licenta inginerie

download licenta inginerie

of 38

description

Motor pas cu pas

Transcript of licenta inginerie

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    1/38

    1.INTRODUCERE

    n diverse procese industriale se urmrete ca viteza de rotaie fix sau reglabil a unuimecanism sau a unor grupuri de mecanisme s nu depind de diveri factori perturbatori ce potaprea n exploatarea cuplului de sarcin,variaii ale amplitudinii tensiunii de alimentare. n alte

    cazuri,poziia unui servomecanism trebuie precis controlat i indiferent de mrimileperturbatoare,s fie cea dorit de operator. n toate aceste aplicaii,aceste cerine pot fi realizate utilizndu-se traductoare i bucle dereacie externe mai mult sau mai puin complexe,care s asigure ca orice eroare care apare nsistem s fie imediat corectat. O soluie mult mai simpl o reprezint folosirea unor bucle de reacie interne, parte dinnsi principiul de funcionare a motorului de antrenare, care s asigure c fr corecii externeviteza sau poziia rotorului su s fie cea dorit. n motor cu astfel de proprieti este tocmaimotorul sincron! viteza sa este funcie rigid de frecvena de alimentare, iar poziia rotorului deung"iul electric descris de tensiunea la borne.

    1.1.Clasificarea mainilor electrice

    maini decurent continuu#cu excitaie serie

    cu excitaie independent cu excitaie derivaie cu excitaie mixt! maini decurent alternativ

    asincrone $trifazate, monofazate%# cu rotorul n scurtcircuit, cu rotorul bobinatsincrone.

    Fig.1.Clasificarea mainilor electrice

    1

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    2/38

    1.2. Constructia mainilor electrice

    O main electric este alctuit din trei sisteme de baz# &.'istemul electric $nfurri, conexiuni exterioare, plac de borne, contacte alunectoare ,colector , etc.%

    (.'istemul magnetic $miezurile feromagnetice%. ).'istemul mecanic i de rcire.

    1.2.1.istemul magnetic

    *onst n ansambluri de miezuri feromagnetice utilizate la fiecare main. +iezurileferomagnetice au mai multe roluri#

    - s asigure o inducie magnetic de valoare ct mai mare!- s constituie suportul nfurrii sau a magneilor permaneni!- s transmit la axul mainii cuplul dezvoltat!- s participe la crearea cuplului electromagnetic.*mpul magnetic n armturile unei maini

    poate fi constant sau variabil n timp. n cazul cmpului constant miezul feromagnetic estemasiv sau constituit din tole de grosime destulde mare $peste un mm%, n cazul n care nu sepoate construi masiv din diferite motive, cum ar fi#greutate prea mare, dimensiuni prea mari,asamblare dificil , etc.

    n cazul cmpului magnetic variabil n timp miezul feromagnetic se realizeaz din tole subiriizolate ntre ele pentru a reduce ct mai mult pierderile prin curenii turbionari generai detensiunile electromotoare induse n miez. ot pentru reducerea pierderilor n miez materialeleutilizate trebuie s aib rezistivitate mare $adaosul de siliciu crete rezistivitatea% i ciclu de"isterezis ct mai ngust. ste de dorit ca inducia de saturaie s fie ct mai mare i s

    depeasc (,) la materialele foarte bune. a materialele compozite obinute prin sinterizareinducia de saturaie este mult mai mic , n /ur de&,01&,2 , dar pierderile specifice sunt

    i ele reduse.'tructura miezurilor spre ntrefier este de trei feluri# cu poli apareni, cu crestturi i

    neted fr crestturi. 3istana dintre doi poli consecutivi de polaritate opus se numete paspolar 4, msurat n unitti de lungime.n cazul miezurilor cu crestturi forma crestturilordepinde de faptul c n ele se plaseaz nfurarea sau nu. n primul caz se folosesc crestturiovale i trapezoidale cu colurile rotun/ite, n special la maini de mic putere. 3ac nu sedispune nfurare n crestturi, atunci crestturile $dinii% au forma dreptung"iular . n cazulmiezurilor netede nfurarea, dac exist ,se lipete de miez..

    1.2.2.istemul electric

    5re urmtoarele caracteristici# produce cmp magnetic necesar transformrii energiei! permite nc"iderea curenilor n circuitele interne ale mainii! este sediul tensiunilor electromotoare induse! realizeaz conversia frecvenei tensiunii sau curentului din circuitele interne ale mainii

    corespunztor necesitilor proprii.2

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    3/38

    'istemul electric al mainilor electrice poate fi compus din urmtoarele elemente# nfurri! conexiuni i plci de borne! contacte alunectoare inel-perie! comutator mecanic realizat din colector i perii! convertor electronic cu sau fr detectarea poziiei rotorului.

    O nf urare se obine prin conectarea ntre ele a mai multor bobine, formate din spire ipoate fi de mai multe tipuri#

    concentrat!, caracterizat prin aceea c toate bobinele din componena ei au aceeai ax, axa polar,i sunt strbtute de acelai flux. 'e realizeaz pe poli apareni. nfurareaconcentrat este desc"is i se utilizeaz ca nfurare de excitaie alimentat n curent continuusau n curent alternativ. *ea n curent continuu poate fi nlocuit cu magnei permaneni. re"arti#at!,caracterizat prin aceea c laturile bobinelor constituente se gsesc n condiiimagnetice diferite. 'e obine prin conectarea ntre ele a unor bobine dispuse n crestturi sau pesuprafaa armturii. re"arti#at! $nc%is! la colector,sunt specifice rotoarelor mainilor de curent continuu sau amainilor de curent alternativ cu colector. 6zolaia conductoarelor ntre ele i a bobinelor fa de miez se realizeaz cu materialeizolante uzuale grupate n clase de izolatie dup temperaturile limit admisibile. 'e utilizeazastzi izolani cel puin din clasa , temperatura limit admisibil fiind 7&(89 . n materializolant, dac nu se depete temperatura limit admisibil i pstreaz proprietile un intervalde timp de circa (0-)0 de ani, aceasta fiind i durata de funcionare estimat pentru mainaelectric. +aterialele izolante mai bune, cu temperatura admisibil mai ridicat , permit puteremai mare pe unitatea de volum, dar i un pre de cost mai ridicat.

    1.2.&.istemul mecanic i de r!cire

    5re rolul# de a sigura funcionarea corect a mainii! de a evacua cldura dega/at n main! protecia mainii i a personalului care o deservete.

    'tructura mecanic a unei maini electrice rotative const n principal din trei prti# carcasa, cu sau fr aripioare de rcire! arborele rotoric, cu sau fr butuc! scuturile frontale cu lagrele pentru ax.

    *arcasele sunt construite din font , aluminiu sau oel, depinznd de tipul i putereamainii. a unele tipuri de maini prin carcasa statoric se nc"ide fluxul ca i prin /ug. n

    carcas este fixat miezul statoric, care poate fi cu poli apareni sau cu tole. +iezul rotoric estedispus pe ax , ntregul ansamblu fiind susinut de lagre cu rulmeni plasate n scuturile frontale. 5xul este construit din oel, dimensiunile sale depinznd de tipul i puterea mainii.'cuturile se pot realiza din font, oel sau aluminiu, iar la puteri mici din materiale plastice.ntreg ansamblul mecanic trebuie s asigure funcionarea mainii la viteza i sarcina maxim frmodificarea dimensiunilor ntrefierului sau alte defeciuni.5naliza nclzirii i rcirii mainii esteextrem de important n proiectarea i funcionarea mainilor.

    &

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    4/38

    3istribuia temperaturilor trebuie calculat n toat structura mainii pentru a fi siguri ctemperaturile care se ating n izolaia nfurrilor i n magneii permaneni nu depesc limiteleadmisibile. xist diverse metode de calcul a distribuiei temperaturii n main , cea mai puinprecis fiind aceea n care ntreg corpul mainii se consider omogen i care se utilizeaz ntr-oprim evaluare a nclzirii i rcirii mainii. O metod mai precis de evaluare a distribuiei

    temperaturilor n structura mainii se bazeaz pe definirea unor pri din main care se comportomogen la procesul de nclzire, rcire. 'e poate defini astfel un circuit termicec"ivalent.ransferul de cldur de la o main la alta i transferul spre agentul de rcire se faceprin conducie i convecie, radiaia fiind nesemnificativ .

    :ierderile care au loc n mainile electrice se pot mpri n patru categorii i anume# :ierderi n nfurri dependente de sarcin! :ierderi n miez, incluznd pierderile n magneii permaneni! :ierderi prin frecri i ventilaie care depind de viteza de rotaie i de construcia mainii! :ierderile suplimentare, n care intr pierderile datorate armonicilor de cmp i a reful riicurentului. *ele mai importante categorii de pierderi sunt cele din nfurri i ele depind de sarcin , de

    temperatur i de rezistena nfurrii. ;educerea pierderilor n nfurri se poate face prinreducerea rezistenei nfurrilor, adic creterea seciunii conductoarelor sau mbuntirearcirii.

    :ierderile n miezul feromagnetic al mainilor electrice sunt pierderi prin "isterezis i princureni turbionari i variaz cu valoarea induciei n miez i cu frecvena cmpuluiinductor.:ierderile n fier depind de compoziia c"imic i de tratamentul termic aplicat tolelor.:entru reducerea pierderilor datorate curenilor turbionari ,tolele trebuie s fie ct mai subiri imaterialul s aib o rezistivitate ct mai mare. n locul tolelor se folosesc materiale sinterizatedeoarece prin folosirea lor se diminueaz pierderile specifice pn la

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    5/38

    *urenii electrici alternativi din nfurri, n regim staionar, au aceeai frecven ca i tensiunileinduse. a mainile polifazate simetrice, curenii alternativi produc un cmp circular $cmpulmagnetic al indusului%, care se rotete fa de nfurrile respective cu turatia n&> f ?p.n mainare loc o interaciune continu , utilizabil din punct de vedere practic, atunci cnd cele doucmpuri magnetice se gsesc n repaus relativ, situaie specific regimului staionar. a o

    frecvenf, turaia rotorului este egal cu turaia n&a cmpului magnetic nvrtitor. 'e spune crotorul se rotete n sincronism, de unde denumirea de main sincron. nfurarea prin caretrece curentul continuu, nfurarea inductoare, se numete i nfurare de excitaie, iar curentul,curent de excitaie. 5ceasta poate fi plasat n rotor, maini sincrone cu poli interiori $ma/oritateamainilor sincrone%, sau pe stator, maini cu poli exteriori$la puteri mici, pn la (8 @A5%.

    +ainile sincrone pot funciona n dou regimuri de baz , ca generatoare i ca motoare.nregimul de generator, maina transform energia mecanic , primit pe la arbore de la o mainprimar $motor termic, turbin etc %, n energie electric, debitat ntr-o reea de currentalternativ. n regimul de motor, maina transform energia electric , primit de la o reea decurent alternativ, n energie mecanic , cedat pe la arbore unei instalaii mecanice.n alt regimposibil de funcionare a mainii sincrone este acela de compensator al factorului de putere.

    ;egimul de compensator nu este ns un regim de baz distinct, ci un regim de motorfunctionnd n gol. n aceast situaie maina primete de la reea putere activ , pentruacoperirea pierderilor i debiteaz putere reactiv .+aina sincron este utilizat preponderent nregim de generator trifazat, ntlnit n prezent, n exclusivitate, n toate centralele electrice demare putere.+otoarele sincrone se utilizeaz n instalaiile n care sunt necesare meninereaturaiei riguros constant i un factor de putere bun la turaii mici. *ompensatoarele sincrone sefolosesc pentru compensarea puterii reactive n sistemele electromagnetice. ;egimul defuncionare a unei maini sincrone se caracterizeaz prin mrimile nominale nscrise pe plcuaei indicatoare# -regimul de funcionare $generator, motor, compensator%! - puterea# la generatoare B puterea aparent la borne, n @A5 sau +A5, sau puterea activ la

    borne, n @C sau +C! la motoare B puterea mecanic la arbore, n @C!la compensatoare Bputerea reactiv la borne, n @Aar sau +Aar, n regim supraexcitat! - curentul de linie - n 5 sau @5! - tensiunea de linie - n A sau @A! -factorul de putere - numrul de faze -conexiunea nfurrilor indusului -frecvena - n Dz -tensiunea de excitaie la funcionarea n gol i n regimul nominal -curentul de excitaie nominal i curentul de excitaie maxim admisibil, - n 5 sau @5. 3e remarcat c , spre deosebire de transformator, la maina sincron sarcina admisibil nueste caracterizat numai prin puterea aparent ci i prin factorul de putere, deoarece acestadetermin valoarea puterii de excitaie. 3upa principiul de conversie al energiei,motoarele sincrone se mpart n E clase# motoare sincrone cu magnei permaneni! motoare sincrone pas cu pas motoare sincrone cu reluctanta variabila! motoare sincrone cu "isterezis

    )

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    6/38

    +ainile electrice speciale constituie componente de o deosebit importan pentrusistemele automate ndeplinind funcii diverse# elemente de execuie, traductoare, amplificatoare,etc. O dat cu dezvoltarea produciei de instalaii automate complexe, care implic producereacomponentelor discrete de putere la frecvene ridicate, a circuitelor larg integrate, a

    microprocesoarelor, a minicalculatoarelor de proces, a interfeelor si traductoarelor, s-a trecut larealizarea unor serii de maini electrice speciale avnd posibiliti de adaptare eficient nasemenea scopuri. 6n ultimii ani s-a acordat o deosebit atenie proiectrii i realizrii n aranoastr a diverselor tipuri de maini electrice speciale, dintre care enumerm# servomotoare decurent continuu cu excitaie electromagnetic i, respectiv, excitate cu magnei permaneni,servomotoare asincrone bifazate, motoare sincrone cu reluctanta variabil, motoare cu "isterezis,motoare pas cu pas, servomotoare sincrone far perii $cu comutaie static%, selsine, inductosine,transformatoare rotative, ta"ogeneratoare de c.c. i de curent alternativ.

    'pre deosebire de mainile electrice clasice, care au la baza funcionrii lor principiilegenerale ale conversiei electromecanice ale energiei $cel mai important fiind cel al induciei

    electromagnetice%, la mainile electrice speciale se mai utilizeaz i alte efecte cum ar fi cel al"isterezisului magnetic, al induciei unipolare, al anizotropiei de forma.

    *ombinarea diverselor principii conduce la obinerea unor maini speciale care, dei, ngeneral, au o construcie similar cu mainile clasice, pot avea caracteristici de funcionareadecvate scopului urmrit. *a exemple, n acest sens, pot fi date mainile cu comutaie statica,mainile amplificatoare, motoarele cicloidale $cu rotor rulant%, traductoarele de poziie.

    3atorit spaiului limitat al lucrrii de faa, n acest capitol, vor fi prezentate doar o partedin mainile speciale utilizate n practic, insistndu-se pe acelea care au o arie mai mare derspndire.

    rebuie precizat, totodat, c realizarea acestor maini speciale nu ar fi fost posibil frapariia, pe plan mondial, a unor noi te"nologii i a unor noi materiale. ;evoluia produs, ncadrul mainilor electrice speciale, este, n acelai timp, rezultatul att al apariiei de noi magneipermanei $magnei permaneni pe baza de pamnturi - rare% ct i al dezvoltrii impetuoase aelectronicii.

    C*+ 2. '*,IN* INCRON- CU '*NE/I +ER'*NEN/I

    2.1.Construc0ia motoarelor cu magne0i "ermanen0i

    Sunt ntlnite diferite variante constructive. O variant oarecum clasic oconstituie aceea la care statorul rmne n construcie normal , adic miezcu tole cu crestturi i nfurare repartizat.

    6

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    7/38

    n funcie de poziia i te"nologia de montare a magneilor permaneni cu tensiuneelectromotoare sinusoidal, mainile sincrone de tipPMSM BLAC sunt de trei tipuri# F maini sincrone cu magnei permaneni plasai la suprafaa rotorului! F maini sincrone cu magnei permaneni ncastrai $inserai% pe suprafaa rotorului! F maini sincrone cu magnei permaneni plasai n interiorul rotorului.

    +agneii permaneni pot fi considerai o surs de tensiune magnetomotoare, similar uneisurse de curent constant, care au permeabilitatea magnetic puin mai mare dect aerul$Gr>&.801&.8

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    8/38

    ;otorul n construcie normal poate fi, dup modul de poziionare a coliviei fa de

    magneii permaneni, de dou tipuri# cu construcie radial sau cu construcie axial.;otorul cu poli g"iar este format dintr-un magnet cilindric, magnetizat axial i dou aibe

    din material feromagnetic de o parte i de alta a magnetului, aibele prezentnd o serie de

    armturi polare care se ntreptrund alternativ la periferia exterioar a magnetului, formnd unsistem magnetic multipolar. 5ceste piese, fiind masive, /oac i rolul unei colivii de amortizarei pornire.

    n alt criteriu dup care se deosebesc tipurile de rotor l constituie modul de aezare amagnetului permanent n interiorul rotorului $fig. )%.

    Fig. & Rotorul cu "oli g%eara cu magnetul "ermanent interior

    n fig.E este prezentat soluia constructiv care prevede aezarea magnetului permanentdirect pe ax, pe feele sale exterioare lipindu-se piese polare n care sunt plasate barele coliviei depornire. 5ceast configuraie poate fi utilizat n cazul magneilor permaneni metalici.

    n cazul magneilor ceramici, este de preferat soluia din fig.0, magneii permaneni fiindplasai sub forma unor pastile ntre polii apareni ai rotorului.

    3

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    9/38

    Fig(.Rotor cu magne0i "ermanen0i Fig.).Rotor cu magne0i "ermanen0icu configura0ie de "oli a"aren0i su4 forma de "astile

    +otoarele pas cu pas permit realizarea unor sisteme automate de tip discret, care nu aunevoie de reacii inverse, deoarece stabilesc o coresponden direct riguros univocal ntreinformaia primit i deplasarea ung"iular realizat.

    ;otorul motorului este cu poli apareni,fr nfurare. a aplicarea unui impuls de curent

    n bobinele polilor &-&H , rotorul este supus unui cuplu reactiv, sub aciunea cruia sedeplaseaz pn ce axa sa coincide cu axa polilor &-&H care este n acest moment axa cmpuluimagnetic statoric. 3ac apoi se alimenteaz bobinele polilor (-(H realizndu-se o polaritateopus polilor &-&H,atunci rotorul se deplaseaz spre polii (-(H ocupnd n cele din urm opoziie n care axa sa s coincid cu axa de simetrie interpolar a polilor &-( i &H-(H. :asul

    realizat astfel este de )88

    .

    3ac polii rotorici vor fi polarizai magnetic permanent, atunci ei vor urmri polii statorici,a cror succesiune este dat de comanda nfurrilor statorice. n acest caz, motorul senumete motor sincron pas cu pas cu magnei permaneni.

    n scopul reducerii ung"iului de pas, numrul de poli de pe stator i rotor poate fi crescut,obinndu-se astfel, n cazul unor construcii speciale deplasri de ordinul minutelor.

    5ceste motoare pas cu pas pornesc n sincronism, adesea la frecvene reduse n scopul de ase evita pierderea de pai rotorici. O cretere a acestei frecvene de pornire i o mbuntire a

    regimurilor dinamice se obine prin reducerea, pe ct posibil, a momentului de inerie almainii.

    5

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    10/38

    2.2. 'agne0i "ermanen0i utili#a0i $n construc0ia motoarelor sincrone

    2.2.1. Caracteristicele magne0ilor "ermanen0i

    tilizarea magneilor permaneni se bazeaz pe proprietatea unor metale sau alia/e de a

    prezenta un cmp magnetic remanent care poate fi meninut practic constant pe perioadendelungate.

    *aracteristica de baza a magneilor permaneni este curba de demagnetizare .

    5ceasta curb se caracterizeaza prin valoarea induciei remanente Ir

    i intensitatea

    cmpului magnetic coercitiv Dc

    . :entru o caracterizare cantitativ suplimentar a calitilorunui magnet permanent se mai utilizeaz i alte mrimi.

    3ensitatea de energie localizat n magnet se definete ca# C>

    (

    BH

    .

    'e observ c aceast densitate de energie are valoarea zero pentru D>8 sau I>8 i un maxim

    pentru un punct de pe caracteristica, I>Im

    , D>Dm

    , C>f$I%, pentru care se gsete#

    Cm

    > $Im

    Dm

    % ? (

    *oeficientul de form al curbei de demagnetizare se definete ca#

    J> $Im

    Dm

    % ? $Ir

    Dc

    %

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    11/38

    +agnetizarea magnetului permanent se execut, fie n circuitul magnetic n care urmeazs funcioneze, fie n afara circuitului propriu-zis, nglobarea lui n main avnd loc ulterior.

    +agnetizarea se realizeaz cu a/utorul unor nfurri crora li se aplic unul sau mai multepulsuri de curent care s asigure saturarea materialului.

    165plicnd legea circuitului magnetic pe o curb nc"is K se poate scrie#

    Hdr> D

    m

    lm

    7D8

    l8

    >8

    Dm

    > -ml

    l8

    D8

    D

    m

    - valoarea intensitii cmpului magnetic n magnet!

    D8

    - intensitatea cmpului magnetic n ntrefier!

    lm

    - lungimea magnetului!

    l8

    - lungimea ntrefierului.

    Lluxul magnetic n ntrefier M8

    > I8

    58

    $I8

    - inducia, 58

    - aria ntrefierului% se obine

    din fluxul magnetului permanent M

    m

    mprit cu un factor @ supraunitar, denumit coeficient de

    dispersii, ce ine seama de scpri $Mm

    >Im

    5m

    , unde Im

    este inducia n materialul magnetic,

    iar 5m

    este aria magnetului presupus constant%#

    I8

    58

    > $Im

    5m

    % ? @!'criind legatura dintre inducie i cmp, n ntrefier#

    I

    8

    >G

    8

    D

    8

    rezult#

    Dm

    > -k

    ks

    ml

    l8

    8A

    Am

    8mB

    i reprezint ecuaia unei drepte, denumit dreapta caracteristic,care trece prin origine.

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    12/38

    :anta dreptei este dat de relaia#

    tg N >

    m

    m

    H

    B

    > - G

    8 sk

    k

    8l

    lm

    mA

    A8

    11

    :entru magneii cu inducii remanente mici i cmpuri coercitive mari, pentru a aveainducia dorit n ntrefier, este nevoie de o soluie constructiv de concentrare a fluxuluiprodus, iar magnetul va fi de seciune mare i lungime mic.

    n cazul n care magnetul permanent odat magnetizat este scos n afara circuituluimagnetic, factorul su de demagnetizare crete, iar panta dreptei caracteristice scade. Orice

    sc"imbare ulterioar a strii de magnetizare a unui magnet permanent face ca comportareaacestuia s nu se mai fac dup curba de demagnetizare, ci dup o curb numit curba derevenire.

    :anta dreptei de revenire este#

    Grev

    >H

    B

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    13/38

    n proiectarea mainilor electrice speciale cu magnei permaneni se utilizeaz un sistem demrimi raportate, n care se aleg ca mrimi de baz mrimile ce caracterizeaz magnetul

    permanent, inducia remanent Ir

    i cmpul coercitiv Dc

    .

    Luncie de aceste mrimi se pot calcula alte mrimi derivate ale sistemului# permeabilitatea de baz! tensiunea magnetic de baz! fluxul magnetic de baz! reluctana magnetic de baz! permanena magnetic de baz! densitatea de energie de baz.

    *oeficientul de revenire raportat este#

    tg >

    P

    P

    H

    B

    &(2.2.2. ta4ilirea "unctului de func0ionare "entru circuitele magnetice cu

    magne0i "ermanen0i

    egtura dintre magnetul permanent i circuitul magnetic n care lucreaz se face prindreapta caracteristic. n acest paragraf se vor lua cazuri concrete pentru care se vor stabilipunctele de funcionare.

    a% magneii permaneni au fost magnetizai n exteriorul mainii,ntr-un circuit magnetic

    nc"is i apoi scoi i introdui n circuitul magnetic al mainii unde vor funciona..a magnetizarea ntr-un circuit nc"is, fr ntrefieruri, se poate considera c punctul de

    funcionare este 5&

    , c"iar punctul corespunztor induciei remanente.a introducerea magnetului n circuitul magnetic al mainii , panta dreptei caracteristice crete

    de la valoarea tg(

    la valoarea tg)

    , dar inducia nu crete prea mult, deoarece noul punct de

    funcionare va fi 5)

    la intersecia dreptei caracteristice cu dreapta de revenirerev

    .:entru materialele magnetice de tip ferit sau alia/e cu pmnturi rare, deoarece acestea

    prezint cmpuri coercitive mult mai mari i inducii remanente mai mici, deci caracteristici de

    magnetizare mult mai puin cztoare, acest fenomen este mai puin pronunat i scdereainduciei magnetului la reintroducerea sa n circuitul magnetic al mainii este nesemnificativ.

    b% 'tabilirea punctului de funcionare la apariia unei solenaii demagnetizante exterioare

    3ac se ine cont de saturaia mainii i se scrie legea circuitului magnetic, se obine#

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    14/38

    ( Dm

    6m

    7 miU

    > -d

    D > -m

    d

    l(

    -m

    mi

    l

    U

    (

    ,

    miU

    - suma tensiunilor magnetice pe diverse poriuni omogene ca material ale circuituluimagnetic al mainii.

    a apariia ntmpltoare a unei solenaii puternice demagnetizante poate avea locsc"imbarea dreptei de revenire.

    2.2.&. +ro"riet!0ile fi#ico7c%imice ale magne0ilor "ermanen0i

    +agneii permaneni au nceput s fie utilizai practic n construcia de maini electriceabia n ultimii )0 ani, odat cu obinerea unor materiale magnetice cu performane superioare.+agneii permaneni utilizai astzi n construcia de maini electrice se pot mpari n patru marigrupe, corespunztor proprietilor de material reliefate de caracteristicile lor de demagnetizare.

    +agneii permaneni cei mai cunoscui sunt de tip 5lnico. +agneii sunt obtinui printurnare , dup ce au fost omogenizai la temperaturi ridicate i rcii n cmp magnetic puternic.

    1&

    n general ,cu ct performanele acestor magnei sunt mai bune,cu att preul lor este ,mairidicat. 3in punct de vedere economic, preul de cost cel mai redus pe @ilo/oule l prezintferitele.

    O a treia clasa de magnei permaneni sunt alia/ele mangan-aluminiu-carbon, magneicare dei nc nu au o utilizare practic n construcia mainilor electrice reprezint o soluieinteresant n viitor. i prezint o inducie remanent superioar feritelor, cmpuri coercitiveridicate i energii magnetice maxime acceptabile.

    5 patra clasa o reprezint magneii permaneni pe baza de pmnturi rare, magneiobtinui prin sinterizare i care prezint inducii remanente medii, cmpuri coercitive i energiimagnetice mari.

    3ensitatea cea mai mic o au feritele, alia/ele mangan-aluminiu-carbon i magneii

    permaneni cu metale rare nglobate n liani plastici, ceea ce face ca la acelai volum, o maincu aceste materiale s fie mai uoar dect una cu 5lnico.

    *aracteristicile magnetice ale unui magnet permanent variaz cu temperatura. :rinnclzire crete agitaia termic i se produce o scdere a magnetizarii! la atingereapunctului*urie magnetul devine paramagnetic.

    m

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    15/38

    n exploatare, odat cu creterea temperaturii se constat o reducere a fluxului magneticpermanent, flux care, ns, revine la valoarea iniial atunci cnd temperatura redevine cea de lanceput.

    ransferul de caldur depinde i de lianii cu care sunt prini magneii de corpul mainii,pelicula respectiv comportndu-se ca o barier termic.

    1(

    2.&. Regimul sincron de func0ionare

    2.&.1 Ecua0iile in regim sincron

    n regim sincron, regimul staionar de funcionare al motoarelor sincrone cu magnei

    permaneni, viteza de rotaie este constant Q>

    , i deci,poziia rotorului la un moment dat sedetermin prin relaia#

    8 += l

    :entru obinerea ecuaiilor de regim sincron,se vor particulariza ecuaiile generale nmrimi reale transformate. n acest sens se vor calcula tensiunile de alimentare transformate i pebaza lor curenii transformai.

    :entru tensiunile transformate se obin#

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    16/38

    u

    %%)

    Ecos$%

    )

    (cos$cos$

    )

    (

    ++= CBAd uuu

    u

    %%)

    Esin$%

    )

    (sin$sin$

    )

    (

    ++= CBAq uuu

    n cazul alimentrii de la sistem trifazat simetric#

    utUA cos(=

    u

    %)

    (cos$(

    = tUB

    u

    %%)

    Ecos$(

    = tUC

    *urenii corespunztori sunt#

    i%cos$( 8 == IIdd

    i

    %sin$( 8 == IIqq

    n regim sincron, atunci cnd viteza rotorului mainii este egal cu cea a cmpuluinvrtitor,curenii indui n colivia de amortizare sunt nuli.

    'e observ c n regim sincron,curenii i tensiunile transformate sunt mrimi constante,

    care nu depind de timp.

    2.(.Comanda mainii sincrone cu magne0i "ermanen0i.

    Se face aplicnd strategia cunoscut a comenzii cu orientare dupcmpul rotoric prin ortogonalitatea dintre cmp i cuplu. &n consecincurentul de cuplu tre#uie s e dupaxa ', iar componenta dup axa d s e zero. (otui pentru a avea un factorde putere de valoare accepta#il tre#uie s existe o component de curentdup axa d cu caracter demagnetizant, situaie n care cuplul nu mai estemaxim, iar motorul rspunde mai lent )aplicaie n g.*%.

    15

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    17/38

    Fig.6 Simularea motorului sincron cu magnei permaneni nSIMUI!"#alimentarea sinusoidal$ n coordonate rotorice ale %a&elor

    d 'i ( .

    +xist un sistem de poziionare cu comand cu orientare dup cmpulrotoric cu un invertor de tensiune i regulatoare de curent cu $isterezisfoarte rapide. Sistemul mai conine un traductor de poziie, traductoare decurent, regulator de poziie, de turaie, etc.&n comanda acestei maini se potfolosi comutatoare cu senzori all sau strategii de control fuzz- cu orientare

    dup cmp pentru comanda unui motor sincron cu magnei permaneni$i#rid din acionarea unui ve$icul electric.

    2.). +roiectarea motoarelor sincrone cu magne0i "ermanen0i

    :entru un tip de motor pot exista mai multe metode de proiectare, deorece datele deproiectare de la care se pornete pot fi diferite, impuse de modul concret de utilizare a motoruluirespectiv, diferena constnd mai puin n relaiile coninute i mai mult n succesiunea lor.

    *alculul se face diferit, funcie de modul de plasare a magneilor permaneni pe rotor.

    xist ns o mrime i anume volumul de magnet permanent necesar , care nu depinde dect deputerea pe care dorim s-o dezvolte motorul, caracteristicile magnetului permanent utilizat i oserie de coeficieni globali.

    18

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    18/38

    2.).1Calculul volumului de magne0i "ermanen0i necesar

    'e consider tipul de motor din figura de mai /os.

    3up cum se tie,cuplul sincron maxim dezvoltat de motor are loc la un ung"i intern

    >R8.

    3ac se negli/eaz rezistena indusului ;, curenii transformai n regim de putere dezvoltatmaxim sunt#

    6

    8

    (E

    Xdd =

    6

    UXq

    q

    (=

    :uterea maxim dezvoltat de motor va fi#

    :mmmefm UIm cos&( =

    6d

    scX

    E8=

    - curentul n scurtcircuit n regim de generator.

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    19/38

    1

    a un material magnetic dat i un volum dat din acest material, puterea dezvoltat de motor va ficu att mai mare cu ct coeficientul de utilizare al magnetului permanent va fi mai ridicat. 5cestcoeficient depinde de punctul de funcionare pe curba de revenire, deci de miestria proiectantuluide a proiecta un motor care s aib un punct de funcionare optim.

    Calculul diametrului magnetului "ermanent9

    3mum

    m

    mkV

    8S,&=

    ,

    @um

    - coeficient de umplere cu magnet permanent

    um

    - se impune de beneficiar

    Diametrul e:terior al rotorului9

    3

    tmr hD (+=

    "t

    - nlimea tlpii polare

    Diametrul e:terior al statorului9

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    20/38

    3D

    rex

    k

    D=

    2.).2 Calculul distan0ei dintre t!l"ile "olare a doi "oli vecini

    3in fluxul magnetic datorat magneilor permaneni, o parte trece prin ntrefier i senc"ide prin /ugul statoric, nlnuind bobinele nfurrii statorice, aceasta reprezentnd fluxulutil i o alt parte se nc"ide prin spaiul dintre polii magnetului permanent sau prin spaiul dintretlpile polare, acesta fiind flux de dispersii.

    133in fluxul de dispersii, fluxul care se nc"ide prin spaiul dintre tlpile polare este cel mai

    important. *alculul distanei dintre tlpile a doi poli vecini se face impunnd condiia capermeana specific a spaiului dintre aceste tlpi s fie cuprins n intervalul (-).

    Totnd cu Ut

    permeana spaiului dintre tlpi i U

    permeana de baz, permeanaspecific se definete ca fiind#

    g

    tt

    !

    !=

    C*+.&. 'OTO*RE INCRONE +* CU +*

    +otoarele sincrone pas cu pas sunt destinate transformrii impulsurilor de curent, n deplasriung"iulare sau liniare discrete, numite pai. +otoarele pas cu pas pot ndeplini funcia dedecodificator al semnalelor liniare, utilizate n te"nica comenzilor numerice, permind realizareaunor sisteme automate discrete fr necesitatea prezenei unei legturi de reacie. 5ceastproprietate se bazeaz pe faptul c se stabilete o coresponden riguroas, univoc ntreinformaia primit sub form de impulsuri i deplasarea sau numrul de pai pe care i executrotorul.

    +otoarele pas cu pas prezint proprietatea de a putea intra n sincronism fa de

    impulsurile de comand c"iar din stare de repaos funcionnd fr alunecare, frnareaefectundu-se, de asemenea, fr ieirea din sincronism. 3atorit acestui fapt se asigur porniri,opriri i reversri brute fr pierderi de pai n tot domeniul de lucru.

    Aiteza unui motor pas cu pas poate fi reglat n limite largi prin modificarea frecveneiimpulsurilor de intrare. 5stfel, dac pasul ung"iular al motorului este &,S9 numrul de impulsurinecesare efecturii unei rotaii complete este (88, iar pentru un semnal de intrare cu frecvena deE88 impulsuri pe secund turaia motorului este de &(8 rotaii pe minut. +otoarele pas cu pas pot

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    21/38

    lucra pn la frecvene de &888 - (8888 pai ? secund, avnd pai ung"iulari cuprini ntre &S89i 8,)9.

    +otoarele pas cu pas i-au gsit, larg aplicare n sistemele de comand automat pe bazde program la acionrile mainilor-unelte, la mecanismele n aplicaii de mic putere,caracterizate de micri rapide, precise, repetabile# plotere x-V, uniti de disc flexibil, deplasarea

    capului de imprimare la imprimante serie, acionarea mecanismelor de orientare si pre"ensiunela roboi, deplasarea axial a elementelor sistemelor optice, mese de poziionare (3 pentrumainile de gurit etc.

    5vanta/ele principale ale acestor tipuri de motoare sunt#

    convertesc direct i univoc ntr-o deplasare determinat semnalele electrice fr a fi

    nevoie de reacie

    15 au o gam larg de viteze, mai ales n domeniul valorilor mici, uzual ntre zero i

    cteva zeci de mii de pai?sec.! prezint o revoluie excelent a micrii obiectului reglat, deoarece deplasarea se

    realizeaz cu pai mici, precizie de poziionare i rezoluie mari!

    memoreaz poziia final a obiectului reglat, uneori c"iar i dup deconectarea de la

    surs!

    sunt compatibile cu comanda numeric!

    gam larg a frecvenelor de comand!

    permit porniri, opriri, reversri fr pierderi de pai.

    :rincipalele dezavanta/e ale motoarelor pas cu pas sunt#

    ung"i de pas, deci increment de rotaie, de valoare fix pentru un motor dat! vitez de rotaie relativ sczut!

    putere dezvoltat la arbore de valoare redus!

    randament energetic sczut.

    &.1.+rinci"iul de func0ionare.Construc0ia motoarelor "as cu "as.

    n figura & este prezentat un motor cu 2 poli apareni pe stator i cu rotorul bipolar. 3acse alimenteaz cu un puls de curent, nfurrile de pe polii l i E, nct cmpul are direcia

    vertical pe figur, atunci rotorul se orienteaz pe direcia artat n figura &.a. 5limentnd apoinfurarea de pe polul ( i de pe polul 0 statoric $ntrerupndu-se alimentarea bobinelor l i E%,rotorul se va orienta pe noua direcie a cmpului, figura &.b. 5ceast rotire este posibil, ntructla momentul ?2, cnd se realizeaz alimentarea bobinelor ( i 0, cuplul are valoarea

    maxmax(

    )

    )

    (sin MMM ==

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    22/38

    d% e%

    (/!t

    (

    0

    *

    1

    2

    !

    /

    t((* !(*

    0

    *

    1

    2

    !

    /

    a% #% c%

    i maina reuete s a/ung n situaia de funcionare stabil, rotorul fiind atras spre poziia deec"ilibru stabil corespunztoare alimentrii statorului din acesta situaie. 5limentnd ncontinuare bobinele statorului conform diagramei &.d, se obine o funcionare pas-cu-pas amotorului, mrimea pasului fiind N > W?) rad., iar numrul de pai la o rotaie complet fiind

    2( == ". Aiteza de rotaie a rotorului este invers proporional cu perioada sau timpul

    dintre dou semnale succesive $care, de fapt, este semiperioada ? (% i direct proporional cufrecvena impulsurilor aplicate.

    26

    Figura.1

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    23/38

    n cazul n care impulsurile de curent se aplic la cte dou perec"i de poli alturai, deexemplu & - E i ( - 0, rotorul mai prezint nc o poziie de ec"ilibru stabil, cea prezentat n

    figura &.c, adic la alimentarea cu succesiunea de impulsuri , ung"iul de pas se reduce la2

    ,ceea ce nseamn c ntr-o perioad rotorul execut &( pai. n cazul alimentrii dup diagramadin figura &.e poziiile succesive ale rotorului devin &.c, &.a X.. etc.

    n scopul micorrii ung"iului de pas, deci al mririi numrului de pai pe rotaie, sefolosete un rotor tetrapolar, figura (. a alimentarea nfurrilor l i E statorice, rotorul seorienteaz ca n figura (.a. 5limentnd simultan nfurrile & - E i ( - 0, rotorul se orienteaz npoziia stabil, de reluctan minim, ca n figura (.b, efectund, n sens contrar acelor de

    ceasornic, o rotire cu un ung"i de

    &(

    radiani. 3ac se ntrerupe alimentarea bobinelor & - E,

    rmnnd alimentate numai bobinele ( - 0, se mai obine o rotire a rotorului cu un pas de&(

    ,a/ungndu-se la poziia (.c.

    21n cazul cnd se alimenteaz numai cte o perec"e de bobine, adic dup alimentarea perec"ii &- E $poziia (.a% se alimenteaz perec"ea ( - 0 $ntrerupndu-se & - E%, rotorul execut o rotire cu

    2

    rad. $figura (.c%, adic se execut &( pai la rotaia complet a rotorului. 'e poate observa cmrimea pasului depinde de numrul de nfurri statorice $perec"i de poli statorici%, de modulde alimentare a nfurrilor i de numrul de perec"i de poli rotorici, mai exact de numrul depoziii de reluctan minim ce se pot realiza pe traseele de nc"idere a cmpului statoric.

    a b cFigura 2

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    24/38

    O micorare i mai pronunat a pasului se poate realiza dac se crete numrul de dini aistatorului i ai rotorului, diferena dintre ei rmnnd (, motorul pas cu pas utiliznd astfelprincipiul motorului reactiv reductor.

    O variant de motor pas cu pas reductor este prezentat n figura ('tatorul prezint S poli cu nfurri! fiecare pol avnd doi dini i o cresttur. 5ceti

    dini au exact acelai pas ca i al dinilor rotorici, n numr de &S. n momentulalimentrii bobinelor statorice de pe polii & i 0 $figura )% rotorul se orienteaz pe poziiade reluctan minim, adic dinii & i ( rotorici sunt n dreptul dinilor statorici ai polului&, iar dinii &8 i && sunt n faa dinilor polului 0 statoric. 3ac se alimenteaz nfurrile( i 2 statorice, rotorul se va roti n sensul acelor de ceasornic, sub aciunea cmpuluireactiv, nct dinii ) i E, respectiv &( i &) B rotorici, se vor afla n faa dinilor statoriciai polilor ( respectiv 2. ng"iul de rotire al rotorului este egal cu diferena

    dintre ung"iul la centru corespunztor unei perec"i de dini ai statorului,S

    (

    i ung"iul

    corespunztor unei perec"i de dini ai rotorului

    R(

    , adic#

    80

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    25/38

    a o rotaie complet se execut un numr de

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    26/38

    n mod analog se pot obine i alte variante de motoare cu statoare coliniare i rotoare cuporiuni dinate, dar decalate spaial cu un anumit ung"i convenabil.

    n scopul creterii cuplului motoarelor pas cu pas, la cele mai multe variante realizate nultimul timp, s-a trecut la utilizarea magneilor permaneni pentru excitarea rotorului. :entru oanumit construcie, la care n locul polilor apareni feromagnetici $dinilor% se introduc magnei

    cu polaritate impus, prin alimentarea succesiv a nfurrilor, este necesar o orientare arotorului cu un ung"i egal cu dublul pasului unui dinte. 5adar, pasul se dubleaz, deci numrulde pai de rotaie se n/umtete. a motoarele cu magnei permaneni cuplul variaz cu sinusulung"iului dintre axa nfurrii i axa polului, pe cnd la motoarele cu reluctana, cuplul variazcu sinusul dublului acestui ung"i.

    2(

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    27/38

    !/

    3edere n x

    12 0x

    4 56 7 86 5 46 8 76

    / ! 2 1 0 * 9

    ;ac$et rotor )%

    ;ac$et rotor )

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    28/38

    #%

    3ispozitivul de comutaie folosete tranzistoare de putere nseriate cu nfurrilemotorului, figura 2.a.

    Figura 8n figura 2.b este prezentat variaia n timp a tensiunii aplicate unei faze a mainii,

    precum i forma curentului prin faz pentru diferite valori ale frecvenei de comutare. afrecvene mici curentul are o form dreptung"iular, identic cu a tensiunii. O dat cu cretereafrecvenei, curentul prin nfurare devine Ytriung"iular[, ceea ce conduce la o micorare avalorii sale medii i implicit a cuplului mainii, n scopul nlturrii acestui efect negativ, dictatde prezena constantei de timp, a nfurrii, se utilizeaz circuite auxiliare care cuprindrezistene n serie cu nfurarea i condensatoare n paralel, sau, n alte sc"eme, se introduce n

    primele momente ale comutrii o surs de tensiune ridicat care foreaz stabilirea rapid acurentului prin nfurare.

    &.2.+arametrii si caracteristicile de func0ionarea motoarelor "as cu "as

    3intre parametrii caracteristici ai motoarelor pas cu pas amintim#- ng"iul de pas, #$, este ung"iul de rotaie pe care l execut motorul la

    aplicarea unui impuls de comand. 5cest ung"i depinde de construcia motorului i

    de tipul secvenei de alimentare a nfurrilor.- ng"iul dinamic de sarcin este ung"iul de deviere a rotorului fa de

    punctul de ec"ilibru stabil, dup aplicarea ultimului impuls de comand.- ng"iul static de sarcin, %, reprezint ung"iul ce definete deplasarea

    punctului de ec"ilibru stabil, datorit cuplului rezistent pe arbore.

    28

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    29/38

    - *uplul sincronism maxim, Ms, este valoarea maxim a cuplului rezistentde tip activ, care poate fi aplicat la ax, cnd o faz este alimentat, fr s se produco rotire continu a rotorului.

    - *aracteristica limit de pornire definete domeniul cuplu - frecven de comand limit,n care motorul poate porni fr pierderi de pai $figura S%.

    - Lrecvena limit de pornire, reprezint frecvena maxim a impulsurilor de comand, lacare motorul poate porni la un cuplu rezistent dat,MAP, i un cuplu de inerie dat.

    - *uplul limit de pornire reprezint cuplul rezistent maxim la arbore cu care motorulpoate porni, la o frecven dat. n $figura S%, valoarea f& este o frecven derezonan mecanic care micoreaz valoarea admis pentru cuplul de mers al motorului.

    a frecvene foarte /oase de alimentare, motorul nu se utilizeaz din cauza oscilaiilorneamortizate ale rotorului n /urul poziiilor de ec"ilibra stabil. a frecvene ridicate amortizarea

    se realizeaz datorit tensiunilor induse n nfurri, provocate de micarea rotorului. otodat,la frecvene mari de alimentare, curenii prin nfurri au valori medii reduse, din cauzaconstantei de timp a nfurrii, deci cuplul scade simitor, iar funcionarea are loc cu pierderi depai.

    Figura 3

    2

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    30/38

    &.&.*limentarea motoarelor "as cu "asn general, comanda motoarelor pas cu pas se face printr-un bloc contactor static, realizat cuelemente electronice de putere, ce alimenteaz secvenial nfurrile fazelor motorului. 'ensul dedistribuire a pulsurilor de curent pe nfurri ca i tipul secvenei de alimentare $simetric,

    asimetric% precum i frecvena de comutare nfurrilor sunt realizate prin prelucrarea numericntr-un bloc distribuitor de impulsuri $figura R%.

    Figura 5 . c%ema 4loc de alimentare a unui motor "as cu "as

    *ea mai simpl variant a blocului contactor static este aratat n figura &8 unde cele m&faze ale motorului sunt alimentate succesiv prin intermediul tranzistoarelor de putere. :entrufrecvene reduse de alimentare curentul are practic forma tensiunii de puls dreptung"iulardeoarece perioada acestor pulsuri esle mult mai mare dect constanta de timp a nfurrilor$valoare tipica cca. &8 \ms]%.

    Figura 16 c%ema de "rinci"iu a contactorului static

    a frecvene mai ridicate, perioada de repetiie a pulsurilor de tensiune devine de acelai ordinde mrime sau c"iar mai mic dect constanta de timp a nfurrii, iar n nfurare se induc nplus t.e.m. de rotaie. *a urmare, curentul nu mai poate atinge valoarea sa iniial, ceea ce areca efect scderea cuplului electromagnetic produs de main i deci riscul de a pierde pai.

    23

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    31/38

    *RI*@I?-

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    33/38

    (.1.eneralit!0i

    O main cu reluctan este una n care cuplul este produs de tendinapr ilor mobi le d e a s e mi ca n t r -o p oz i i e unde i nduc t an a n f u r r i i

    e xc it at e e st e m ax im . 5c ea st d ef in i ie c up ri nd e a t t m a in il e c ure luc tan c omuta t e lec t ron ic c t i pe c e le cu re luc tan s incron. +otorulcu reluctan comutat electronic are poli apareni att pe rotor ct i pe stator ifuncioneaz similar cu un motor pas cu pas cu reluctan variabil cu excepia faptului c lamasina ';A curentul de faz este comutat on i off pentru anumite poziii ale rotorului, pozitiicare variaz n funcie de viteza i cuplu. ocmai datorit acestei comutaii estede nu mi t mo to r cu re lu ct an va ri ab il co mu ta t electronic $+iller, (88(%. ste deci un motor sincron cu reluctana variabil, ce prezint poli apareni pe stator i pe rotorrotorul este n construciile uzuale, pasiv, deci fr nfurri sau magnei permaneni.3enumiri utilizate n te"nic# >R' > Aariable ;eluctance +otor, n '5!

    ECR' > lectronicallV *ommutated ;eluctance +otor, n 5nglia, $corespunde mai bineprincipiului de funcionare al motorului%!R' > '^itc"ed ;eluctance +otor.

    Fig.1 >edere a unui motor cu reluctan0! varia4il!

    &1';+ are o lung istorie fiind unul dintre primele motoare electrice construite i utilizate#

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    34/38

    & F n &S)S 3avidson a acionat un vagon motor pe calea ferat dintre Ulasgo^ idimburg" n 'coia cu un ';+ de o construcie apropiat de cea de astzi.

    & F n &SE8 pentru o variant de ';+ s-a acordat un patent lui aVlor n +area Iritanie.F n anii

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    35/38

    'tatorul mainilor sincrone reactive are o simetrie cilindric i este construit n mod identic cucel al unei maini de inducie, adic are un miez din tole de oel laminat cu crestturi uniformrepartizate spre ntrefier, nfurarea fiind repartizat $cu pas scurtat% desc"is , sau, n cazuriparticulare, concentrate. :erformanele mainii sincrone reactive depind decisiv de valoarea raportului

    inductivitilor de magnetizare pe cele doua axe, d si respectiv _, $+d?+_%, ca i de diferenadintre aceste inductiviti $+d-+_%. ;otorul acestor masini este construit n mod uzual fr nfurri sau magnei permaneni,dar poate fi prevzut cu o nfurare n colivie mai ales atunci cnd maina este alimentat de laretea,adic alimentat la frecven i tensiune constant . Tesimetria magnetic a rotorului se poate obine prin trei metode i anume# - rotor cu poli apareni obinui prin decuparea unor poriuni din miezul cilindric cu toleconvenionale! - rotor realizat cu tole convenionale si prevazut cu bariere de flux pentru cresterea nesimetrieimagnetice! - rotor construit cu tole dispuse axial avnd spaii nemagnetice ntre ele.

    >ariante constructive 'e prezint mai /os cteva variante constructive de motor ';A.

    a% #% c%Fig.& >ariante constructive de motoare ti" R>

    a%motor bifazat E?( $forma specific a celor ( poli rotorici previne blocarea rotorului%!b% motor trifazat 2?( poli! c%motor cu E faze S?2 poli.

    Aariantele constructive depind de imaginaia fiecrui inginer constructor de motoare sincrone. 'ecvena de alimentare a motorului este dat n figura de mai /os pentru un motor S?2 poli#

    &&

    &6

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    36/38

    Fig. ( ecven0a de alimentare motor cu 3A8 "oliLazele sunt alimentate n secvena orar n timp ce rotorul se va roti n sens invers$caz tipicpentru motorul ';+% .

    Fig.) >aria0ia inductan0ei ?cu"lului C cu alimentarea I

    &(

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    37/38

    3in figur se observ c alimentarea se face secvenial,unipolar i este dependent de poziiarotoric Q.5limentarea se va face numai cnd variaz. *uplul electromagnetic,n regim de motor are tendina s deplaseze rotorul ntr-opoziie aliniat, poziie de reluctan minim. Aaloarea cuplului este #

    CM=1

    2 i

    1

    2 d L

    1

    d + 1

    2i

    2

    2 d L

    2

    d +i

    1 i

    2 d M

    12

    d

    (.&.*limentarea R'

    n convertor complet, care conine i redresorul de la reea i circuitul intermediar decurent continuu, pentru un ';+ trifazat este realizat cu punte asimetric pe fiecare faz .*u o astfel de punte asimetric sunt posibile dou strategii de alimentare a fazei atunci cndcontrolul curentului se face prin modularea n durat a pulsurilor$ mod :C+%.

    Fig. 8 c%ema unui convertor "entru alimentarea unui R'

    (.(.c%em! 4loc "entru controlul unui R' xist cel puin dou regulatoare , unul turaie ? curent care genereaz valoarea curentului dereferin n funcie de cuplu i de turaie i unul de tip "isterezis care genereaz semnalele decomand n mod :C+ funcie de curentul de faz.

    &)

  • 7/17/2019 licenta inginerie

    38/38

    xist i dou moduri de control mai simple , dar i mai puin performante, care nu necesitutilizarea unui regulator cu "isterezis#- controlul n tensiune, cnd limea i frecvena impulsurilor este dat i nu depinde de curent,- controlul cu un singur puls, cnd nu se controleaz curentul de faz, tranzistoarele conducndtot timpul perioadei care corespunde alimentrii unei faze.