Masina Asincrona

download Masina Asincrona

of 24

Transcript of Masina Asincrona

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

CUPRINSCuprins .................................................................................................................. Cap.1. Introducere ...................................................................................................... Cap.2. Construcie ...................................................................................................... 2.1. Elemente contructive ale mainii asincrone .......................................... 2.2. Statorul mainii aincrone .................................................................. 2.3. Rotorul mainii asincrone .................................................................. 2.4. Carcasa mainii asincrone .................................................................. 2.5. ntrefierul mainii asincrone .................................................................. Cap.3. Regimuri de funcionare .............................................................................. 3.1. Vitezele i alunecarea .............................................................................. 3.2. Regimul de motor .............................................................................. 3.3. Regimul de generator .............................................................................. 3.4. Regimul de frn electromagnetic ...................................................... Cap.4. Tipuri de porniri .......................................................................................... 4.1. Pornirea motorului asincron .................................................................. 4.2. Conectarea direct de la reea .................................................................. 4.3. Pornirea direct a unui motor ntr-un singur sens .............................. 4.4. Pornirea unui motor n ambele sensuri .......................................... 4.5. Comanda pornirii stea-triunghi ...................................................... 4.6. Pornirea cu autotransformator ...................................................... 4.7. Pornirea cu rezistene RS .................................................................. Cap.5. Modaliti de modificare a turaiei .................................................................. 5.1. Reglarea turaiei prin modificarea rezistenei rotorice .................. 5.2. Reglarea turaiei prin modificarea numrului de perechi de poli ...... 2 3 4 4 4 5 8 8 9 9 10 11 12 13 13 14 15 15 16 18 19 21 22 23

2

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

CAPITOLUL3

INTRODUCERE

1

Maina asincron este cea mai raspndit main electric. Ea se ntlnete pe scara larg n acionrile electrice din toate sectoarele industriale i sociale, ndeosebi n regimul de motor trifazat, pentru acionarea mainilor unelte, a pompelor, a compresoarelor, a morilor cu bile, a macaralelor electrice, a podurilor rulante, a aparaturii medicale, a aparaturii electrocasnice etc. Motoarele asincrone se construiesc pentru o gam foarte larg de puteri (de la ordinul unitilor de W pn la ordinul zecilor de MW), pentru tensiuni joase (sub 500V) i tensiuni medii (3 kV, 6 kV sau 10 kV) i avnd turaia sincron la frecvena f = 50Hz egal n mod uzual cu n = 500, 600, 750, 1000, 1500 sau 3000 rot/min, n funcie de numrul de perechi de poli. Principalele avantaje ale motoarelor asincrone fa de alte tipuri de motoare electrice sunt: simplitate constructiv; pre de cost redus; siguran mare n exploatare; performane tehnice ridicate (cuplu mare de pornire, randament ridicat); stabilitate n funcionare, exploatare, manevrare i ntreinere simpl; alimentare direct de la reeaua trifazat de c.a.. Dintre principalele dezavantaje putem enumera: oc mare de curent la pornire; factor de putere relativ sczut; caracteristic mecanic dur;

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Regimul de generator al mainii asincrone este mai rar folosit datorit puterii reactive (de magnetizare) relativ mare pe care maina trebuie s-o ia de la reea. n acionrile electrice, n cazuri speciale, maina asincron poate funciona pentru scurt durat i n regimul de frn electric.

CAPITOLUL2.1. Elemente constructive ale mainii asincroneMainile asincrone se execut n dou forme constructive: maina asincron cu rotorul bobinat (cu inele); maina asincron cu rotorul n scurtcircuit (n colivie). Statoarele n ambele cazuri sunt identice.

CONSTRUCIE

2

2.2. Statorul mainii asincrone

4

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Statorul mainii asincrone joac rolul de inductor. n stator se obine un cmp magnetic nvrtitor, pe cale electric, cu ajutorul unei nfurri trifazate parcurse de cureni alternativi trifazai, nfurare aezat n crestturi. Din punct de vedere constructiv, statorul are forma unui cilindru gol realizat din ole de oel electrotehnic de 0,5 mm grosime, izolate ntre ele cu lac izolant sau oxizi ceramici. Crestturile se obin prin tanarea tolelor nainte de mpachetarea miezului i pot fi seminchise sau deschise. Crestturile seminchise (Figura 3a) prezint avantajul unui flux de dispersie mai redus, dar nfurarea trebuie realizat din conductor rotund i introdus fir cu fir, neputnd fi realizat afar pe ablon. Crestturile seminchise se utilizeaz la maini de puteri mici. Crestturile deschise (Figura 1b) permit realizarea nfurrii afar pe ablon dar prezint un flux de dispersie mai mare. Se utilizeaz la maini de puteri mari.

Figura 3

Figura 4

nfurarea statorului se realizeaz de cele mai multe ori n dou straturi i cu pas scurtat. nfurrile ntr-un singur strat se utilizeaz numai la mainile de putere mic.

2.3. Rotorul mainii asincrone

5

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Rotorul mainii asincrone joac rolul de indus avnd forma unui cilindru plin realizat din tole din oel electrotehnic de 0,5 mm, izolate sau neizolate. La periferia rotorului se afl crestturi realizate tot prin stanare, n care se introduce nfurarea rotoric. Dac maina asincron este cu rotorul bobinat, atunci nfurarea rotoric este de tipul nfurrilor de c.a. trifazate, cu pas diametral, ntr-un strat sau n dou straturi. Crestturile n acest caz sunt seminchise avnd de obicei forma de par (Figura 4). Dac maina este cu rotorul n scurtcircuit, atunci nfurarea rotoric este de tipul colivie realizat prin turnare din bare de Cu sau Al scurtcircuitate la capete de dou inele din acelai material (Figura 5). Turnarea coliviei se face prin injecie direct n crestturile rotorice, acestea fiind de data aceasta nchise sau seminchise (Figura 6 a). La maini de puteri mai mari pentru reducerea curentului de pornire se folosesc colivii cu bare nalte (Figura 6 b) sau duble colivii (Figura 6 c). Colivia superioar S are seciunea mai mic i deci rezisten ohmica mai mare dar reactana este mai mic. Ea joac rolul de nfurare de pornire limitnd curentul de pornire care avnd frecvena relativ mare nu permite fluxului magnetic inductor s ptrund n adncimea rotorului pn la colivia inferioar. Odat main pornit frecvena curentului rotoric scade (f2=sf1) fluxul inductor ptrunde mai adnc n rotor mbrind colivia I care avnd seciunea mai mare va avea rezistena ohmic mai mic, reactana relativ mare iar curentul va circula preponderent prin ea. Din acest motiv se mai numete i colivie de lucru.

a)

b)

c)

Figura 5

Figura 6

n cazul mainii cu rotorul bobinat, capetele nfurrii rotorice sunt scoase n exterior cu ajutorul unor contacte alunectoare compuse din trei inele de bronz solidare cu rotorul pe care alunec perii din bronz grafitat fixate i izolate fa de carcasa mainii (Figura 7). Ventilaia nfurrii statorice se realizeaz de obicei la puteri mici i medii cu ajutorul ventilatorului axial montat pe axul mainii (Figura 7), iar ventilaia nfurrii rotorice se realizeaz cu ajutorul aripioarelor de pe inelele de scurtcircuitare care se toarn odat cu colivia.

6

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

7

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Figura 7

8

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

2.4. Carcasa mainii asincroneCarcasa se execut din aluminiu sau font prin turnare. Carcasa poart tlpile de fixare ale mainii, inelul de ridicare, cutia de borne, plcua indicatoare i scuturile frontale. n scuturi se monteaz lagrele (rulmenii) pe care se sprijin axul mainii (Figura 7). La maina asincron cu inele, unul din scuturile frontale susine portperiile, mpreun cu periile de contact i dispozitivul de ridicare a periilor i scurtcircuitare a inelelor (dac exist). Carcasa susine miezul statorului mpreun cu nfurarea sa i asigur posibilitatea de centrare fa de rotor.

2.5. ntrefierul mainii asincronentrefierul este spaiul liber rmas ntre miezul feromagnetic al rotorului i miezul statoric. Limea ntrefierului la maina asincron se consider constant (se neglijeaz deschiderea crestturilor) i are o valoare foarte mic (0,12mm) n vederea obinerii unui curent de magnetizare ct mai redus, respectiv a unui factor de putere ridicat. n Figura 7 s-a reprezentat o seciune longitudinal printr-o main asincron cu rotorul bobinat, pe care se pot evidenia cele mai multe din elementele constructive ale mainii asincrone prezentate mai sus.

9

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

CAPITOLUL3.1. Vitezele i alunecareaViteza de sincronism: Alunecarea: [rot/s] Viteza rotorului: Viteza cmpului nvrtitor statoric fa de rotor: 10

REGIMURI DE FUNCIONAREMaina asincron poate funciona stabil n trei regimuri: regimul de motor; regimul de generator; regimul de frn electric. n practic, ns, maina asincron este utilizat aproape n totalitatea cazurilor n regimul de motor, regim care va constitui obiectul studiului nostru n continuare. De multe ori regimul de funcionare al mainii de lucru antrenate de motorul asincron impune acestuia funcionarea n regim de generator sau de frn electromagnetic.

3

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

3.2. Regimul de motorn regim de motor maina absoarbe putere electric din reea, pe la bornele nfurrii statorice i furnizeaz la arbore, putere mecanic. Acesta este cel mai utilizat regim de funcionare al mainii asincrone. Bilanul de puteri este redat n figura de mai jos.

Figura 8 Unde: P1 - puterea electric absorbit pe la bornele nfurrii statorice; PM - puterea electromagnetic (transferat n rotor prin intermediul cmpului electromagnetic); Pmec - puterea mecanic; P2 - puterea util la arbore; pJ1 - pierderile prin efect Joule, din nfurarea statorului; pFe - pierderile n miezul feromagnetic; pJ2 - pierderile prin efect Joule, din nfurarea rotorului; pmec+v - pierderile mecanice i de ventilaie. Viteza rotorului, n acest caz, este mai mic dect viteza de sincronism (0 < < 1, 0 < s < 1).

Figura 9

11

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

3.3. Regimul de generatorDac maina este antrenat, cu ajutorul unui motor auxiliar, n sensul de micare, cu o vitez > 1 (s < 0), se schimb sensul de deplasare al rotorului fa de cmpul inductor statoric. Prin urmare se va schimba i sensul tensiunii electromotoare induse, respectiv al curentului indus i implicit, al cuplului.

Figura 10 n aceast situaie maina primete putere mecanic de la arbore (de la motorul auxiliar) i cedeaz putere electric pe la bornele nfurrii statorice. Se spune c maina funcioneaz n regim de generator. Bilanul de puteri este redat n figura de mai jos.

Figura 11 Unde: P1 puterea electric absorbit pe la bornele nfurrii statorice; PM puterea electromagnetic (transferat n rotor prin intermediul cmpului electromagnetic); Pmec puterea mecanic; P2 puterea util la arbore; 12

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV pJ1 pierderile prin efect Joule, din nfurarea statorului; pFe pierderile n miezul feromagnetic; pJ2 pierderile prin efect Joule, din nfurarea rotorului; pmec+v pierderile mecanice i de ventilaie.

Maina Asincron

3.4. Regimul de frn electromagneticn cazul regimului de frn electromagnetic, maina este antrenat, din exterior, n sens contrar cmpului statoric ( < 0, s > 1). Ea primete astfel putere mecanic pe la arbore, putere electric pe la bornele nfurrii statorice, ntreaga putere rezultat, dup acoperirea pierderilor, fiind disipat pe nfurri.

Figura 12

Bilanul de puteri este redat n figura de mai jos.

Figura 13

13

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

CAPITOLUL pornirea; reglarea turaiei; frnarea; schimbarea sensului de rotaie.

TIPURI DE PORNIRI

4

Regimurile dinamice sunt legate de variaia energiei la axul motorului, motorul fiind supus unei viteze variabile n timp, deci unei acceleraii. Dintre regimurile dinamice importante amintim:

Variaia energiei n timpul regimurilor dinamice antreneaz variaia unor mrimi electrice i neelectrice ale motorului asincron, variaii ce trebuiesc cunoscute datorit implicaiilor ce le pot avea asupra funcionrii motorului.

4.1. Pornirea motorului asincronPornirea motorului asincron i a oricrui motor, n general este legat de valoarea cuplului de pornire i a ocului de curent la pornire. Pentru ca rotorul s se poat accelera trebuie ca motorul s dezvolte un cuplu mai mare dect cuplul rezistent produs de maina de lucru acionat i de frecri. Diferena dintre cuplul motorului i cuplul rezistent n decursul procesului tranzitoriu de pornire, determin i timpul total de pornire, care poate influena sensibil productivitatea mainilor de lucru. Mrimea curentului de pornire absorbit de la reeaua de alimentare este limitat de unele condiii impuse de insi reeaua electric sau de motor. Valoarea instantanee a curentului statoric poate atinge de 10 - 14 ori valoarea curentului nominal. Pe msur ce motorul accelereaz i alunecarea scade,scade i curentul absorbit de la reea pn la limitele impuse de cuplul rezistent stationar. n cazul unor motoare puternice i al unor reele slabe, se impune micorarea curentului de pornire.

14

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Alegerea procedeului de pornire a motoarelor asincrone trebuie s aib loc cu respectarea anumitor factori, printre care, unii legai de cerinele sistemului de acionare electric, iar alii de necesitile reelelor de distribuie a energiei electrice. Se prefer o pornire lin, fr ocuri dinamice periculoase, mai ales a elementelor transmisiei. Curentul de pornire nu trebuie s conduc la suprasolicitri termice, duntoare mai ales izolaiei infurrilor. Cuplul electromagnetic al motorului este necesar s asigure accelerarea rapid a sistemului de acionare.

4.2. Pornirea motoarelor cu rotorul n colivie. Conectarea direct de la reea.Motoarele asincrone cu rotorul n colivie pot fi puse n funciune fr nici un dispozitiv special, prin simpla aplicare a tensiunii la nfurarea statoric. Curentul iniial de pornire coincide cu curentul de scurtcircuit

curent a crui valoare este de patru pn la apte ori curentul nominal. Zk este impedana de scurtcircuit (s = 1). Curentul mare preluat de la reea, dei nu reprezint un pericol direct pentru motor din cauza duratei de pornire relativ scurte, produce importante cderi de tensiune n reeaua de alimentare, cderi care pot deranja ali consumatori i mai ales iluminatul electric din reelele mixte de conectare i msurare. Pornirea prin cuplarea direct la reea este rapid i cu ocuri dinamice ridicate n elementele cinematice ale transmisiei. Din aceast cauz, motoarele cu rotorul n colivie au limitate ca valoare att cuplurile de pornire a Mp, ct i cuplurile maxime. Datorit creterii puterii reelelor de alimentare, metoda cuplrii directe la reea a motorului asincron cu rotorul n colivie a luat o larg rspndire, att n reelele de joas, ct i n cele cu tensiuni pn la 10 kV. Pentru a rspunde la ntrebarea dac este posibil sau nu conectarea direct a unui motor, practica a artat c pentru o pornire normal trebuie ndeplinit condiia

unde Ip este puterea instalat iar In este puterea motorului. Pornirea prin reducerea tensiunii de alimentare are ca scop reducerea curentului de pornire. Dar trebuie avut n vedere c prin reducerea tensiunii de alimentare se reduce i cuplul care este proporional cu ptratul tensiunii aplicate. Reducerea tensiunii se poate face prin pornirea motoarelor n stea dac tensiunea nominal a reelei este pentru triunghi, prin introducerea n circuitul de alimentare autotransformatorului sau a unor impedane. Procedeele de pornire a motoarelor asincrone difer dup tipul constructiv al rotorului: n scurcircuit sau bobinat. n alegerea unuia sau alteia dintre metodele de pornire, vom avea n vedere i considerentele de ordin economic.

15

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Pornirea direct a motoarelor n scurtcircuit se ntalnete la acionarea unor maini unelte simple: ventilatoare, polizoare. Acest procedeu de pornire conduce la schemele cele mai simple i mai sigure n exploatare, ele constnd n aplicarea simultan n stator a tensiunilor nominale de faz. Curentul de pornire Ip coincide cu curentul de scurtcircuit la tensiunea nominal, fiind relativ ridicat. La motoarele cu colivie simpl, de puteri nominale, pn la 100 W, curentului de pornire, la rotor blocat este de (58) In.

4.3. Pornirea direct a unui motor ntr-un singur sens.n figura de mai jos este redat schema electric de principiu pentru comanda automatizat a pornirii directe a unui motor asincron ntr-un singur sens.

Figura 14. Pornirea direct a unui motor ntr-un singur sens Dac apsam pe butonul de pornire b1 , cu ntreruptorul a1 nchis, contactorul C acioneaz; se conecteaz astfel la reea nfurarea statoric a motorului asincron cu rotorul n scurtcircuit. Prin nchiderea simultan a contactului auxiliar normal deschis c se asigur alimentarea bobinei contactorului C, precum i automeninerea contactorului C, dup ncetarea apsrii butonului b1. Releele electromagnetice e2 de curent maximal protejeaz motorul la supracureni moderai, dar de durat. Motorul se oprete dup dorina prin acionarea butonului de oprire b2, care ntrerupe alimentarea bobinei contactorului C.

4.4. Pornirea unui motor n ambele sensuri.Pentru pornirea n ambele sensuri, n comparaie cu schema de pornire ntr-un singur sens, mai apare un contactor pentru cellalt sens de funcionare i o interblocare a contactoarelor, pentru evitarea unor comenzi greite care ar putea duce la nchiderea simultan a contactelor principale

16

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

de for c1 i c2 i deci la scurtcircuitarea reelei de alimentare. Funcionarea schemei este asemntoare cu schema de pornire ntr-un singur sens cu meniunea c prin apsarea butonului b1 motorul va funciona ntr-un sens, iar prin apsarea butonului b2 motorul va funciona n cellalt sens. Schimbarea funcionrii dintr-un sens n altul se poate face dup ce n prealabil motorul a fost oprit prin apsarea butonului de oprire b3. Dac sunt necesare mai multe butoane de comand a pornirii i a opririi amplasate n diferite locuri, butoanele de oprire se conecteaz n serie, iar butoanele de pornire n paralel.

17

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Figura 15. Pornirea unui motor n ambele sensuri

4.5. Comanda pornirii stea-triunghi.

Curenii de pornire se micoreaz sensibil dac se utilizeaz pornirea stea-triunghi. Aceast metod de pornire indirect const n aplicarea tensiunilor nominale nfurrilor trifazate statorice, conectat iniial n stea. La atingerea unei viteze de circa 95.90 %, din cea de sincronism, nfurarea trifazat se comut n triunghi. Comutarea poate avea loc manual folosindu-se un comutator stea-triunghi sau automat ca n figura de mai jos.

La apsarea butonului de pornire b2 sunt alimentate simultan contactorul C1 i releul de timp d1. Contactele c1 se nchid conectnd statorul motorului n stea. Contactul c1 permite alimentarea contactorului de linie C3, care conecteaz statorul la reea. Dup un timp tp, reglat anterior, releul de timp d1 i nchide, astfel c C1 i pierde alimentarea i, nchiznd contactul c1 alimenteaz contactorul C3. Acesta i nchide contactele principale care conecteaz nfurrile statorului n triunghi. Releul de timp este reglat la timpul corespunztor atingerii a 95 % din viteza de regim staionar.

18

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV Figura 16. Comanda pornirii stea-triunghi

Maina Asincron

Curentul i cuplul de pornire se micoreaz de trei ori fa de cazul pornirii directe cu nfurarea statoric conectat n triunghi. Inconvenientul menionat limiteaz aplicarea pornirii stea-triunghi numai acolo unde pornirea se face n gol, excluzndu-se pornirile n plin sarcin cu acest porcedeu. La comutarea n triunghi au loc salturi de cureni i de cureni i de cuplu, motorul trecnd pe caracteristica mecanic de funcionare, corespunztoare tensiunii .

Nerespectarea atingerii vitezei de rotaie de circa 90.95 % din viteza de sincronism, la trecerea din stea n triunghi, face s apar salturi de curent i de cuplu apropiate de cele realizate la pornirea direct n triunghi, ceea ce anuleaz avantajele specifice acestui procedeu de pornire. Dac dup efectuarea pornirii stea-triunghi apar sarcini reduse n funcionare, a mai mici de 1/3 din valoarea nominal, statorul poate fi comutat din nou n stea. n acest mod, scade curentul absorbit, factorul de putere i randamentul mbuntindu-se; se realizeaz astfel reducerea pierderilor de energie. Pornirea stea-triunghi poate fi aplicat numai motoarelor asincrone, a cror nfurare statoric are accesibile toate cele ase borne, avnd tensiunea statoric de faz egal cu tensiunea de linie a reelei de alimentare. n reeaua de distribuie de joas tensiune de 220/380 V de care dispunem, dac pe plcu indicatoare a motorului este scris 220/380 V, motorul nu poate fi pornit n stea-triunghi. ntradevar, tensiunea statoric nominal pe faz este de 220 V i nu de 380 V, ct ar fi tensiunea ce s-ar aplica pe faz la conexiunea n triunghi a nfurrii statorului. Motorul s-ar arde foarte repede, datorit unei tensiuni mai mari cu 73 % fa de tensiunea nominal pe faz. Pe plcua indicatoare trebuie s existe meniunea 380/660 V, motorul comandndu-se ca atare.

4.6. Pornirea cu autotransformator.Schema de principiu a pornirii cu autotransformator este dat n figura de mai jos.

19

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Pornirea se realizeaz prin nchiderea contactelor de contactor c1, apoi c3; astfel, alimentarea mainii de acionare m2 se face prin autotransformatorul m1, la tensiunea redus. La terminarea procesului tranzitoriu de pornire, se nchid contactele c2 i se deschid contactele c3 realizndu-se legarea direct a mainii m2 la reea. Figura 17. Pornirea unui motor cu autotransformator

Se introduc urmtoarele notii: curentul Ip, absorbit de m2 la pornirea prin autotransformatorul m1 cu tensiunea redus Up; curentul IpN, absorbit de m2 la pornirea direct cu tensiunea nominal UN; curentul Ip, luat din reea la pornirea prin autotransformatorul m1. Scriind egalitatea puterilor absorbite de la reea de m1 cu cea absorbit prin m1 de m2, adic UN* Ip=Up* Ip1, rezult:

unde a este raportul de reducere al tensiunii aplicate la m2. Aproximnd a curentul absorbit de m2 scade proporional cu tensiunea aplicat, se obine:

nmulind aceste relaii, rezult raportul cutat: Prin reducerea tensiunii, scade ns i cuplul mainii de pornire, adic cuplul se micoreaz n acelai raport cu curentul.

20

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Pornirea cu autotransformator este avantajoas energetic, ns fiind costisitoare, este justificat numai n cazul mainilor asincrone de putere mare.

4.7. Pornirea cu rezistene Rs.Pornirea cu rezistene RS legate n serie n circuitul statoric al mainii asincrone se face cu schema de mai jos. La pornire se nchid contactele c1, iar contactele c2 rmn deschise. Dup terminarea pornirii se nchid contactele c2. Figura 18. Pornirea unui motor cu rezistene Fa de metoda cu autotransformator, prin acest procedeu, la aceeai reducere a cuplului se obine un curent de pornire mai mare i apar pierderi n rezistena Rs; n schimb schema este mai simpl. Procedeul se poate aplica la acionrile cu maini de putere mic, la pornire cu sarcina redus. Pornirea cu bobina de reactan sau rezistene introduce n circuitul de alimentare se utilizeaz n cazuri rare din cauza rezistenelor i reactanelor care sunt, n unele cazuri greu de suportat. Totodat, la acelai curent iniial de pornire, cuplul de pornire este mai mare n cazul utilizrii autotransformatoarelor dect a bobinelor de reactan. Schema de principiu pentru acest caz este dat n figura de mai sus. Mai general, se poate face remarca c toate metodele de pornire indirect a motorului asincron prezint inconvenientul reducerii cuplului de pornire. Din aceast cauz aceste metode nu sunt adecvate pentru pornirea n plin sarcin, la pornirile grele fiind pur i simplu neaplicabile.

21

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

CAPITOLULProcedeele de reglare a turaiei motoarelor asincrone rezult din expresia turaiei: 22

MODALITI DE MODIFICARE A TURAIEI

5

i constau n: variaia frecvenei f1 a tensiunii de alimentare; modificarea numrului de perechi de poli p; modificarea alunecrii, s, prin modificarea rezistenei rotorice. Reglarea turaiei prin modificarea frecvenei i tensiunii de alimentare prin meninerea raportului

La reglajul n frecven pentru a menine factorul de suprancrcare km constant i pentru a evita saturarea mainii la frecvene joase se menine fluxul inductor constant variind i tensiunea de alimentare n acelai raport cu frecvena ct. Aceast condiie este realizat cu ajutorul convertizoarelor statice de frecven cu tiristoare. Familia de caracteristici mecanice obinut pentru diverse frecvene are un aspect foarte favorabil meninnd capacitatea de suprasarcin indiferent de vitez (Figura 17).

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

Figura 19

Figura 20

La frecvene supranominale f1 > f1n condiia nu se mai poate realiza (s-ar periclita izolaia mainii pentru U1 > U1n ) i se menine U1 = U1n , fluxul inductor statoric scznd pe msura creterii frecvenei (Figura 18). Aceast metod asigur o gam larg de turaii, o reglare fin fr pierderi de energie. Dei tehnica convertizoarelor de frecven este astzi bine pus la punct totui aceste instalaii sunt relativ scumpe (n comparaie cu costul motorului) i deformeaz reeaua introducnd armonici superioare i mrind astfel pierderile suplimentare ale motorului.

5.1. Reglarea turaiei prin modificarea rezistenei rotoriceAceast metod de reglare se poate aplica numai motoarelor cu rotorul bobinat (cu inele). Introducerea simetric de rezistene n serie cu nfurrile de faz rotorice modific cresctor alunecrile critice aa cum am vzut la pornirea motoarelor cu rotorul bobinat (Figura 16). Dup cum se poate observa din aceast familie de caracteristici mecanice la cuplu constant (Mn = M) alunecarea crete odat cu mrimea rezistenei nseriate. Reostatele de reglare cu rezistene n trepte sunt asemntoare cu cele de pornire, dar destinate pentru o funcionare de lung durat (deci mai voluminoase). Prin introducerea n rotor a rezistenelor suplimentare putem regla viteza n jos fa de cea sincron n limite largi, cu scderea rigiditii caracteristicii. Fineea reglajului depinde de numrul treptelor reostatului de reglare. Dezavantajele metodei constau n: eficiena economic slab datorit pierderilor mari prin efect termic pe rezistenele exterioare; necesitatea dimensionrii speciale a reostatului de reglare pentru stabilirea regimului termic, fapt ce i mrete costul considerabil;

23

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

limitarea plajei de reglaj funcie de mrimea cuplului de sarcin. La cupluri de sarcin mici plaja de reglaj este considerabil redus. Cu toate aceste dezavantaje reglarea turaiei motoarelor asincrone cu ajutorul reostatelor rotorice este larg utilizat n practic datorat n special simplitii ei i mai ales la acionarea mecanismelor de ridicat (macarale, poduri rulante) care nu necesit un reglaj continuu de turaie i care funcioneaz n regim intermitent.

5.2. Reglarea turaiei prin modificarea numrului de perechi de poliModificnd numrul de perechi de poli p, se modific n trepte viteza de sincronism i deci viteza de rotaie a motorului asincron. Modificarea numrului de perechi de poli se poate face pe dou ci: prin introducerea n crestturile statorului a dou nfurri distincte cu numr diferit de poli, obinndu-se n acest fel dou turaii de sincronism diferite. Evident n acest caz, seciunea crestturilor va fi mai mare ducnd la creterea curentului de mers n gol i a reactanei magnetice de dispersie statorice. Ca urmare se obin un factor de putere i un randament sczut. prin realizarea nfurrii statorice pe fiecare faz din dou seciuni identice care printrun comutator special pot fi conectate n serie sau n paralel, determinnd astfel configuraii cu p = 2 , respectiv p = 1 (Figura 19).

Figura 21 Dac motorul are rotorul bobinat, este necesar i modificarea numrului de perechi de poli ai nfurrii rotorice, ambele nfurri trebuind s aib acelai numr de perechi de poli. Din

24

Centrul Romn Pentru Pregtirea i Perfecionarea Personalului din Transporturi Navale - CERONAV

Maina Asincron

aceast cauz motoarele cu numr variabil de poli se construiesc de regul cu rotorul n colivie, acesta adaptndu-se n mod natural la numrul de perechi de poli ai nfurrii statorice.

25