseasca o anumita limita (care nu produce o deformarea prea mare a caracteristicii mecanice a motorului).In principiu deci, lucrarea pornirii motorului asincron cu rotorul bobinat va cuprinde urmatoarele aparataje de baza :

--- un motor asincron cu rotorul bobinat cu anumiti parametri definiti prin placuta sa de fabricati;

--- un bloc de rezisrtente trifazate al carui panou cu borne este elementar de simplu si ale caror trepte de rezistente pot fi folosite in orice varianta : trifazat simetrica sau trifazat asimetrica;--- controlerul cu o anumita schem a legaturilor (diagrama) ce va trebui stabilita si care permite sensul stanga/dreapta de rotire al motorului;

---- un panou dotat cu elemente specifice unui circuit de forta al unei actionari.

Toate aceste elemente da baza vor trebui conectate printr-o singura schema care sa permita pornirea motorului asincron, respectiv reversarea sensului de rotire stanga/dreapta, prin manevrarea corespunzatoare a manerului controlerului.

Ca aparatajul propriu-zis, controlerul poate fi un dispozitiv destul de voluminos (precum este si cel din laborator), format in principal dintr-un ax ce poate fi manevrat (miscare de rotatie : stanga 0 dreapta) manual si pe care se gasesc montate (izolat, pe verticala axului) o serie de contacte, dispuse rotit cu un anumit unghi in raport cu axa de referinta (de exemplu pozitia de 0 a controlerului), dar si cu o anumita continuitate posibila de contact; acesta este elementul mobil (rotitor) al controlerului. In dreptul contactelor mobile sunt dispuse (tot pe verticala, dar rgidizate izolat pe un sistem fix) o serie contacte-deget, astfel incat prin rotirea axului controlerului se realizeaza conectari intre contactele fixe si cele rotitoare, perioada conectarilor putand fi diferita.Gabaritul controlerului este impus, in principal, de numarul contactelor (numarul contactelor mobile este egal cu numarul contactelor fixe), de marimea contactelor (conditionata de valoarea curentilor din contacte), de distanta dintre contacte impusa de tensiunea de lucru, de numarul treptelor de rezistenta pe care le va manevra controlerul, de faptul daca controlerul este de dublu sens (stanga/dreapta) sau de simplu sens.In imaginea urmatoare se prezinta un controler de dublu sens, de un gabarit destul de mare (nepotrivit pentru puterea motorului cu care se va lucra, care este relativ mic).

Semnificatia notatiilor din imaginea anterioara este urmatoare :

--- A, capacul superior al controlerului;--- B, capacul de postament al controlerului (pentru o eventuala fixare rigida a acestui in cadrul unei locatii date); in ambele capace (superior/inferior) sunt realizate mici lagare pentru axul controlerului;

--- C, pozitiile sensului (de exemplu, de stanga al rotirii motorului); sunt atatea pozitii de sens, cate trepte de rezistente pot fi scurtcircuitate prin schema controlerului + 1 (controlerul din imagine are 5 pozitii, deci poate scurtcircuita 4 trepte de rezistenta;

--- D, pozitia de zero a controlerului;

--- E, irul contactelor mobile/imobile, pe baza carora se formeaza diagrama de lucru a controlerului;

--- F, zona sectoarelor de sens invers de rotire celei din C; numarul pozitiilor de sens din F este egal cu cel din C (simetrie de sens si asta pentru ca numarul treptelor de rezistente este acelasi, fie ca se face pornire intr-un sens sau in altul)--- G, butonul (izolator) al manerului de manevra al controlerului.

In legatura cu controlerul de dublul sens prezentat in imaginea anterioara se mai pot preciza urmatoarele :

--- diagrama de lucru a controlerului va prezenta 3 sectoare importante : sectorul blocajului de zero, sectorul scurtcircuitarii treptelor de rezistente si sectorul inversarii sensului de rotire (care se realizeaza prin inversarea a 2 faze de alimentare ale infasurarii statorice ale motorului, adica, de exemplu, faza S se duce direct la infasuararea statorica, iar fazele R si T trec prin controler astfel incat pentru un sens de rotire sa fie : R, S, T, iar pentru celealalt sens sucesiunea fazelor sa fie : T, S, R)

--- deci prin sectorul scurtcircuitarii treptelor de rezistenta, controlerul va avea legaturi cu fazele rotorice ale motorului; prin sectorul inersarii sensului de rotire al controlerului, acesta va avea legaturi cu fazele statorice ale motorului;

--- pornind cu numaratoarea de sus, in jos, primele 2 perechi de contacte formeaza blocjul de zero al controlerului, adica o perche de contacte ale controlerului ce trebuie incadrate in schema generale a actionarii, astfel incat sa nu poata fi posibila pornirea actionarii daca controlerul a fost uitat pe o pozitie oarecare (stanga/dreapta), in afara de cea de zero; in aceasta pozitie a controlerului contactorul principal al sistemului de actionare poate fi conectat (daca separatorul principal este inchis!), dar motorul nu porneste pentru ca faza S ajunge direct la, dar celelalte 2 faze (ce trec prin controler!) inca nu sunt conectate la infasurarea statorica--- urmatoarele perechi de contacte (cate ? cate pozitii sunt pentru sensul stanga/dreapta al controlerului) sunt prevazute pentru scurtcircuitarea treptelor de rezistenta (blocul trifazat de rezistente inseriat in circuitul rotoric al motorului !); de fapt, la prima pozitie stanga/dreapta nu se realizeaza scurtcircuitarea vreunei trepte de rezistente, ci se conecteaza celelalte 2 faze la infasurarea statorica (intr-o anumita combinatie de sens !), masina porneste, dar cu toate rezistentele inseriate in circuitul rotoric al masinii; controlerul prezentat in imagine are 5 pozitii stanga/dreapta, deci in afara de prima pozitie (in care se face pornirea actionarii cu toate rezistentele conectate in circuitul rotoric al masinii) mai sunt 4 pozitii prin care se realizeaza scurtcircuitarea propriu-zisa a treptelor de rezistenta--- restul perechilor de contacte, pana la partea inferioara a axului controlerului, sunt prevazute pentru inversarea sensului de rotire al motorului.

Avand in vedere cele precizate anterior, se va ridica diagrama de lucru a controlerului (vezi textul de baza), fara de care nu se poate realiza schema generala de comanda; trebuie observat ca diagrama de lucru, pentru zona scurtcircuitarilor de rezistente, trebuie sa apara perfect simetrica pentru sensul stanga, in raport cu cel dreapta; si pentru sectorul inversarii sensului apare, in diagrama de lucru, un anumit fel de simetrie specifica (deci, daca la trasarea diagramei de lucru a controlerului nu se respecta aceste elemente, rezulta ca sunt greseli in stabilirea diagramei).Ridicarea diagramei de lucru a controlerului se face pozitionand manerul controlerului, incepand cu pozitia de zero si apoi rotindu-l pe toate pozitiile de stanga , apoi de dreapta

Trebuie amintit ca trecerea controlerului de pe o pozitie de lucru, pe alta pozitie, se face sacadat (cu ajutorul unui sistem mecanic de sacadare), ce nu permite ramanerea controlerului pe o pozitie intermediara.

ATAT in legatura cu modelul de controler prezentat.

In legatura cu panoul de comanda al intregii actionari, se prezinta imaginea urmatoare.

Notatiile sunt foarte evidente, dar semnificatia lor se przinta totusi in continuare :

--- A, irul de borne R, S, T, N pentru alimentarea panoului (nulul se va racorda numai daca este nevoie);

--- B, separatorul tripolar principal al actionarii;

--- C, sigurantele fuzibile de protectie LF-25/6 [A];

--- D, contactorul principal al sistemului de actionare;

--- E, blocul de relee termice pentru protectia la suprasarcina a sistemului de actionare (a se verifica reglajul blocului, ca de alfel si parametri celorlalte aparataje);--- F, butonul de stop cu perechea lui din stanga pornit.

Comentarii in legatura cu acest panou de comanda, se refera doar la faptul ca el va trebui incadrat intr-o schema generala, care sa mai cuprinda controlerul, blocul de rezistente trifazate si motorul asincron cu rotorul bobinat, astfel incat sa se realizeze pornirea in trepte de rezistente a motorului, cu modificare sensului sau de rotire.

Realizarea schemei complete si executiei acesteia apartine grupei de laborator a sudentilor; se permit consultari intre membri echipei de lucru.

Unele observatii.1.- Asemenea scheme complexe, precum cea mentionata anterior, se pot folosi si pentru reglajul turatiei motorului asincron cu rotorul bobinat, cu conditia ca elementele prevazute in schema sa fie dimensionate pentru un serviciu de lunga durata de functionare si nu pentru scurta durata cum este cazul porniri motorului2.- Controlerul insusi, fiind de dublu sens tinde sa indice o astfel de varianta de folosire a sa.

3.- Numarul de pozitii de sens stanga/dreapta, stabilite prin constructia controlerului, impun oarecum numarul treptelor de pornire, indiferent de cele rezultate din calcul (vezi cursul !), respectiv valoarea treptelor rezistentelor de pornire, ceea ce semnifica ca acest controler este realizat pentru un anumit motor sau gama de motoare; deci, in principiu, nu orice controler este potrivit pentru orice motor (asa cum s-a realizat in cazul acestei lucrari de laborator, in care s-a urmarit in princuipal insa deprinderea executiei unor scheme mai complexe cu diverse aparataje; in industrie acest aspect trebuie rezolvat prin calcule de alegere ale aparatajelor, care trebuie sa se inscrie in anumite norme de proiectare).4.- Complexitatea unor astfel de scheme poate creste odata cu dotarea schemei cu unele aparate de masura, reductoare de curent, lampi de semnalizare, etc, care se stabilesc de catre proiectantul actionarii in functie de puterea instalata, importanta actionarii, aspecte economice si alte aspecte.NOTA.--- imaginile sunt realizate de ing.masterand Ianache Radu;

--- prelucrarea imaginilor si comentarii B.SIRO.