Masini Electrice 1 Curs 8

8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8

http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 1/24



2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 3

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




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:




CUPLURILE GENERATORULUI:

1

11

PM

Cuplul de rotaţie al motorului primar

1

2PM

Cuplul electromagnetic

1

00

PM

Cuplul de mers în gol

01 MMM




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




Caracteristica unghiular ă amaşinii sincrone

nk 2

Maşini cu întrefier constant

Maşini cu întrefier variabil

14

1181

cos

0

2

0

q

d S

q

d S

k

X X

E U

X

X

E

U




O

A

Bθk m n

a

b

c

d

p q

M

θ

Zona stabilă Zona instabilă

STABILITATEA

GENERATORULUI SINCRON (cu

poli inecati)

1. Generatorul funcţionează în punctul a.

2. Creşte cuplul de rotaţie al motorului primar.

3. Punctul de funcţionare se deplasează în b.

abab PPP

ab MMM

Creşterea simultană a unghiului θ şi a cuplului M

constituie regimul tranzitoriu al sincronizarii, până la

echilibrarea cuplului de rotaţie al maşinii primare.

Creşte cuplul electromagnetic al maşinii sincrone cu:




Putere sincronizanta defineste capacitatea de a se sincroniza a generatorului la variatii ale

cuplului de rotatie al masinii primare.

cosX

EUm

d

dPP

d

02s

Cuplul sincronizant:

cosX

EUmM

d

02s

Pentru a asigura stabilitatea necesara in regim de generator este indicata funstionarea la

unghi intern cuprins intre 15°-20°. Pentru a putea lucra la valori mai mari este necesara

aplicarea unei strategii de control al curentului de excitatie.




CARACTERISTICI DE FUNCŢIONAREALE GENERATORULUI SINCRON

GENERATOR SINCRON

AUTONOM

Nu este cuplat la reţea

Unghiul intern nu are importanţa

Viteza de antrenare constantă.

GENERATOR SINCRON CUPLAT

LA REŢEA

Tensiuni sinusiodale

Valoare efectivă egală cu cea a

reţelei Frecvenţă egală cu cea a reţelei

Aceeaşi succesiune a fazelor

Tensiunile în fază cu cele ale

reţelei

CARACTERISTICI:

De mers în gol

De mers în scurtcircuit staţionar

De mers în sarcină

Externă

De reglare




GENERATOR SINCRON

AUTONOM

Caracteristica de mers în gol

0Ilaif E E0

Caracteristica de mers în

scurtcircuit stationar

0Ulaif I Esc




Caracteristica de mers în sarcină

.ctcos.ctIlaif U E

Caracteristica externă

.ctcos.ctilaIf U E

Caracteristica de reglare

.ctcos.ctUlaIf iE




GENERATOR SINCRON CUPLAT

LA REŢEA INFINITĂ Funcţionarea generatorului la mers în gol

(M1=M0)

00M

U2

E0

I2

U2

E0

I2=0

U2

E0

I2

1EI 2EI 3EI

3E2E1E III

IE2 excitaţie optimă




Funcţionarea generatorului în sarcină

sinX

EmUPPcstM

d

0221

La cuplu de antrenare constant,

modificand valoarea curentului

de excitatie (si prin ea, valoarea

lui E0) se poate varia natura

puterii cu care se incarca

generatorul (reactiva sau

activa).

Tensiunea debitata pe sarcina (U2) este constanta, egala cu cea a retelei.

Pentru a incarca generatorul cu

sarcina reactiva, se modifica

excitatia, pentru a se incarcageneratorul cu sarcina activa se

mentine constanta excitatia si se

modifica cuplul de antrenare.

'EE''E III




cosφ=1

cosφ=0.8 cap

cosφ=0.8 ind

IE/IE0

I2/I2N

1

1

Caracteristicile în V ale generatorului sincron:

I2=f 1(IE) şi cosφ=f 2(IE) pentru U2=cst şi P2=cst

Generator

subexcitat

Generator

supraexcitat

Mers in gol la o

valoare a excitatiei

sub cea optima

Mers in gol la o

valoare a excitatiei

peste cea optima




MAŞINA SINCRONA INREGIM DE MOTOR

Se utilizeaza in actionarile cu turatie constanta

datorita urmatoarelor avantaje:

Poate contribui la imbunatatirea factorului de

putere al retelei;

Prezinta o stabilitate mai buna in exploatare;

Randament mai bun

2s2202 I jXIR EU




Cuplu de pornire nul

Pornirea cu

ajutorul unui motor

auxiliar

Pornirea utilizand

convertor de

puterePornirea inasincron (numai

pentru cele care au

colivie de pornire)

Caracteristica mecanica

Caracteristica unghiulara




Caracteristica in “V”

Punctul A1: motorul se comporta fata de retea ca un receptor rezistiv –inductiv

Punctul A2: motorul se comporta fata de retea ca un receptor pur rezistiv

Punctul A3: motorul se comporta fata de retea ca un receptor rezistiv –capacitiv

Modificand curentul de excitatie se poate ajusta factorul de putere al motorului.




Modelul de circuit al maşiniisincrone

S

iSd

USd

iSq USq

S

iA

UA

iC UC UB

iB

Înfăşurare statorică trifazată Înfăşurare statorică bifazată




UE iE

S

UQ

iQ

UD

iD

ω

q

R

iSd

USd

iSq USq

id

Ud

iq

Uq UE iE

S

UQ

iQ

UD

iD

ω

q

R

Înfăşurare rotorică de excitaţie (indice E)

Înfăşurare rotorică de pornire cu cele douăcomponente pe cele două axe (indice D şi Q )

Înfăşurare statorică echivalentă ce seroteşte odată cu rotorul (indice d şi q )




0dt

diR u

DDDD

dqqSqdt

d

dt

diR u

qddSddt

d

dt

diR u

EEEEdt

diR u

0dt

diR u QQQQ

Ecuaţiile de tensiuni, considerând toate

înfăşurările receptoare

STATOR (INDUS)

ROTOR COLIVIA DEAMORTIZARE

ROTOR EXCITAŢIE




Axa d

Fluxul de magnetizare

mddmd iM

Fluxurile totale în înfăşurări

mdEEE

mdDDD

mddSd

iL

iLiL

Axa q

Fluxul de magnetizare

Fluxurile totale în înfăşurări

mqqmq iM

mqQQQ

mqqSq

iL

iL




Ecuaţiile de tensiuni, în regim staţionar 0

dt

d

Edmd

EddEEE

EdddSd

iii

iiMiLiiMiL

qmq

qqqSq

ii

iMiL

dqSq iR u qdSd iR u

EEE iR u

0iD 0iQ

0t

dEqqdqd MiiMMiipM

Componenta sincronă Componenta sincronă reactivă

Masini Electrice 1 Curs 8

Documents

Transcript of Masini Electrice 1 Curs 8