CUPRINS

1. ARGUMENT.............................................................................................................................................2

2. PRINCIPII DE ALCĂTUIRE A SCHEMELOR DE COMANDĂ A ACŢIONĂRILOR ELECTRICE.............................3

3. SCHEME DE COMANDĂ ALE SISTEMELOR DE ACŢIONARE.......................................................................7

3.1 Pornirea automată a motoarelor asincrone trifazate cu rotorul în scurtcircuit..............................7

3.2. Pornirea şi inversarea sensului de rotaţie la un motor asincron trifazat........................................9

4. PROTECŢIA MOTOARELOR ELECTRICE DE ACŢIONARE..........................................................................11

5. CALCULUL ŞI ALEGEREA ELEMENTELOR DE PROTECŢIE.........................................................................13

6. SĂNĂTATEA ŞI SECURITATEA MUNCII LA UTILIZAREA INSTALAŢIILOR ŞI ECHIPAMENTELOR ELECTRICE..................................................................................................................................................................14

7. BIBLIOGRAFIE.........................................................................................................................................16

1

1. ARGUMENT

Comenzile automate în instalaţiile electrice se realizează fără participarea directă a

omului. În cazul unor comenzi, omul poate da un impuls pentru realizarea unui regim de

funcţionare şi poate să controleze acest regim. În alte cazuri, chiar şi primul impuls de comandă

este dat de dispozitive automate. Realizarea efectelor dorite, de pornire-oprire sau reglare a

diverşilor parametri dintr-o instalaţie, se obţin prin alcătuirea unor scheme de comandă

adecvate.

Schemele de comandă trebuie să fir cât mai simple, în sensul ca ele să fie realizate cu un

număr cât mai redus de aparate şi contacte.

Alcătuirea schemelor de comandă are la bază o cunoaştere în amănunut a instalaţiei ce

trebuie comandată, precum şi a funcţionării individuale şi în diverse montaje a aparatelor ce

alcătuiesc schema respectivă. Schemele de comandă trebuie să fie sigure în funcţionare.

Pentru realizarea comenzilor automate locale şi reglarea diverşilor parametri, punctul

de plecare este întotdeauna schema tehnologică a procesului asupra căruia trebuie acţionat.

2

2. PRINCIPII DE ALCĂTUIRE A SCHEMELOR DE COMANDĂ A ACŢIONĂRILOR ELECTRICE

Semnele convenţionale folosite în comenzile la distanţă şi automate ale instalaţiilor

electrice sunt redate în tabelul următor:

Schema de lucru cuprinde legăturile dintre aparate şi maşină sau dintre elementele

componente ale acestora legate între ele în ordinea funcţională. Schema este compusă în

întregime din circuite aşezate în ordinea logică, pentru a permite înţelegerea uşoară a

funcţionării. Schema desfăşurată se compune din două circuite: de forţă şi de comandă.

Circuitele părţii de comandă au destinaţia de a asigura protecţia la scurtcircuit a schemei,

realizează comenzile motorului şi automenţinerea comenzilor de pornire-oprire.

3

În figura 1 sunt redate: schema de distribuţie monofilară şi schema desfăşurată pentru

comanda automată a unui motor asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit, cu pornire directă.

Instalaţia este prevăzută cu un tablou în care sunt montate toate aparatele. În funcţie de

numărul tablourilor se stabileşte numărul regletelor cu conectori. Pe partea de mijloc a

conectorilor se notează numărul conectorului. În partea stângă sunt trecute sosirile de la

aparate, iar în partea dreaptă sunt trecute plecările la aparatele din instalaţie.

Aparatele sunt prevăzute cu borne care permit realizarea conexiunilor. Pentru

identificarea lor se montează pe fiecare conductor tile de culoare albă (piese tubulare din

material plastic prin care trece conductorul de legătură), pe care se scrie cu tuş negru

indicativul aparatului şi borna la care pleacă conductorul, respectiv aparatul şi borna de unde

vine conductorul (etichetă). Foarte important în montaj este să se dispună de scheme de

conexiuni cât mai clare, care se pot realiza fără dificultăţi de lucrători cu calificare medie.

Documentaţia tehnică a proiectelor de comenzi automate în instalaţiile electrice

cuprinde, pe lângă diverse tipuri de scheme, specificaţia echipamentelor, jurnale de cabluri şi

conductoare.

4

Fig.1 Pornirea automată a unui motor asincron trifazat: schema monofilară şi desfăşurată

Urmărind schema electrică din figura 1 se poate specifica:

alimentarea se face de la o reţea trifazată prin siguranţele fuzibile e1, e2, e3;

din siguranţele fuzibile curentul este distribuit la contactele de forţă ale contactorului

IC;

releul termic e4 face posibilă protecţia la suprasarcină pentru circuitul nostru, în

consecinţă este necesar să efectuăm o legătură, prin intermediul unor conductoare, între

contactorul IC şi releul termic e4;

de la releu se duc trei conductoare la motorul m.

În practică, acest lucru este specificat prin documentaţia tehnică care însoţeşte schema

de montaj.

Există mai multe posibilităţi de realizare a schemelor de comandă. În figura 2 sunt

redate câteva posibilităţi de întocmire a schemelor de comandă.

Pentru schema din figura 1 s-au utilizat aparatele menţionate în specificaţia

echipamentului.

5

Fig. 2 Scheme de comandă

a-alimentare bobină contactor; b-automenţinerea la un contactor; c-schemă cu intercondiţionare; d-schemă cu semnalizare; e-alimentarea semnalizării cu ajutorul unui transformator; f-alimentarea

circuitului de comandă prin intermediul unui transformator; g-schemă cu temporizare(acţionează un bec de semnalizare); h-schemă de temporizare (acţionează un contactor)

Specificaţia echipamentului electric

Nr. crt.

Denumirea aparatului

Caracteristici tehnice

TIP-COD Nr. bucăţi Simbol

1Siguranţă

fuzibilăLfi– 25/ 2031 3 e1 – e2 – e3

2 Releu termic TSA – 10A 3670 1 e4

3Siguranţă

fuzibilăLFm – 25/ 1995 2 e5 – e6

4 Contactor TCA – 10A/220V 4001 1 1C

5 Buton oprire 380 V/2 A 3770 1 b0

6 Buton pornire 380 V/2 A 3770 1 bp

7 Conductor AFY – 4 mm2

8 Conductor FY – 1,5 mm2

6

3. SCHEME DE COMANDĂ ALE SISTEMELOR DE ACŢIONARE

Schema de alimentare şi comandă a acţionării electrice se întocmeşte pentru:

un mecanism independent;

un grup de mecanisme independente din punct de vedere tehnologic.

Pentru întocmirea schemei este necesar să se cunoască foarte detaliat instalaţia tehnologică

şi caracteristicile ei.

În continuare sunt prezentate câteva scheme de alimentare şi comandă simplificate, tipice

pentru pornirea, reglarea turaţiei şi frânarea motoarelor electrice.

3.1 Pornirea automată a motoarelor asincrone trifazate cu rotorul în scurtcircuit

Fig.3 Schema de pornire a motorului asincron trifazat

7

Elementele principale ale schemei din figura 3 sunt:

motorul de curent alternativ trifazat – asincron – m;

contactorul 1C, pentru pornirea şi oprirea motorului;

aparate de protecţie – siguranţele fuzibile e1, e2, e3, e5–releul termic e4;

aparate de comandă – buton de pornire şi oprire bp, bo.

Pornirea motorului se realizează prin apăsarea butonului de pornire bp din circuitul 2,

moment în care bobina contactorului 1C este sub tensiune şi va închide toate contactele normal

deschise (atât principale –din circuitul 1, cât şi secundare-din circuitul 3):

anclanşează 1C care, prin c.a.n.d. (contact auxiliar normal deschis), se reţine iar prin C.P.

(contact principal) porneşte motorul m.

Oprirea motorului este posibilă prin apăsarea pe butonul b0 din circuitul 2 când declanşează

contactorul 1C, acesta deschizând C.P. din circuitul 1, motorul oprindu-se.

Dacă motorul este solicitat peste capacitatea sa, atunci releul termic e4 termic va intra în

funcţiune deschizând contactul său auxiliar din circuitul 4, bobina contactorului rămâne fără

alimentare şi, ca atare, va declanşa.

Dacă motorul rămâne, accidental, în două faze, atunci protecţia acestuia, realizată prin

releul termic e4, va intra în funcţiune.

Protecţia la scurtcircuit este realizată cu ajutorul siguranţelor fuzibile e1, e2, e3, e5.

8

3.2. Pornirea şi inversarea sensului de rotaţie la un motor asincron trifazat

Fig. 4 Schema de pornire şi inversare a sensului de rotaţie al unui motor asincron trifazat

Elementele principale ale schemei sunt:

motorul de curent alternativ trifazat asincron – m;

contactorul 1C, 2C pentru pornirea şi inversarea sensului de rotaţie;

aparate de protecţie – siguranţele fuzibile e1, e2, e3, e5 – releul termic e4

aparate de comandă – buton de pornire şi oprire bp1, bp2, b0.

Pornirea motorului se realizează prin apăsarea butonului de pornire bp1 din circuitul 3,

moment în care bobina contactotului 1C este sub tensiune şi va închide toate contactele normal

deschise (atât principale – din circuitul 1, cât şi secundare – din circuitul 4) şi va deschide toate

contactele normal închise din circuitul 5:

anclanşează 1C care:

9

prin c.a.n.d. (contact auxiliar normal deschis – circ. 4) se autoreţine;

prin C.P. (contact principal) porneşte motorul m într-un sens;

declanşează 1C din circuitul 5 asigurând protecţia motorului în cazul unei încercări de

apăsare accidentală a butonului bp2 din circuitul 5.

Contactorul 1C alimentează motorul cu succesiunea normală a fazelor R, S, T.

Dacă dorim să pornim motorul în sensul succesiunii fazelor T, S, R, atunci vom apăsa pe

butonul bp2 din circuitul 5 când:

anclanşează 2C care:

prin c.a.n.d. (contact auxiliar normal deschis-circ.6) se autoreţine;

prin C.P. (contact principal-circ.2) porneşte motorul m, în celălalt sens;

declanşează 2C din circuitul 3 asigurând protecţia motorului în cazul unei încercări de

apăsare accidentală a butonului bp1 din circuitul 3.

Oprirea motorului este posibilă prin apăsarea pe butonul b0 din circuitul 3 când bobinele

contactoarelor 1C şi 2C nu vor mai fi alimentate.

Elementele protectoare – siguranţele fuzibile, respectiv releul termic – au acelaşi rol ca şi în

cazul schemei de pornire simplă a motorului asincron. În figura 5 sunt prezentate două scheme

de comandă pentru pornirea a două motoare asincrone trifazate într-o anumită ordine (fig.5a)

şi pornirea unui motor de rezervă (fig. 5b).

Fig.5 Scheme de comandă pentru: a-pornirea a două motoare asincrone trifazate într-o anumită ordine; b-pornirea unui motor de

rezervă

10

4. PROTECŢIA MOTOARELOR ELECTRICE DE ACŢIONARE

Întrucât atât regimurile anormale, cât şi defectele interne duc în definitiv la scoaterea

motorului din funcţiune, sunt necesare măsuri corespunzătoare de protecţie. Prevederea

acestor măsuri este stabilită prin norme, iar realizarea lor diferă funcţie de puterea, tensiunea şi

condiţiile de funcţionare ale motorului la care se referă. Aceste măsuri de protecţie sunt:

Protecţia contra suprasarcinilor

la motoarele pentru tensiuni sub 1kV se realizează prin relee termice;

la motoarele pentru tensiuni mai mari de 1kV se realizează prin relee maximale de

curent cu caracteristică dependentă sau cu relee termice, cu o temporizare de minimum 10s şi:

o obişnuit semnalizează sau, când este posibil, decuplează automat utilajul

antrenat (sarcina);

o declanşează, în cazurile în care motoarele lucrează fără supraveghere

permanentă, au condiţii grele de pornire şi autopornire sau nu pot fi descărcate fără

oprire.

Protecţia contra scurtcircuitelor

la motoarele pentru tensiuni sub 1kV această protecţie se realizează prin relee

electromagnetice sau, în lipsa lor, prin siguranţe fuzibile montate pe cele trei faze ale circuitului

de alimentare, cu următoarele menţiuni:

o în cazul motoarelor alimentate individual din tabloul de distribuţie, siguranţele

circuitului de alimentare montate în tablou pot fi considerate valabile şi pentru protecţia

la scurtcircuit a înfăşurării statorice a motorului;

o la motoarele de puteri mici alimentate în derivaţie din acelaşi circuit nu este

obligatorie protecţia la scurtcircuit pe ramificaţii dacă curentul nominal al fuzibilelor care

protejează circuitul principal, montate în tabloul de distribuţie, nu depăşeşte 15 A la

380/220V sau 20 A la 220/127 V; când curentul nominal al fuzibilelor siguranţelor

11

circuitului principal depăşeşte aceste valori, se admite neprotejarea la scurtcircuit a

derivaţiilor la motoarele alimentate din acest circuit numai dacă: secţiunea

conductoarelor derivaţiilor este asigurată de fuzibilele circuitului principal, numărul

motoarelor conectate la acelaşi circuit nu este mai mare de cinci, cu o putere totală

maximă de 10 kW, iar fiecare motor este prevăzut cu protecţie la suprasarcină;

o în reţelele cu neutrul legat direct la pământ, protecţia contra scurtcircuitelor

polifazate este comună cu cea contra scurtcircuitelor monofazate.

la motoarele pentru tensiuni peste 1 kV, protecţia este asigurată cu relee de curent

alese funcţie de tipul de protecţie adoptat. Tipurile de protecţie care se pot adopta sunt

următoarele:

o protecţia maximală rapidă;

o protecţia de curent diferenţială longitudinală, pentru motoarele de puteri mai

mari de 5000 kW sau pentru cele sub 5000 kW la care protecţia maximală rapidă nu

asigură sensibilitatea necesară.

Protecţia contra punerilor la pământ ale unei faze a circuitului statoric

Această protecţie se utilizează la motoarele pentru tensiuni peste 1 kV racordate la

reţelele cu neutrul izolat sau compensat. Protecţia se realizează prin folosirea curentului

homopolar sau adiţional ce comandă declanşarea.

Protecţia contra scăderilor de tensiune comandă deconectarea motorului şi se prevede:

când motoarele sunt conectate la reţea prin aparate de pornire acţionate manual;

când autopornirea motoarelor nu este permisă de procesul tehnologic sau este

periculoasă pentru securitatea personalului de exploatare;

când deconectarea uşurează autopornirea altor motoare de importanţă mai mare în

procesul tehnologic.

Protecţia contra scăderilor de tensiune se realizează cu declanşatoare, bobine sau relee

de tensiune minimă.

12

5. CALCULUL ŞI ALEGEREA ELEMENTELOR DE PROTECŢIE

Curentul nominal al siguranţelor fuzibile atât pentru circuite, cât şi pentru coloane, se

determină cu relaţia:

IF≥ICşi trebuie să îndeplinească condiţiile:

IF≥I pK (pentru circuite)

I f≥I cmaxK ' (pentru coloane)

în care: K este coeficientul ce depinde de tipul pornirii motorului, K’ este coeficientul

caracteristic coloanelor, de regulă egal cu 2.

Reglajul releelor electromagnetice se efectuează astfel

IREM≥1,2 I p (pentru circuite)

IREM≥1,2 I cmax (pentru coloane)

IREM≥4,5 Ima (pentru întreruptoare automate cu acţionare instantanee)

IREM≥1,5 Ima (pentru întreruptoare automate cu acţionare temporizată)

în care IREM este curentul de reglaj al releelor electromagnetice în A.

La reglajul releelor termice, trebuie îndeplinită condiţia:

I reglajRT≃I cReleele termice se aleg conform celor precizate în capitolul referitor la aparate electrice de

joasă tensiune.

13

6. SĂNĂTATEA I SECURITATEA MUNCII LA ȘUTILIZAREA INSTALAŢIILOR ŞI ECHIPAMENTELOR ELECTRICE

Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare este necesară eliminarea posibilităţii de

trecere a unui curent periculos prin corpul omului.

Principalele măsuri de prevenire a electrocutării la locurile de muncă sunt:

1. Asigurarea inaccesibilităţii elementelor care fac parte din circuitele electrice şi care se

realizează prin:

amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum şi a unor echipamente

electrice la o înălţime inaccesibilă pentru om;

izolarea electrică a conductoarelor;

folosirea carcaselor de protecţie legate la pământ;

îngrădirea cu plase metalice sau cu tăblii perforate

2. Folosirea tensiunilor reduse pentru lămpile şi sculele portative

3. Folosirea mijloacelor individuale de protecţie şi a mijloacelor de avertizare. Acestea se

întrebuinţează de către electricieni pentru prevenirea electrocutării prin atingere directă şi pot

fi împărţite în două categorii: principale şi auxiliare.

4. Deconectarea automată în cazul apariţiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a

unor scurgeri de curent periculoase.

5. Separarea de protecţie se realizează cu ajutorul unui transformator de separaţie. Prin

aceasta se urmăreşte crearea unui circuit izolat faţă de pământ pentru alimentarea

echipamentelor electrice, la care trebuie înlăturat pericolul de electrocutare.

6. Izolarea suplimentară de protecţie constă în executarea unor izolări suplimentare faţă

de izolarea obişnuită de lucru, dar care nu trebuie să reducă calităţile mecanice şi electrice

impuse izolării de lucru.

14

7. Protecţia prin legare la pământ este folosită pentru asigurarea personalului contra

electrocutării prin atingerea echipamentelor şi instalaţiilor care nu fac parte din circuitele de

lucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui defect de izolaţie. În general,

pentru a se realiza o priză bună, cu rezistenţă mică, elementele ei metalice se vor îngropa la o

adîncime de peste 1 metru, în pământul bun conductor de electricitate, bine umezit şi bătut.

8. Protecţia prin legare la nul se realizează prin construirea unei reţele generale de

protecţie care însoţeşte în permanenţă reţeaua de alimentare cu energie electrică a utilajelor.

9. Protecţia prin egalizarea potenţialelor este un mijloc secundar de protecţie şi constă

în efectuarea unei legături, prin conductoare, în toate părţile metalice ale diverselor instalaţii şi

ale construcţiilor.

15

7. BIBLIOGRAFIE

1. M. Mira – Instalaţii şi echipamente electrice, Manual pentru clasele XI-XII, E.D.P., Bucureşti, 1992

2. I. Isac – Măsurări electrice şi electronice, Manual pentru clasa a X-a, a XI-a şi a XII-a, E.D.P., Bucureşti,

1996

3. N. Bichir – Maşini, aparate, acţionări şi automatizări, Manual pentru clasa a XI-a şi a XII-a, Ed.

Tehnică, 1995

4. Gh. Frăţiloiu – Electrotehnică şi electronică aplicată, E.D.P., Bucureşti, 1997

5. A. Stan – Aparate, echipamente şi instalaţii de electronică industrială, E.D.P., Bucureşti, 1992

6. S. Pece – Protecţia muncii, E.D.P., Bucureşti, 1996

7. I. Fetiţa – Materiale electrotehnice şi electronice, E.D.P., Bucureşti, 1994

8. A. Ciocârlea, M. Constantin, L. Spornic - Senzori şi traductoare, Ed. CD Press, 2008

9.F. Mareş ş.a. – Elemente de comandă şi control pentru acţionări şi sisteme de reglare automată, Ed.

Economică Preuniversitaria, 2002

16