Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

42
Universitatea Politehnica Bucure¸ sti Studiul sistemelor de actionare electrica cu motoare asincrone ACTIONARI Laboratoarele Nr.2 si Nr.3

Transcript of Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Page 1: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Universitatea Politehnica Bucuresti

Studiul sistemelor de actionare electricacu motoare asincrone

ACTIONARI

Laboratoarele Nr.2 si Nr.3

Page 2: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

1 Notiuni teoretice si descrierea instalatiilor de

actionare.

1.1 Motorul asincron trifazat.

1) Definitie.

Motorul electric (sau electromotorul) este o masina electrica rotativa cetransforma energia electrica in energie mecanica. Energia electrica este primitade la reteaua de alimentare, iar puterea (energia) mecanica este livrata la ax.Daca masina electrica realizeaza transformarea inversa, a energiei mecanice inenergie electrica, atunci motorul se numeste generator electric.

Nu exista diferente de principiu semnificative intre cele doua tipuri de masinielectrice, acelasi dispozitiv putand indeplini ambele roluri in situatii diferite.

2) Principiu de functionare.

Majoritatea motoarelor electrice functioneaza pe baza fortelor electromagneticece actioneaza asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat in campmagnetic.

3) Utilizare

Fiind construite intr-o gama extinsa de puteri, motoarele electrice sunt folositela foarte multe aplicatii: de la motoare pentru componente electronice (harddisc, imprimanta), pana la actionari electrice de puteri foarte mari (pompe,locomotive, macarale).

4) Clasificare

Motoarele electrice pot fi clasificate dupa tipul curentului electric ce le par-curg: motoare de curent continuu si motoare de curent alternativ. In functie denumarul fazelor in care functioneaza, motoarele electrice pot fi motoare mono-fazate si motoare polifazate (exemplu: cele trifazate).

Motoarele de curent alternativ pot fi: monofazate si trifazate.

Motoarele monofazate isi gasesc utilizarea mai ales in domeniul casnic(frigider, masina de spalat, aparatul de aer conditionat etc.).

Motoarele trifazate au o foarte mare raspandire in industrie. Ele pot fi: as-incrone si sincrone. Cele asincrone sunt cele mai utilizate si pot fi: cu rotorul inscurtcircuit si cu rotorul bobinat. Peste 95% din motoarele asincrone trifazatesunt cu rotorul in scurtcircuit.

1

Page 3: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

5) Partile componente ale unui motor electric asincron (ASI) cu rotorulin scurtcircuit.

In cele de mai jos prezentam partile componente ale unui motor electric asincron(ASI) cu rotorul in scurtcircuit.�

Figura 1: Motorul electric asincron cu rotorul in scurtcircuit

1-cutia de borne; 2-infasurarea statorica; 3-ventilator; 4-rulment pentru fixareaaxului rotorului; 5-axul rotoric; 6-scut statoric; 7-talpi de fixare; 8-placutametalica cu datele nominale ale motorului.

6) Scheme de conexiuni ale motorului asincron trifzat.

Cele trei infasurari ale motorului asincron trifazat se scot la cutia de borne sipot fi legate in stea sau in triunghi. Fiecare infasurare din cele trei are uninceput si un sfarsit. Inceputurile se noteaza cu 1, iar sfarsiturile cu 2. Pentrua le putea deosebi intre ele, infasurarea corespunzatoare primei faze R s-a notatcu U, deci ea va avea inceputul U1 si sfarsitul U2. Analog, pentru faza a doua(S) vom avea V1 si V2, iar pentru faza a treia (T) W1 si W2.

Conexiunea Y (stea) se realizeaza astfel: se leaga impreuna sfarsiturile U2,V2si W2, iar la inceputuri se conecteaza cele trei faze de alimentare.

Conexiunea Δ (triunghi) se executa in felul urmator: se leaga sfarsitul primeiinfasurari (U2) cu inceputul urmatoareia (V1), apoi sfarsitul V2 cu inceputul

2

Page 4: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

W1 si, in final, W2 cu U1, si cele trei faze de alimentare se conecteaza lainceputurile bobinelor.

Pentru a usura realizarea conexiunilor, unii dintre fabricantii de motoare au scosin cutia de borne a motorului, capetele fata-in-fata, ca in figura urmatoare.

Figura 2: Conexiunea in stea respectiv triunghi

7) Placuta motorului

Principalele informatii despre motor le gasim inscriptionate pe placuta metalicaa acestuia.

Figura 3: Placuta cu informatii despre motor

3

Page 5: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

1.2 Panoul de alimentare cu energie electrica

Figura 4: Panoul de alimentare cu energie electrica

Acest panou este alcatuit din urmatoarele componente:

• Intrerupatorul tripolar general Q0

• Siguranta automta tripolara F0

• Siguranta automata diferentiala F1

• Intrerupatoarele automate tripolare pentru protectia motorului QM1 siQM2

Fiecare borna a acestor componente electrice este conectata la cate o mufasecurizata prin intermediul careia se pot face legaturi intre aparate conformschemelor electrice, utilizand cabluri electrice.

In cele ce urmeaza se va detalia fiecare componenta a panoului in parte.

4

Page 6: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

1) Intrerupatorul tripolar general Q0 (Siemens 3LD2003-0TK53) cumecanism de operare rotativ.

Aceste intrerupatoare sunt montate la masinile sau instalatiile electrice, pentrurealizarea sigura a lucrarilor de intretinere prin respectarea regulilor de sigu-ranta. Prin montarea unui lacat pe dispozitivul de blocare cu lacat, fiecareoperator se poate proteja impotriva unei conectari neautorizate a echipamen-tului.

Intrerupator principal simbol electric

Datasheet:

http://datasheet.octopart.com/3LD2003-0TK53-Siemens-datasheet-5312885.

pdf

2) Siguranta automata tripolara F0 (Siemens 5SY6310-7).

Uzual aceste sigurante sunt folosite pentru protectia motoarelor trifazice catsi in domeniul casnic (in tablourile electrice , bineinteles acolo unde exista unbransament trifazic ) . Denumirea de ”tripolar” sau ”tripolare” rezulta dinnumarul de poli al acestora . ”tripolar” = trei poli . Mai pe scurt aceastasiguranta ”cuprinde” trei sigurante monopolare care se pot decupla simultandaca pe o ramura (o faza) se depaseste curentul maxim admis . Acest lu-cru inseamna ca siguranta respectiva nu declanseaza daca suma celor trei fazedepaseste intensitatea acordata de siguranta .

De exemplu in cazul de fata siguranta F0 are In = 10A(amperi) . Daca princele 3 sigurante trec curentii F1 = 9A , F2 = 8A , F3 = 3A si suma lor esteF1 + F2 + F3 = 20A, siguranta Nu decupleaza.

Daca F1 = 11A , F2 = 1A , F3 = 0A si F1 + F2 + F3 = 12A atunci sigurantadecupleaza deoarece intensitatea pe una din faze e mai mare decat cea admisade siguranta (in cazul nostru 10 Amperi) .

5

Page 7: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Siguranta automata tripolara simbol electric

Datasheet:

http://www.slo.lt/out/media/5SY63107_en.pdf

3) Siguranta automata diferentiala (230V) F1 (Siemens 5SU1356-1KK06RCBO).

Siguranta automata diferentiala (230V)

Spre deosebire de celelante sigurante aceasta are o protectie in plus . Ea ecapabila se decupleze circuitul atunci cand apare o diferenta de intensitate peuna din bornele de iesire , vezi figura de mai jos.

Deci pe aceasta siguranta apar doua valori esentiale . Prima reprezinta inten-sitatea maxima la care siguranta intrerupe circuitul (exact in acelasi mod casigurantele obisnuite) , in plus mai apare si Δ ce reprezinta diferenta maximade intensitate admisa intre cele doua borne de iesire . Δ poate avea valori de:

• 10 mA sau 30 mA pentru aplicatii : ”salveaza vieti”

• 50mA, 100mA si 300mA pentru alte aplicatii...

6

Page 8: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Figura 5: Siguranta diferentiala-schema de principiu

Analizand figura de mai sus observam o siguranta ce ”primeste” energie prinbornele de sus, un consumator oarecare , cat si o presupusa ”scurgere la pa-mant”. Avem punctele A,B si C . Presupunem ca avem o siguranta de 6A cuΔ=30mA . In punctele A (”i4”) si B (”i1”) avem aceeasi intensitate electrica(presupunem ca, consumatorul are nevoie de un curent de 4 A). In prima fazaconsideram ca nu avem punctul C unde apare si scurgerea de energie in pa-mant . Deci pana acum totul e bine deoarece intensitatea maxima acordata desiguranta nu este depasita . Acum intercalam in montaj si punctul C . Curen-tul ”i1” este egal cu ”i2”+”i3” unde ”i3” este ”scurgerea in pamant” si ”i2”curentul luat de consumator . In acest caz ”i1” nu mai este egal cu ”i4” . Dacaintensitatea lui ”i3” este mai mare sau egala cu 30mA (in cazul nostru) atuncisiguranta decupleaza deoarece nu mai circula aceeasi intensitate electrica prinpunctele A si B . De aici apare si numele de siguranta diferentiala. Ea ma-soara intensitatea fazei cat si intenstatea nulului ce trece prin ea iar daca apareo diferenta intre cele doua intensitati mai mare decat cea maxim admisa desiguranta atunci decupleaza circuitul .

7

Page 9: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Observatie : ”Scurgerea in pamant” poate fi chiar si corpul uman sau oricecontact al conductorului de faza cu alte materiale ce conduc curentul electriccare au in acelasi timp contact electric cu pamantul (mediul inconjurator).

Siguranta diferentiala se conecteaza in tabloul electric la fel ca si cele bipolare,respectandu-se notatia de faza si notatia de nul. Mai jos aveti data catevaexemple de aplicatii unde se utilizeaza siguranta diferentiala:

• masina spalat

• masina spalat vase

• boiler electric

• centrala termica

• circuitele de priza pentru bucatarie

• circuite de lumina si/sau prize aflate in exteriorul cladirii

Datasheet:

http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.

csinfo&objId=27518425&idx0=R&nav0=index&nodeid0=14474654&load=

content&prodLstStart=751&prodLstSort=MLFBSTR&lang=en&siteid=

cseus&aktprim=0&objaction=csview&extranet=standard&viewreg=WW

4) Intreruptoare automate tripolare pentru protectia motoarelor QM1si QM2 (Siemens 3RV1021-0JA10).

l > l > l >

x x x

Intreruptor automat tripolar simbol electricpentru protectia motorului

8

Page 10: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

In aceste 2 intreruptoare automate sau integrat cate un modul de contacteauxiliare. Acest modul este format dintr-un contact normal inchis (NI) si uncontact normal deschis (ND) ca in figura de mai jos.

sau

Modul de Simbol electric contact Simbol electric contactcontacte auxiliare normal deschis (ND) normal inchis (NI)

Intreruptoarele automate se utilizeaza pentru protectia motoarelor relativ put-ernice si a retelelor de distributie. Ele se pot comanda manual sau de la distantaprin intermediul unui electromagnet sau motor electric. Durta vietii lor estemult mai redusa ca al contactoarelor, in schimb capacitatea lor de rupere estesensibil mai mare.

Pentru protectia motoarelor, intreruptoarele automate sunt prevazute cu releetermice (pentru suprasarcina) si relee electromagnetice pentru supracurenti sitensiune minima.

Schema electrica a unui intreruptor automat este redata in figura de mai jos.

Intreruptor automat - schema electrica

9

Page 11: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Datasheet:

http://www.tme.eu/en/details/3rv1021-0ja10/

motor-protection-breakers/siemens/

1.3 Panoul pentru comanda motorului

Acest panou cuprinde urmatoarele componente electrice:

• Contactoare tripolare de forta KM1, KM2, KM3, KM4

• Releu de timp cu temporizare la anclansare (cand se inchid contactele) K1

• Butoane de comanda verzi si rosii S1, S2, S5, S7, S8

• Chei de comanda 0-I (S3), I-0-II (S4), I-II (S6)

• Buton ciuperca cu rearmare prin rasucire S0

Figura 6: Panoul pentru comanda motorului

Fiecare borna a acestor componente electrice este conectata la cate o mufa secur-izata prin intermediul careia se pot face legaturi intre aparate conform schemelorelectrice, utilizand cabluri electrice.

10

Page 12: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

In cele ce urmeaza se va prezenta in parte fiecare componenta a panoului.

1. Contactoarele tripolare de forta KM1, KM2, KM3, KM4

Contactoarele sunt aparate care efectueaza inchiderea, deschiderea sau co-mutarea, in stalatiile electrice a unor circuite, ca urmare a unei comenzi datede un releu, de un traductor sau de un operator uman prin intermediul unorbutoane de comanda.

Contactor Simbol electric

Inchiderea, deschiderea sau comutarea circuitelor se realizeaza cu ajutorulunui electromagnet de c.c sau c.a. si a unor contacte denumite principale(de mare intensitate de curent). Contactorului i se mai pot atasa un setde contacte auxiliare (prin ele circula curenti de mica intensitate) ce suntutilizate la alte comenzi cum ar fi : semnalizare, autoblocare.

Schema constructiva de principiu a unui contactor este redata in figurade mai jos si se refera la tipul de miscare de translatie a contactelor principale(exista si contactoare cu miscare de rotatie a contactelor).

Figura 7: Contactor - schema constructiva de principiu

11

Page 13: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Schema electrica de principiu a unui contactor trifazat, cu doua contacteauxiliare normal deschise (2-4, 6-8) si doua contacte auxiliare normal inchise(3-5, 7-9) este reprezenta in figura de mai jos. Bobina E a electromagnetuluiare bornele 0 si 1. La bornele R,S,T se leaga reteaua electrica, iar la borneleA,B,C se leaga motorul electric.

Figura 8: Contactor - schema electrica de principiu

Contactoarele poseda o rezistenta mecanica deosebita putand fi astfelmanevrate pana la cateva milioane de ori. Acestea se fabrica pentru curentiintre 6-3000A, cu tensiuni pana la cativa kilovolti.

2. Releul de timp cu temporizare la anclansare K1

Figura 9: Releul de timp cu temporizare la anclansare K1

Datasheet:

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/05f5/

0900766b805f56cc.pdf

Aceste relee determina un semnal in circuitul de iesire (inchide sau deschidecontactele NI sau ND aferente releului) dupa un anumit interval de timpdin momentul aplicarii sau intreruperii tensiunii din circuitul lor de intrare(bobina electromagnetului aferent releului).

12

Page 14: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Sunt folosite in schemele electrice de protectie, actionare si automatizarialaturi de aparatele electrice de comutatie si protectie.

Figura 10: Modul de reprezentare al releelor de timp in schemele electrice.

Exista relee de timp cu temporizare la actionare, care determina un semnalin circuitul de iesire dupa un anumit interval de timp (reglabil) din momentulaplicarii semnalului de intrare si relee de timp cu temporizare la revenire,care determina un semnal in circuitul de iesire dupa un anumit interval detimp din momentul intreruperii semnalului de intrare.

AstfelK1T este un releu de timp cu temporizare la actionare avand un contactnormal deschis (12-14) ce se inchide dupa un anumit timp din momentulaplicarii semnalului de intrare la bornele (0-1); K2T este un releu de timpcu temporizare la actionare avand un contact normal inchis (11-13) care sedeschide dupa un anumit timp din momentul aplicarii semnalului de intrarela bornele (0-1); K3T este un releu de timp cu temporizare la revenire avandun contact normal deschis (12-14) care se deschide dupa un anumit timpdin momentul disparitiei semnalului de intrare (0-1) iar K4T este un releude timp cu temporizare la revenire avand un contact normal inchis (11-13)care se inchide dupa un anumit interval de timp din momentul disparitieisemnalului de intrare.

3. Butoanele de comanda S1, S2, S5, S7 si S8. Cheile de comandaS3, S4 si S6. Butonul ciuperca S0.

Butoanele de comanda sunt aparate neautomate cu o singura pozitie derepaus, care se utilizeaza in circuitele de comanda ale actionarilor electrice.Ele sunt prevazute cu unul sau mai multe grupuri de contacte normal inchise(NI - de oprire) si normal deschise (ND - de pornire). Butoanele de comandase folosesc in instalatiile de comanda si automatizare fiind destinate comenziide la distanta in special a contactoarelor si releelor intermediare.

13

Page 15: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Butoanele care au atat contacte NI cat si ND, pot fi astfel folosite ca butoanede pornire sau/si ca butoane de oprire. Butoanele de comanda pot fi curevenire sau cu retinere. Butoanele cu retinere raman in pozitia comandatasi dupa incetarea comenzii.

Exista o varietate foarte mare de butoane. Dintre acestea cele mai utilizatesunt:

• buton de comanda cu retinere

• buton de comanda fara retinere

• buton ciuperca cu retinere

• buton cu lampa etc.

Butoanele pot avea una din urmatoarele culori: rosu, galben, verde, negru sialb (sau albastru deschis). Acelasi standard prevede si functiile corespunza-toare fiecarei culori (de exemplu: rosu-oprire sau oprire rapida, verde-pornireetc.).

Buton de comanda fara retinere Buton ciuperca cu retinere

Buton tip cheie 0-1 Buton tip cheie 1-0-2

sau

Simbol electric contact Simbol electric contactnormal deschis (ND) normal inchis (NI)

Starea normala a unui contact este starea in care se afla acel contact inabsenta fortei de actionare.

14

Page 16: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

1.4 Notiuni fundamentale despre schemele electrice

Definitie

Schema electrica este un desen pe care sunt reprezentate in mod conven-tional aparatele electrice si legaturile electrice dintre aceste aparate, astfelca, pe de-o parte sa se poata citi modul de functionare, iar pe de alta partesa se poata realiza echiparea electrica.

Clasificare

Exista doua mari tipuri de scheme electrice folosite in practica: schemeleelectrice desfasurate si schemele electrice monofilare.

Schema electrica desfasurata

Acest tip de schema reprezinta aparatele descompuse in elementele lor con-structive, amplasate pe circuite functionale, in ordinea succesiunii.

Acest mod de reprezentare desfasurata are avantajul intocmirii si citiriiusoare; pentru aceasta, este insa necesar ca elementele apartinand aceluiasiaparat sa poarte aceeasi notare, iar ordinea succesiunii circuitelor sa fie fa-cuta intr-o inlantuire logica.

Schemele din cerintele de laborator sunt scheme desfasurate.

Schema electrica monofilara (simplificata)

Acest tip de scheme cuprinde elementele circuitelor primare (de forta) culegaturile dintre ele, in reprezentare monofilara; aparatele circuitelor secun-dare (de comanda si semnalizare) se trec prin simbolurile generale, fara a searata legaturile intre ele.

Astfel de scheme se utilizeaza pe scara larga pentru simplificarea reprezentariialcatuirii unui tablou de distributie. Pentru tablourile simple, acest mod dereprezentare este suficient. In celelalte cazuri, se folosesc scheme desfasuratepentru fiecare tip de unitate functionala a tabloului electric si apoi schemamonofilara pentru ansamblul tabloului.

In figura urmatoare, se reda schema monofilara a unui tablou simplu dedistributie, suficienta pentru citirea si echiparea electrica (cablarea).

15

Page 17: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Figura 11: Schema electrica monofilara(simplificata).

Important !Schemele electrice se citesc de sus in jos de, de la stanga ladreapta.

16

Page 18: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

2 Sarcini de lucru.

2.1 Pornirea directa a motorul asincron trifazat. Schemade forta si schema de comanda.

Modul de functionare al schemei.

Se urmareste schema electrica desfasurata de pe paginile 18, 19 si 20.

Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se real-izeaza legaturile marcate in schema.

Se conecteaza cablul de alimentare (cu 5 fire si borne de securitate) la panoul dealimentare, la bornele (L1,L2,L3,N,PE) Main si se introduce stecherul trifazat dela celalalt capat al cablului in priza de alimentare trifazata din laborator.

Nota: Priza trifazata din dotarea laboratorului trebuie sa fie tip CEE de 400V,16A, cu 5 borne (3 faze+N+PE).

Pentru cuplarea tensiunii, se inchid (cupleaza): siguranta automata tripolara F0,intreruptorul cu functie de oprire generala de urgenta Q0, siguranta diferentialaF1 si intreruptorul automat de motor QM1.

Motorul asincron cu conexiune triunghi, este pornit/oprit cu ajutorul butoanelorde comanda S1/S2. Prin apasarea lui S1, bobina contactorului KM1 este energizatasi contactele de forta ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se inchid.

Motorul M1 este alimentat la bornele statorului U1,V1, W1 si porneste. Auto-mentinerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM143-44.

Pentru realizarea opririi motorului, se apasa butonul de comanda S2, ceea ce ducela dezenergizarea bobinei lui KM1 si implicit la deschiderea contactelor de fortasi a contactului auxiliar 43-44 ale acestuia. Motorul nu mai este alimenat si seopreste.

Oprirea de urgenta (de avarie) se poate face prin apasarea butonului-ciupercaS0.

Realizati pornirea directa, schema de comanda cubutoane pentru motorul trifazat de pe stand.

17

Page 19: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

��������������

�����������������������������

��

��

������

������������������������

��

��

��

���

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

Page 20: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'���!����(����#�(!�������'���%����#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

����������!����'��

��

- + .

-� +� .�

��

!��"�#������#��&�!�!���)��%�!����������

�/

��

� �

0101 01

��

��

2 �'�'��

��

�3

Page 21: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'��%!���'��(����#�(!�������'���%����#�#���!�!���)��%�!������������*���+,

��������� �'�'��

40

�$�

�$�

�$

��

��

3 2 �'�'��

��3

� 2�!����'��� � 2�!����'��� � 2�!����'���� �� 2 �'�'��

��

���

2�!����'��

!��"�#������������

Page 22: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Intrebari:

1) Ce observati din punct de vedere mecanic la pornirea directa a motorului?

2) Argumentati de ce se folosesc butoane de comanda de pornire/oprire fararetinere si butonul ciuperca cu retinere;

3) Care este rolul butonului ciuperca?

4) Care este rolul manerului rosu-galben al intreruptorului tripolar general Q0 ?

5) Care este rolul contactului auxiliar QM1 33-34, inseriat in schema de comandaa motorului?

21

Page 23: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

2.2 Inversarea sensului de rotatie a unui motor asincrontrifazat. Schema de forta si schema de comanda.

Modul de functionare al schemei.

Se urmareste schema electrica desfasurata de pe pagnile 23,24,25.

Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se real-izeaza legaturile marcate in schema.

Se conecteaza cablul de alimentare (cu 5 fire si borne de securitate) la panoul dealimentare, la bornele (L1,L2,L3,N,PE) Main si se introduce stecherul trifazat dela celalalt capat al cablului in priza de alimentare trifazata din laborator.

Nota: Priza trifazata din dotarea laboratorului trebuie si fie tip CEE de 400V,16A, cu 5 borne (3 faze+N+PE).

Pentru cuplarea tensiunii, se inchid (cupleaza): siguranta automata tripolara F0,intreruptorul cu functie de oprire generala de urgenta Q0, siguranta diferentialaF1 si intreruptorul automat de motor QM1.

Motorul asincron cu conexiune triunghi, este pornit/oprit cu ajutorul butoanelorde comanda S1/S2/S5. Prin apasarea lui S1, bobina contactorului KM1 este en-ergizata si contactele de forta ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se inchid. MotorulM1 este alimentat la bornele statorului U1,V1 si W1 si porneste intr-un sens derotatie.

Automentinerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM143-44.

Pentru inversarea sensului, se procedeaza astfel:

• se opreste motorul: se apasa butonul de comanda S2, ceea ce duce la dezen-ergizarea bobinei lui KM1 si implicit la deschiderea contactelor de forta aleacestuia. Motorul nu mai este alimentat si se opreste;

• se apasa butonul de comanda S5, bobina lui KM2 se energizeaza si motorulporneste in celalalt sens.

Automentinerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM243-44. Interblocarea comenzilor de rotatie in cele doua sensuri se face cu ajutorulcontactelor auxiliare normal inchise 21-22 ale lui KM1, respectiv KM2.

Oprirea de urgenta se poate face prin apasarea butonului-ciuperca S0.

Realizati inversarea sensului de rotatie schemacu butoane, pentru motorul de pe stand;

22

Page 24: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

���������������

�����������������������������

��

��

������

�������������������������

��

��

��

���

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

Page 25: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'���!����(����#���5��)�����)��)#�#��'���!�������#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

����������!������5

��

- + .

-� +� .�

��

!��"�#������#��&�

!�!���)��%�!����������

�/

��

� �

0101 01

��

��

2 �'���5

��

�3

�3�

Page 26: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'��%!���'��(����#���5��)�����)��)#�#��'���!�������#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

��������� �'���5

40

�$�

�$�

�$

��

���

2�!������5

!��"�#������������

�$�

��3

� ��

� 2�!������5� � 2�!������5� � 2�!������5�� �� 2 �'���5

��� ��� ����

� �� 2 �'���5

!���%�!��)%!���

��

��3 2 �'���5

��

��3�2 �'���5

��3�

� ��

� 2�!������5� � 2�!������5� � 2�!������5�� �� 2 �'���5

��� ��� ����

� �� 2 �'���5

!���%�!��)%!���

��3�

2 �'���5

��

3 2 �'���5

Page 27: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Intrebari:

1) Explicati necesitatea si cum se realizeaza interblocajul electric al celor douacontactoare de forta utilizate la inversarea sensului de rotatie al unui motor.

26

Page 28: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

2.3 Actionarea Stea-Triunghi(Y-Δ) a unui motor asincrontrifazat. Schema de forta si schema de comanda man-uala.

Notiuni generale despre actionarea stea-triunghi.

Actionarea stea-triunghi este folosita atunci cand reteaua de alimentare nu permiteo actionare directa a motorului, datorita curentului prea mare pe care acesta l-arabsorbi pe perioada pornirii. Metoda are la baza micsorarea curentului absorbit demotor, prin reducerea tensiunii aplicate pe fazele acestuia. Pentru a putea aplicaaceasta metoda, trebuie s? fie indeplinite cateva conditii:

• motorul porneste in gol sau cu sarcina redusa

• motorul are accesibile cele 6 capete ale infasurarii statorice la cutia de borne;

• motorul poate functiona in triunghi la tensiunea retelei trifazate la care estelegat (deci, pe placuta motorului trebuie sa fie scris: 400VΔ sau 400V/690VΔ/Y

• cuplul de pornire al motorului in conexiunea Y sa fie mai mare decat cuplulrezistent aplicat la arbore (cuplul sarcinii). Aceasta conditie apare deoarece,prin aceasta metoda, curentul absorbit scade de 3 ori, dar si cuplul motoruluiscade de 3 ori;

Daca in cazul unei actionari directe, curentul de pornire absorbit de motor de laretea este de 6-8 x In, la Y-Δ Ip va fi de 2,2-2,7 x In. Uzual, se considera valoarea2,5 x In.

Actionarea stea-triunghi (Y-Δ), schema de comanda manuala.

Modul de functionare al schemei.

Se urmaresc schemele electrica de pe Paginile 29, 30, 31

Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe, se realizeaza legaturilemarcate in schema (cu culoare albastra).

Se conecteaza cablul de alimentare (cu 5 fire) la panoul de alimentare, la bornele(L1,L2,L3,N,PE) Main si se introduce stecherul trifazat de la celalalt capat alcablului in priza de alimentare trifazata din laborator.

Nota: Priza trifazata din dotarea laboratorului trebuie sa fie tip CEE de 400V,16A, cu 5 borne (3 faze+N+PE).

Pentru cuplarea tensiunii, se inchid (cupleaza): siguranta automata tripolara F0,

27

Page 29: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

intreruptorul cu functie de oprire generala de urgenta Q0, siguranta diferentialaF1 si intreruptorul automat de motor QM1.

Pentru actionarea motorului, se apasa butonul S1, contactorul KM3 (contactorulde stea) se energizeaza, contactele sale de forta se inchid si pun bornele motoruluiU2,V2 si W2 in stea; totodata, contactul auxiliar 53-54 al lui KM3, inchizandu-se,va permite alimentarea bobinei lui KM1 (contactorul de linie) care-si inchide siel contactele de forta si alimenteaza bornele U1,V1,W1 ale motorului. Motorulporneste in conexiunea stea.

Contactele auxiliare KM3 43-44 si KM1 43-44 realizeaza automentinerea comenziide pornire. Dupa cateva secunde, cand turatia motorului devine constanta (mo-torul ajunge la turatia nominala), se poate da comanda de trecere a motorului peconexiunea triunghi, prin apasarea butonului S5 care-si va inchide contactul 3-4,pregatind alimentarea bobinei lui KM2 si-l dezenergizeaza pe KM3 prin contac-tul 1-2. KM3 isi deschide contactele de forta si desface steaua si, prin revenireacontactului 21-22 in pozitia inchis, permite energizarea lui KM2 (contactorul detriunghi). In acest moment, conexiunea motorului este triunghi si procesul depornire s-a incheiat. Automentinerea comenzii se face prin KM2 43-43, iar in-terblocajul intre contactoarele de stea si triunghi se face cu ajutorul contactelorlor auxiliare 21-22.

Oprirea motorului se face prin apasarea butonului S2, iar comanda de oprire deurgenta cu ajutorul butonului-ciuperca S0.

Realizati conexiunile din schemele pentru ac-tionarea stea-triunghi (Y-Δ) a motorului asincrontrifazat.

Sarcini de lucru

1) Explicati necesitatea si modul cum se realizeaza interblocajul electric al celordoua contactoare de stea, respectiv triunghi;

2) Explicati de ce este necesara comutatia de pe stea pe triunghi doar dupa cemotorul a ajuns la turatia nominala;

3) Pe placuta unui motor trifazat este scris: 230V/400V Δ/Y . Motorul poate fipornit stea-triunghi? Argumentati.

28

Page 30: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

���������������

�����������������������������

��

��

������

�������������������������

��

��

��

���

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

Page 31: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'���!����(����#��%��!������)���6���#��&���#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

����������!����)�������#��&�

��

- + .

.� -� +�

��

!�!���)��%�!����������

�/

��

�3

�3�

� �

0101 01

��

��

2 �'�)�������#��&�

��

�3�

Page 32: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'��%!���'��(����#��%��!������)���6���#��&���#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

��������� �'�)�������#��&�

40

�$�

�$�

�$

��

���

2�!����)�������#��&�

!��"�#������������

�$�

2 �'�)�������#��&�

��3�*)���,

� 2�!����)�������#��&�� � 2�!����)�������#��&�� � 2�!����)�������#��&�� �� 2 �'�)�������#��&��� �� 2 �'�)�������#��&��� �� 2 �'�)�������#��&�

!���%�!��)%!���

��

��3�2 �'�)�������#��&�

��

��3�2 �'�)�������#��&�

��3�

*���#��&�,

� 2�!����)�������#��&�� � 2�!����)�������#��&�� � 2�!����)�������#��&�� �� 2 �'�)�������#��&��� �� 2 �'�)�������#��&�

!���%�!��)%!���

��3�

2 �'�)�������#��&�

��

3�2 �'�)�������#��&�

��

��3�2 �'�)�������#��&�

��

��

3 2 �'�)�������#��&�

��3

* 7�7�,

� 2�!����)�������#��&�� � 2�!����)�������#��&�� � 2�!����)�������#��&��� �� 2 �'�)�������#��&��� �� 2 �'�)�������#��&�

!���%�!��)%!���

��

��3

2 �'�)�������#��&�

�$�

2 �'�)�������#��&�

Page 33: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

2.4 Actionarea Stea-Triunghi(Y-Δ) a unui motor asincrontrifazat. Schema de forta si schema de comandaautomata.

Modul de functionare al schemei:

Se urmaresc schemele electrice de pe Paginile 34,35,36.

Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe, se realizeaza legaturilemarcate in cele 3 scheme.

Se conecteaza cablul de alimentare (cu 5 fire) la panoul de alimentare, la bornele(L1,L2,L3,N,PE) Main si se introduce stecherul trifazat de la celalalt capat alcablului in priza de alimentare trifazata din laborator.

Nota: Priza trifazata din dotarea laboratorului trebuie sa fie tip CEE de 400V,16A, cu 5 borne (3 faze+N+PE).

Pentru cuplarea tensiunii, se inchid (cupleaza): siguranta automata tripolara F0,intreruptorul cu functie de oprire generala de urgenta Q0, siguran?a diferential?F1 si intreruptorul automat de motor QM1.

Pentru pornirea motorului, se apasa butonul S1, contactorul KM3 (contactorul destea) se energizeaza, contactele sale de forta se inchid si pun bornele motoruluiU2,V2 si W2 in stea; totodata, este energizat si releul de timp cu temporizarela anclansare K1; contactul auxiliar 43-44 al lui KM3, inchizandu-se, va permitealimentarea bobinei lui KM1 (contactorul de linie) care-si inchide si el contactelede forta si alimenteaza bornele U1,V1,W1 ale motorului. Motorul porneste inconexiunea stea. Contactele auxiliare KM1 43-44 si KM1 43-44 realizeaza auto-mentinerea comenzii de pornire.

Dupa un timp presetat (de ordinul secundelor), contactul 15-16-18 al lui K1 isischimba starea. Prin deschiderea lui K1 15-16, KM3 se dezenergizeaza, steaua sedeschide si se inchide K1 15-18, alimentandu-l pe KM2 (contactorul de triunghi).In acest moment, conexiunea motorului este triunghi si procesul de pornire s-aincheiat. Interblocajul intre contactoarele de stea si triunghi se face cu ajutorulcontactelor lor auxiliare 21-22.

Oprirea motorului se face prin apasarea butonului S2, iar comanda de oprire deurgenta cu ajutorul butonului-ciuperca S0.

Realizati pornirea stea-triunghi schema de co-manda automata, pentru motorul asincron tri-fazat;

32

Page 34: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Sarcini de lucru:

• Explicati necesitatea si modul cum se realizeaza interblocajul electric al celordoua contactoare de stea, respectiv triunghi;

• Explicati cum se realizeaza comutatia automata de pe stea pe triunghi simodul de alegere a perioadei de timp la care este setat releul;

• Care este avantajul folosirii schemei de comanda automata fata de cea man-uala?

• Pe placuta unui motor trifazat este scris: 230VΔ. Motorul poate fi pornitstea-triunghi? Argumentati.

33

Page 35: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

���������������

�����������������������������

��

��

������

�������������������������

��

��

��

���

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

!��"�#������������

Page 36: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'���!����(����#��%��!������)���6���#��&���#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

����������!����)�������#��&���#�

��

- + .

.� -� +�

��

!�!���)��%�!����������

�/

��

�3

�3�

� �

0101 01

��

��

2 �'�)�������#��&���#�

�3�

Page 37: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

$%&����'��%!���'���#�!�����(����#��%��!������)���6���#��&���#�#���!�!���)��%�!�����������*���+,

��������� �'�)�������#��&���#�

40

�$�

�$�

�$

��

���

2�!����)�������#��&���#�

!��"�#������������

��3�*)���,

� 2�!����)�������#��&���#�� � 2�!����)�������#��&���#�� � 2�!����)�������#��&���#�� �� 2 �'�)�������#��&���#��� �� 2 �'�)�������#��&���#�

!���%�!��)%!���

��

��3 2 �'�)�������#��&���#�

��3

* 7�7�,

� 2�!����)�������#��&���#�� � 2�!����)�������#��&���#�� � 2�!����)�������#��&���#��� �� 2 �'�)�������#��&���#��� �� 2 �'�)�������#��&���#�

!���%�!��)%!���

��3�

2 �'�)�������#��&���#�

��

3�2 �'�)�������#��&���#�

��

��3�2 �'�)�������#��&���#�

��

��

3 2 �'�)�������#��&���#�

��3�

*���#��&�,

� 2�!����)�������#��&���#�� � 2�!����)�������#��&���#�� � 2�!����)�������#��&���#�� �� 2 �'�)�������#��&���#�

!���%�!��)%!���

��

3 � � 8 2 �'�)�������#��&���#�

83

2 �'�)�������#��&���#�

Page 38: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

��������������� �������� ������� ���������������� ��� ��������������������������������

� Natura curentului:

Simbolul Semnificaţia

Curent continuu

Curent alternativ, 50Hz

Curent alternativ trifazat cu Neutru (Nul), 50Hz, 400V (230V între fază şi N)

Conductoare, conexiuni:

Simbolul Semnificaţia

Conductor, circuit electric

Conductori, reprezentare monofilară

Conductori, reprezentare multifilară (reprezentare desfaşurată)

(circuit de curent alternativ trifazat, 50Hz, 3 conductoare de 120mm2 şi unul de 50mm2)

Dispozitive de protecţie:

Simbolul Semnificaţia

Siguranţă fuzibilă

Separator tripolar cu siguranţe fuzibile

Siguranţă automată tripolară (miniîntreruptor automat tripolar)

Siguranţă automată tripolară (simbol simplificat)

Siguranţă automată bipolară diferenţială

Page 39: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Întreruptor automat tripolar cu mecanism de comutare, cu trei declanşatoare(relee) termice si trei declanşatoare(relee) electromagnetice de protecţie

Intreruptor pentru protecţia motoarelor

Releu termic

Descărcător

Bobine:

Simbolul Semnificaţia

Bobină cu o înfăşurare

Bobină cu 2 înfăşurări

Bobină cu temporizare la acţionare(anclanşare)

Bobină cu temporizare la revenire(declanşare)

Contacte:

Simbolul Semnificaţia

Contact normal deschis

Contact normal închis

Contact comutabil (contact comutator)

Contact normal deschis cu temporizare la acţionare

Contact normal închis cu temporizare la revenire

Page 40: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Contacte principale(de forţă) ale unui contactor tripolar

Contact normal deschis cu zăvorâre

Contact normal închis cu zăvorâre

Aparate auxiliare de comandă şi semnalizare:

Simbolul Semnificaţia

Buton de comandă fără reţinere(cu revenire), cu contact normal deschis

Buton de comandă fără reţinere(cu revenire), cu contact normal închis

Buton de comandă fără reţinere(cu revenire), cu 1 contact normal deschis şi 1 contact normal închis

Buton de comandă cu reţinere, cu contact normal deschis

Buton-ciupercă(cu reţinere), cu contact normal închis

Întrerupător cu plutitor, cu contact normal deschis

Întrerupător cu plutitor, cu contact normal închis

Limitator de cursă, contact normal deschis

Limitator de cursă, contact normal închis

Comutator de comandă (cheie de comandă; switch) cu 3 poziţii şi 2 contacte

Page 41: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Indicator luminos (lampă de semnalizare cu bec sau LED)(ex.: montaj pe uşa tablourilor electrice)

Indicator acustic: sonerie, buzzer

Indicator acustic: hupă, claxon

Maşini electrice rotative:

Simbolul Semnificaţia

Generator, simbol general

Motor, simbol general

Motor de curent continuu, simbol general

Motor de curent alternativ, simbol general

Motor asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit (rotor în colivie de veveriţǎ)

Motor asincron trifazat cu rotor cu inele (rotor bobinat)

Transformatoare electrice:

Simbolul Semnificaţia

Transformator monofazat

Transformator trifazat, conexiune stea-triunghi

Page 42: Laboratoarele Nr.2 Si Nr.3-ACT

Autotransformator monofazat

Tansformator de măsură de curent (transformator de curent)

Transformator de măsură de tensiune (transformator de tensiune)

Aparate electrice de mǎsurǎ:

Simbolul Semnificaţia

Voltmetru

Ampermetru

Wattmetru

Frecvenţmetru

Tahometru (mǎsurarea turaţiei)

Contor de energie activǎ