Cap

Cap.10 APLICATII (Extras pt.aplicatia Rot.Bobinat,masterand,Neacsu I)Ca si pentru transformator (cap.5),pentru ilustrarea metodelor de analiza si sinteza optimala propuse, in acest capitol se vor realiza aplicatii numerice detaliate privind cele doua tipuri fundamentale de masini(motoare)asincrone rotative:cu conversie radiala,cu rotor(indus)bobinat sau in colivie(bare inalte),respectiv cu conversie axiala(cu inductor toroidal sau polar)si rotor in colivie.

Conform metodologiei de analiza si sinteza propusa, aplicatiile numerice vor avea in vedere urmatoarele trei tipuri de probleme:

a) problema de analiza, avand ca obiective principale determinarea parametrilor modelului matematic(schema echivalenta in T,diagrama curentilor),si apoi a caracteristicilor de functionare (caracteristici electromecanice,caracteristica cuplului,etc.) ale motorului asincron cu date nominale si de catalog impuse.

Asa cum s-a mai subliniat, rezolvarea problemei de analiza,ca o prima etapa in sinteza(proiectarea) masinii asincrone,permite obtinerea de date-performante suplimentare care,incorporate in structura algoritmilor de optimizare, fac posibila evidentierea rapida a unei solutii optime.

b) problema de sinteza optimala(optimizare),respectiv de determinare a unei solutii optime-factor

de geometrie()optim, solicitari electromagnetice,dimensiuni principale optime,consumuri de materiale active optime,etc.,in baza algoritmilor de optimizare,analizati in cap.9.

Din acest punct de vedere trebuie subliniat ca,la fel ca si in cazul transformatoarelor,algoritmul de optimizare utilizat-algoritmul Poynting,contine in structura sa principalele performante constructive ale infasurarilor si miezului (factori de umplere,proprietati electrice si magnetice,etc) cat si functionale(,etc.)care,impreuna cu criteriile de optimizare,in principal de natura economica, permit sinteza optimala a masinii, practic fara iteratii.

c) problema de dimensionare a sistemului electromagnetic al masinii asincrone optime,prin care se detaliaza dimensiunile geometrice concrete ale diferitelor subansamble(miez magnetic,infasurari stator,rotor),si se calculeaza principalele performante,respectiv abaterile fata de valorile impuse,care se vor incadra,fara surprize,in tolerantele admisibile in practica.

10.1 Sinteza optimala a motorului asincron cu conversie radiala

Pentru exemplificarea metodelor si relatiilor de calcul propuse,se vor efectua aplicatii numerice pentru motorul asincron trifazat ,utilizat deja in aplicatiile din cap.7,cu urmatoarele date nominale principale(7.29): =500kW, r.p.m.,=0.92, =0.93, ==2.5 u.r,

clasa de izolatie F, I.P.23 (ventilatie interioara). (10.1)

Utilizandu-se metoda traditionala de proiectare(constanta C),s-au obtinut urmatoarele date[1]:

D=0.47m ;L=0.358m;=0.97; T, A1=520A/cm; J1=6.15A/mm2

=0.0246 ; hc1=5.6 cm ;hj1=7.9m (Bj1=1.42 T) ;De=0.74m ;Z1=72cr.; bc1=1.05cm;

pJ1n=0.0214 u.r.; =1.5mm; d0=0.15m; (10.2)

Pe baza datelor de mai sus s-au determinat urmatoarele:

-fluxul termic in zona activa stator W/m2 (10.3)-factorul de geometrie 3, V1=36,9m/s,si

EMBED Equation.3 =1.9 -factorul de crestare stator

-factorul de umplere a crestaturii stator

EMBED Equation.3 =0.3

-factorul de solicitare magnetica a jugului stator

Verificarea compatibilitatii datelor obtinute: -puterea electromagnetica(Sn): =575 (kVA) (10.4)

-factorul de utilizare (C): =291 (kN/m2)-factorul de realizabilitate(Fn) : =0.0754 S-a obtinut =0.07540,conditie realizabilitate plot(kf1,hc2,-,kf1,hj2,.,kf1,ddo,*)

Fig.10.7

bz2m(n)=bd/(kz2-hc2(n)/d(n)); bz2m0.005m,conditii mecanice,baza dintedix=d2x-(2*hc2x+2*hj2x)=0.286m;

ddox=(dix-do)/2=0.0699m;%>0 conditie de realizabilitate

Mfej2=pi*(dix+hj2x)*hj2x*Lx*dfe2=211.9kg;

Mfez2=Z2*hc2x*Lx*dfe2*(bd21+bd22)/2=68.2kg;Mfe2=Mfej2+Mfez2=280.1kg;Mfe2x=cfe2x*Sn/1000=292.7kg;

epsiMfe2=(Mfe2-Mfe2x)/Mfe2x=-0.043; b) dimensionare infasurare trifazata rotor (10.14) U2n=528V;S2n=i2n*Sn=5.4922e+005 VA;Uf2n=U2n/sqrt(3)=304.84V;

If2n=S2n/(3*Uf2n)=600.5 A;y2t=Z2/(2*p)=15;beta2=1 %infasurare pas diametral,simplu straty2r=round(beta2*y2t)=15;beta2r=y2r/y2t=1;ky2=sin(beta2r*pi/2)=1;gc2=pi/(3*q2)=0.2094;kq2=sin(q2*gc2/2)/(q2*sin(gc2/2))=0.9567;kw2=kq2*ky2=0.957;usp2=2*Esx*Lx*kw2=15.34V/sp;w2=umn*Uf2n/usp2=18.72sp;Nc2=round(w2/(p*q2))=2 %laturi de spira in crestatura,simplu stratw2r=Nc2*p*q2=20;usp2r=usp2*w2/w2r=14.36V/sp;bdr=bd*usp2r/usp2=0.7485T;epsiBdr=(bdr-bd)/bd=-0.064;%pt erori semnificative se reitereaza cu bdr Sw2=If2n/J2x=9.6132e-005m2;

ku2x=Nc2*Sw2/(hc2x*bc2)=0.5182;epsiku2=(ku2x-ku2)/ku2=0.0364;R2=ro2*2*w2r*Lx*kf2x/Sw2=0.0097;Pj2=3*R2*If2n^2=1.0484e+004W;pj2=Pj2/Sn=0.0179;epsipj2=(pj2-pj2n)/pj2n=0.0274;r2=pj2/(i2n*i2n)=0.0203u.r.;epsir2=(r2-r2c)/r2c=0.0274;Mcu2=3*w2r*(2*Lx*kf2x)*Sw2*dcu2=97.19kg;epsiMcu2=(Mcu2-Mcu2x)/Mcu2x=0.027;c)calculul parametrilor infasurarii rotorului(xs2) (10.15) bi2=bc2/2=0.0057m; hi2=bi2=0.0057; % crestatura semideschisa(inf.j.t)lamdac2=q2*hc2x/(taux*(1-kz2))=0.951; %rel 7.55 lamdaf2=q1*cf*(kf2x-1)*(1-beta2r*df/af2)=1.8467

lamdad2=5*deltao/(4*deltao+5*bi2)=0.2165

lamda2=lamdac2+lamdaf2+lamdad2=3.0143

ksd2=0.004 %fig.7.8d,xsd2=xmc*ksd2=0.0189 react.dif.(rel.7.54) %rel.alternativa,xs2,rel.7.61

Lamda2=lamda2*miuo*Lx=1.3903e-006

L2s=2*w2r*w2r*Lamda2/(p*q2)= 1.1123e-004 %induct.scapari,rotor,H xs2c=(omega1*L2s/Z1n)*(w1r*kw1/(w2r*kw2))^2=0.0612(u.r.) xs2x=xs2c+xsd2=0.0800u.r.;xsx=xs2x +xs1x=0.1841: epsixs=(xsx-xsc)/xsc=-0.118

Caracteristici functionare motor rotor bobinat

a) parametri schemei echivalente,calculati pentru solutia optima(rel.10.12,si 10.15): r1c=0.0220; r2c=0.0203; xs1c=0.104; xs2c=0.08; xmc=4.64; rwc=36.7; (10.16)valorile calculate fiind apropiate celor esimate(10.6), pe baza datelor nominale si de catalog: =0.0227u.r,=0.0198u.r(=0.02u.r),,=0.10u.r.=4.7u.r, =36.7u.r

Fig.10.11

Cu parametri,constanti,(10.16),se determina caracteristicile electromecanice ale motorului, prin rezolvarea numerica a schemei echivalente in T,reprezentate in fig.10.11,in functie de factorul de sarcina ,unde =0.0202-alunecarea corespunzatoare curentului nominal(=1u.r.).

Pe baza caracteristicilor electromecanice din fig.10.11, rezulta parametri energetici ai motorului in regim nominal: cosfi1nx=0.93(0.92); rannx=0.931(0.93); snx=0.0202 (0.02); (10.17)

Fig.10.12In fig.10.12 sunt reprezentate caracteristicile de pornire,cuplul electromagneic si curentul de pornire ale motorului cu rotorul bobinat,calculate prin rezolvarea numerica a schemei echivalente in T,cu parametri (10.16),unde se identifica cuplul maxim Mmx/Mn=2,64u.r, cuplul de pornire Mp/Mn=0.62u.r.,si curentul de pornire I1p/I1n=5.4u.r. Bibliografie

1.Cioc,I.,Nica,C.,Proiectarea masinilor electrice,Ed.Didactica si Pedagogica,Bucuresti,1994

2.Mihalache,M.,Transformatorul,Probleme de analiza si sinteza optimala, Ed.Printech,Buc.20013.Mihalache,M., Masina Asincrona,Probleme de analiza si sinteza optimala,Ed.Printech,Buc.20024.Mihalache,M., Masina Sincrona, Analiza si sinteza optimala, Ed.MatrixRom, Bucuresti,2009

P.S.

Succes!

Daca iti este de ajutor,si doresti informatii suplimentare,iti pot imprumuta cartea [3]

_1426405793.unknown

_1426407372.unknown

_1426408262.unknown

_1426422580.unknown

_1426575567.unknown

_1426956632.unknown

_1427539881.unknown

_1426956686.unknown

_1426956590.unknown

_1426436373.unknown

_1426436595.unknown

_1426436043.unknown

_1426422457.unknown

_1426422540.unknown

_1426418079.unknown

_1426408078.unknown

_1426408101.unknown

_1426408236.unknown

_1426407442.unknown

_1426407517.unknown

_1426406897.unknown

_1426407237.unknown

_1426407295.unknown

_1426406939.unknown

_1426406593.unknown

_1426406782.unknown

_1426406062.unknown

_1237141012.unknown

_1341464544.unknown

_1423298056.unknown

_1426402793.unknown

_1426402944.unknown

_1423301172.unknown

_1341464665.unknown

_1341464843.unknown

_1341464921.unknown

_1341464952.unknown

_1341464981.unknown

_1341464877.unknown

_1341464730.unknown

_1341464607.unknown

_1341397348.unknown

_1341464429.unknown

_1341464464.unknown

_1341464510.unknown

_1341397682.unknown

_1341397484.unknown

_1341397272.unknown

_1341397317.unknown

_1237141548.unknown

_1237141630.unknown

_1238257332.unknown

_1237141293.unknown

_1237140009.unknown

_1237140602.unknown

_1237140987.unknown

_1237140443.unknown

_1237139806.unknown

_1237139932.unknown

_1234254695.unknown

_1237139765.unknown

_1234254583.unknown