Masini Electrice 1 Curs 13

8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 13

1/21

2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 13 1

MAŞINI ELECTRICECurs 13: Recapitulare si aplicatii:

Maşina de curent continuu:Masina sincrona Prof.dr.ing. Claudia MARŢIŞ

Departamentul de Maşini şi Acṭionări Electrice

Facultatea de Inginerie Electrică


2/21


3/21


TENSIUNEA ELECTROMOTOARE INDUSĂ

http://www.youtube.com/watch?v=ATFqX2Cl3-w

Fluxul care inlantuie

spira

Tensiunea

electromotoare indusa la

bornele spirei

Tensiunea culeasa la

perii

http://www.youtube.com/watch?v=ATFqX2Cl3-whttp://www.youtube.com/watch?v=ATFqX2Cl3-whttp://www.youtube.com/watch?v=ATFqX2Cl3-whttp://www.youtube.com/watch?v=ATFqX2Cl3-w


4/21


Pentru doua spire, asezate in plane

perpendiculare, dar care se rotesc simultan:

Tensiunea culeasa la perii

Fluxurile care inlantuie

fiecare din cele doua spire

Tensiunile electromotoare

induse la bornele celor doua

spire

Pentru un rotor cu mai multe sectii:

nK K E AEEAE

60

N

a

pK respectiv,

2

N

a

pK E


5/21

Cuplul exercitat asupra unei sectii

Forta exercitata asupra unei sectii

In valori medii:

aAEaAEaneticaelectromag IK

IK EIPM

Cuplul electromagnetic

CUPLUL ELECTROMAGNETIC



6/21


REACŢIA INDUSULUI

Câmpul rezultant

Forma de variaţie a inducţiei magneticede-a lungul întrefierului

Pentru evitarea deformării câmpului

rezultant se utilizează o înfăşurare decompensare


7/21


COMUTAŢIA LAMAŞINA DE C.C.

Ia

Ia

42 31

I

i

I

Ia

42 31

Ia

Ia

42 31

I

t

-Ia

Ia

TK

K n

1

K n

60

D60

nK D

v

bT

K

K

K

K k

Perioada comutaţiei


8/21


REGIMUL DE MOTOR

P

pFe

pmec

ps pCu pperii

Pm Pu = M• PA = UA·IA

PE = pE

Bilanţul energetic


9/21


E

iE

uE

AE

iA

uA

AE

pAAA

EEE

K E

EUIR U

IR U

ECUAŢIILE IN REGIM STAŢIONAR- Motorul cu excitaţie separată -

Ecuaţiile detensiuni

Expresia

cuplului AAEAAE IK IpM

Ecuaţia de

mişcare

f s k MM

Cuplul de

sarcină Cuplul de

frecare


10/21


Caracteristica mecanica

AEe

AA

k

IR Un


11/21


IK K E

EUIR R U

AE

pEA

ECUAŢIILE IN REGIM STAŢIONAR- Motorul cu excitaţie serie -


Expresia

cuplului

2

AE IK IpM

Ecuaţia de

mişcare

f s k MM

Cuplul de

sarcină Cuplul de

frecare


12/21


If n

Caracteristica de sarcină

Ik

R R k

Unsate

EA

sate

Caracteristica mecanica

12

sate

EA

sate

N

1

2

EAN

e

II,MK k

R R

k

U

II,M

IR R

M

IU

k

K

n

Mf n


13/21


Reglarea vitezei motoarelor de c.c.

cu excitaţie separată AEe

AA

K

IR Un

Modificarea rezistenţei în circuitulrotoric (RA+Rp)

E

iE

uE

AE

iA

uA

Rp

Rc

IK M AEe


14/21


pFe

pmec ps

pCu_indus pperii

P2 = UA•IA P1 = Ma·

PE = pE

Bilanţul energetic

Pierderile în

excitaţia separată

Pierderile în excitaţiaderivaţie/serie

Putere mecanică

Putere

electromagnetică

P = M·

Ma – cuplul de antrenare

M – cuplul electromagnetic (se opune cuplului de antrenare)

aAEIK M 2

N

a

pK


15/21


AE

pAAA

EEE

K E

UIR UE

IR U

ECUAŢIILE IN REGIM STAŢIONAR- Generator cu excitaţie separată -


Expresia

cuplului AAEAAE IK IpM

Ecuaţia de

mişcare

f 0a k MMM

Cuplul de

sarcină Cuplul de

frecare

Cuplul de mers

in gol


16/21


APLICAŢII MAŞINA DE CURENT CONTINUU

MCC1. Un generator cu excitaţie separată, cu tensiunea nominală UAN=110V, funcţionează în gol, la turaţia de 2500 rot/min, cu tensiunea E0 egală cu tensiunea nominală. Rezistenţa înfăşurării indusului esteRA=0.1Ω. Generatorul este încărcat la un curent de sarcină IA=100 A. Să se calculeze cu cât trebuie mărită turaţia generatorului pentru ca tensiunea la borne, U

A, să rămână egală cu tensiunea nominală. Se

presupune că fluxul inductor este proporţional cu curentul de excitaţie. Caderea de tensiune la perii seneglijeaza.

MCC2. Un motor de c.c. cu excitaţie separată are următoarele date nominale: PN=4 kW; UN=220V; IN=22A;nN=1500 rot/min; RA=0.82Ω şi dezvoltă un cuplu electromagnetic de 20Nm. Să se calculeze turaţia şi randamentul motorului la sarcina dată.

MCC3. Un motor de c.c. cu excitaţie separată are următoarele date obţinute la mersul în gol: UN=440V;

IA0=5.2A; n0=2485 rot/min; Rezistenţa rotorică este RA=1.48Ω şi ΔUp=2V şi este încărcat la un curent desarcină de IA=33A. Să se calculeze turaţia, puterea electromagnetică şi randamentul motorului la sarcinadată.

MCC4. Un motor de c.c. cu excitaţie separată are tensiunea nominală de 110V, curentul nominal de 25A şi turaţia nominală de 2000 rot/min. Dacă rezistenţa înfăşurării este de 0.1Ω, să se determine valoareacurentului de pornire cu alimentare directa de la sursa, respectiv valoarea rezistentei aditionale si a

cuplului de pornire pentru un curent de pornire de 5A.


17/21


MASINA SINCRONA

Maşină sincronă: maşină de curent alternativ construită pentru a funcţiona cu oviteză constantă, legată de frecvenţa f a reţelei şi de numărul de perechi de poli p

ai maşinii, prin relaţia:

p

f 60 n

Stator similar cu cel al

maşinii asincrone (tolesau segmente de tole)

Rotor cu poli înecaţi(material masiv în care

se taie crestăturile)

Rotor cu poli aparenţi (piese polarefixate la periferia unei roţi polare

solidare cu arborele maşinii)

Infasurarea de excitatie: infasurarea rotorica (alimentata in curent

continuu, parcursa de curent continuu)

Infasurarea indusa: infasurarea statorica (alimentata in curent

alternativ trifazat)


18/21


2s I jX

22IR

2U

2I

0

0E

Reactanţa sincronă

m2s XXX

2s2220 I jXIR UE

212 LX

qqdd20 I jXI jXUE

φ

E0

Φ0

I2(Θs) Iq(Θsq)

Id(Θsd)

θ

jXqIq

jXdId

U2

Diagrama fazorială


19/21


PUTEREA ŞI CUPLULMAŞINII SINCRONE Bilanţul energetic:

E0

U2

I2

Id

Iq

θ

θ

θ θ φ

G

HO

A

B

C

D

mecsFeCu21 ppppPP

Puterea

la ax Puterea

debitată

Pierderi în

înfăşurărilestatorice Pierderi în

miez

Pierderi

suplimentare

Pierderi

mecanice

cosUIpPP mec12

Neglijând pCu, pFe, ps:


20/21


2sin

X

1

X

1

2

Usin

X

EUmP

dq

22

d

022

m este numărul de faze

Puterea maşinii sincrone:

2sinX

1

X

1

2

Usin

X

EU

f 2

mp

p

f 2

PPM

dq

22

d

02

11

2

1

2

Cuplul maşinii sincrone:

Componenta sincronă Componenta sincronă reactivă

sinX

EU

f 2

mpM

d

02

1sin

2sinX

1

X

1

2

U

f 2

mpM

dq

22

1SR


21/21


APLICAŢII MAŞINA SINCRONA

MS3. O maşină sincronă trifazata, alimentata de la reteaua trifazata de 50 Hz si tensiune de faza de 220V,are 3 perechi de poli şi dezvoltă un cuplu electromagnetic de 40Nm. Dacă pierderile reprezinta 2% dinputerea debitată (P2), să se calculeze puterea la ax (P1) a maşinii primare. Care este curentul absorbit demasina, daca ea lucreaza la un factor de putere de 0.95 ?

MS4. Un hidrogenerator sincron trifazat cu conexiunea Y a fazelor statorului, funcţionează la sarcinanominală de 15A şi la tensiunea de fază de 220V. Să se determine puterea aparentă nominală ageneratorului şi puterea activă debitată, ştiind că lucrează la un factor de putere inductiv de 0.9. Care estecuplul de antrenare, dacă maşina are 6 perechi de poli, daca pierderile reprezinta 2% din puterea debitata?

Masini Electrice 1 Curs 13

Documents

Transcript of Masini Electrice 1 Curs 13