Liceul Tehnologic Nr:1 Director: Suplacu de Barcau Prof. Razi Laura Calificarea : Tehnician Mecatronist

Lucrare de specialitate pentrucertificarea

competentelor profesionaleNivel 3.

Indrumator Proiect: Absolvent: Ing.Poka Ioan Buzas Tamas Promotia: 2014- 2015

1

Liceul Tehnologic Nr:1 Director: Suplacu de Barcau Prof. Razi Laura Calificarea : Tehnician Mecatronist

Tema lucrarii:Scheme de comanda pentru

pornirea motoarelor electrice

Indrumator Proiect: Absolvent: Ing. Poka Ioan Buzas Tamas Promotia: 2014-2015

2

CUPRINS

Pagina de Titlu Tema ProiectuluiArgument………………………………………………… pag 4Maşina asincronă………………………………........……… pag 5I. Definiţie, Clasificare, Utilizări…………………........…… pag 51.Generalităţi şi definiţii………………………........……… pag 52.părţi componente………………………………........…. pag 53.Clasificarea maşinilor asincrone……………........……. pag 6

4.Utilizări………………………………………........……. pag 6

II. Caracteristicile M = f(n) şi M = f(s) naturală şi artificiale; puncte specifice pag 71.Principiul de funcţionare…………………........……… pag 7

2.Pornirea motorului asincron cu rotorul bobinat pag 8

3.Pornirea motorului asincron cu rotorul in scurtcircuit pag 10

4.Pornirea prin conectare directă la reţea……….. pag 105.Pornirea prin trecerea conexiunii din stea in triunghi pag 116.Pornirea prin reducerea tensiunii de alimentare pag 127.Pornirea motorului asincron trifazat in colivie pag 14Maşina de curent continuu…………...….………… pag 16

I. Definiţie, Clasificare după excitaţie, Domenii de utilizare pag 16

1.Definiţie…………………………………………….. pag 162.Clasificare după utilizare……………………………. pag 163. Domenii de utilizare………………………………….. pag 16II. Particularităţi constructive………………………….. pag 171.Principiul reversibilităţii la maşinile de C.C. …………. pag 17III. Pornirea motorului de C.C. ………………………….. pag 171.Caracteristicile mecanice ale motorului de C.C. excitaţie independentă pag 19IV. Pornirea motorului de C.C. excitaţie separată……. pag 20Maşina sincronă…………………………………………. pag 21I. Definiţie, Particularităţi constructive, Utilizări……… pag 211. Definiţie………………………………………………… pag 212. Particularităţi constructive…………………………… pag 213. Utilizări………………………………………………… pag 23II. Pornirea motorului sincron…………………………. pag 24Măsuri de protecţia muncii si prevenirea si stingerea a incendiilor pag 261.Măsuri de protecţia muncii……………………………. pag 262.Prevenirea si stingerea a incendiilor…………………… pag 26Bibliografie………………………………………………… pag 27

3

ARGUMENT

Ştiinţa este un ansamblu de cunoştinţe abstracte si generale fixate într-un sistem coerent obţinut cu ajutorul unor metode adecvate si având menirea de a explica, prevedea şi controla un domeniu determinant al realităţii obiective. Mecanizarea proceselor de producţie a constituit o etapă esenţială in dezvoltarea tehnologie şi a condus la uriaşe creşteri ale productivităţii muncii. Datorită mecanizării s-a redus considerabil efortul fizic depus de om in cazul proceselor de producţie, întrucât maşinile motoare asigură transformarea diferitelor forme de energie din natură in alte forme de energie direct utilizabile pentru acţionarea maşinilor unelte care execută operaţiile de prelucrare a materialelor prime şi a semifabricatelor. După etapa mecanizării, omul îndeplineşte în principal funcţia de conducere a proceselor tehnologice de producţie. Operaţiile de conducere nu necesită decât un efort fizic redus, dar necesită un efort intelectual important. Pe de altă parte unele procese tehnice se desfăşoară rapid, încât viteza de reacţie a unui operator uman este insuficientă pentru a transmite o comandă necesara in timp util. Se constată astfel ca la un anumit stadiu de dezvoltare a proceselor de producţie devine necesar ca o parte din funcţiile de conducere să fie transferate unor echipamente şi aparate destinate special acestui scop, reprezentând echipamente şi aparate de automatizare. Omul rămâne însă cu supravegherea generală a funcţionării instalaţiilor automatizate şi cu adoptarea deciziilor şi soluţiilor de perfecţionare şi automatizare. Prin automatizarea proceselor de producţie se urmăreşte asigurarea tuturor condiţiilor de desfăşurare a acestora fără intervenţia nemijlocită a operatorului uman. Această etapă presupune crearea acelor mijloace tehnice capabile să asigure evoluţia proceselor într-un sens prestabilit, asigurându-se producţia de bunuri materiale la parametri doriţi. Etapa automatizării presupune existenţa proceselor de producţie astfel concepute încat să permită implementarea lor mijloacelor de automatizare, capabile să intervină într-un sens dorit asupra proceselor asigurând condiţiile de evoluţie a acestora în deplină concordanţă cu cerinţele optime. În acest fel am corelat cunoştinţele teoretice şi practice dobândite în timpul şcolii cu cele întâlnite în documentaţia tehnică de specialitate parcursă în perioada de elaborare a lucrării de diplomă. Consider că tema aleasa în vederea obţinerii diplomei de atestare în specialitate de ,,electrician joasă tensiune’’ dovedeşte capacitatea mea de a sistematiza şi sintetiza cunoş- tinţele, de a rezolva problemele teoretice dar şi practice folosind procese tehnologice din spe-cializarea în care lucrez.

4

MAŞINA ASINCRONĂ

I. DEFINIŢIE, CLASIFICARE, UTILIZĂRI

1. GENERALITĂŢI ŞI DEFINIŢII

Definiţie: Se numeşte maşină asincronă orice maşină de ca. care, la frecvenţa dată a reţelei, funcţionează cu o turaţie variabilă cu sarcina.Prima propunere de maşină "electrică" de tip asincron a fost făcută în 1885 de G. Ferraris. Perfecţionări ulterioare importante s-au făcut în perioada 1886 - 1890 de către N. Tesla şi D. Dobrovolschi. În prezent, maşinile asincrone execută intr-o largă de puteri (de la câţiva waţi până la 5 kW); limita puterii pentru care se. pot construi maşinile asincrone (determinată de rezistenţa mecanică a rotorului) este de 12 MW pentru maşinile bipolare şi de 20 MW pentru maşinile tetrapolare.

2. PĂRŢI COMPONENTE

Principalele părţi componente ale unei maşini asincrone sunt: • statorul, compus din carcasă, miezul feromagnetic şi înfăşurarea statorică; Carcasa, executată de obicei din fontă (uneori din oţel) are rolul de suport al miezului, realizat ca miez cu poli plini (cu crestături) din tole de oţel electrotehnic cu grosimea de 0,5 mm, izolate între ele. Miezuri cu poli aparenţi se întâlnesc numai la unele tipuri de micromotoare monofazate. Înfăşurarea statorică, de ca., de tip repartizat, este plasată în crestăturile identice, echidistante, practicate la periferia interioară a miezului. La maşinile de putere mică şi mijlocie, carcasa serveşte şi pentru fixarea, pe cele două părţi laterale, a scuturilor portlagăre. • rotorul este format dm miezul rotoric (fixat pe arborele maşini;) şi înfăşurarea rotorică. Miezul rotoric este de tip cu pol: plini şi realizat din toie de oţel electrotehnic, cu grosimea de 0.5 mm. izolate sau nu, între ele. înfăşurarea rotorică de tip repartizat, poate fi realizată ca şi cea din stator, pentru acelaşi număr de poli şi acelaşi număr de faze (rotor bobinat) sau sub formă de înfăşurare în colivie (rotor în scurtcircuit)! în primul caz, dacă înfăşurarea este trifazată, fazele înfăşurării rotorului se conectează totdeauna în stea. iar capetele libere ale fazelor sunt legate la trei inele colectoare (fixate pe arbore şi izolate faţă de acesta), pe care calcă periile colectoare. Maşinile de acest tip sunt prevăzute şi cu un dispozitiv de ridicare a periilor şi de scurtcircuitare a inelelor, pentru a elimina pierderile prin

5

frecarea între inele şi perii, şi pentru reducerea uzurii periilor. înfăşurările bobinate se execută, în general, din cupru, iar cele în colivie din aluminiu turnat sub presiune (la maşini mici şi mijlocii), respectiv din.cupru, bronz sau alamă (la maşini mari), ventilatorul, fixat la unul dintre capete, pe arbore, pentru activarea aerului de răcire (prezent la majoritatea maşinilor asincrone) • întrefierul, este spaţiul de aer dintre stator şi rotor care permite mişcarea relativă a rotorului faţă de stator şi prin intermediul căruia se asigură cuplajul magnetic între cele două înfăşurări - statorică şi rotorică - ale maşinii. Pentru, a asigura un cuplaj cât mai bun, maşinile asincrone se execută cu un întrefier cât mai mic (între 0,35...0,8 mm la motoarele de putere mică şi medie şi între ..1.„2,5- mm-la motoarele de putere mare). Mărimea întrefierului se alege, constructiv, în funcţie de puterea şi turaţia maşinii, la valorile cele mai mici admisibile din punct de vedere mecanic. Cu cât întrefierul este mai mare, cu atât creşte energia reactivă absorbită din reţea" pentru magnetizare, deci funcţionarea are loc cu un factor de putere scăzut.

3. CLASIFICAREA MAŞINILOR ASINCRONE

După numărul de faze ale înfăşurării statorice, maşinile asincrone se împart în:

- maşini monofazate (realizate, de obicei, pentru puteri până la 0,5 kW);

- maşini polifazate, de regulă, trifazate.

După forma constructivă a rotorului, sau echivalent, a înfăşurării rotorice, maşinile asincrone sunt:

-cu rotorul bobinat

-cu rotorul în scurtcircuit.

Semnele convenţionale utilizate pentru maşinile asincrone, conform standardelor, sunt prezentate în fig.1

a b

Fig.1 Semne convenţionale pentru maşinile asincrone:

a - cu inele;b - cu rotorul în scurtcircuit

4. UTILIZĂRI

6

Maşina asincronă este una din principalele maşini de ca. şi se utilizează mai ales ca motor datorită: -construcţiei sale robuste: -siguranţei în funcţionare; -costului redus; -proprietăţilor bune în regim de motor (pornire simplă, caracteristici de funcţionare convenabile, posibilităţi de modificare a turaţiei şi de utilizare în scopul frânării electrice). Din aceste motive, majoritatea acţionărilor electrice industriale în curent alternativ se realizează în prezent cu motoare asincrone: maşini-unelte, macarale, pompe, poduri rulante etc. în ultimii ani, chiar pentru acţionări cu viteză reglabilă, motoarele asincrone sunt preferate motoarelor de curent continuu datorită avantajelor oferite, precum şi datorită progreselor din domeniul electronicii de putere prin care s-au diminuat considerabil preţurile invertoarelor de tensiune (surse de tensiune alternativă variabilă). Motoarele asincrone monofazate sunt frecvent utilizate în acţionări electrocasnice, la ventilatoare, aeroterme, pompe, maşini de spălat rufe, polizoare, maşini de găurit etc. Ca generator electric, maşina asincronă este net inferioară maşinii sincrone, principala ei deficienţă fiind aceea că, pentru a putea furniza putere electrică activă, generatorul asincron este nevoit să ia din reţea putere reactivă. De aceea, maşina asincronă nu se foloseşte ca generator în cadrul marilor centrale electrice. în ultimul timp, în strânsă legătură cu necesitatea dezvoltării centralelor electrice de mică putere de tip hidro şi eoliene, generatorul asincron şi-a găsit o întrebuinţare în astfel de centrale, unde poate funcţiona şi la turaţie variabilă (avantaj pe care generatorul sincron nu îl are).

II. CARACTERISTICILE M = f(n) ŞI M = f(s) NATURALĂ ŞI ARTIFICIALE; PUNCTE SPECIFICE

1. PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE

Prin analogie cu maşina de c.c, se poate considera că o maşină asincronă este excitată în ca.: câmpul mag-netic inductor este produs de o înfăşurare trifazată alimentată de îa un sistem simetric de tensiuni Întrucât maşina asincronă se utilizează mai ales ca motor, se va face referire, în continuare, la acest regim. Curentul alternativ necesar funcţionării în regim de motor este absorbit de la reţeaua de distribuţie la care este cuplată maşina: el are o componentă activă care determină cuplul la arbore al maşinii şi o componentă reactivă (inductivă) necesară pentru magnetizarea circuitului magnetic.

7

Fig. 2 Caracteristica naturală şi cele artificiale obţinute pentru diverse valori ale rezistenţelor rotorice.

2. PORNIREA MOTORULUI ASINCRON CU ROTORUL BOBINAT

Ca şi la motorul de c.c., problema pornirii motorului asincron rezidă în diminuarea curentului absorbit la pornire. La motorul asincron cu rotorul bobinat, acest obiectiv se realizează prin mărirea rezistenţei circuitului rotoric. De aceea, motorul asincron cu rotorul bobinat se porneşte pe caracteristici artificiale reostaţice prin introducerea unui reostat trifazat simetric în circuitul rotoric. Datorită dependenţei dintre alunecare şi rezistenţa rotorică este evident că pornirea se poate face la un cuplu mărit, fapt care este de dorit, pentru reducerea timpului de pornire. Schema de principiu a circuitului de forţă pentru pornirea reostatică cu rezistenţe simetrice în rotor, este reprezentată în figura în care s-a considerat rezistenţa rotorică reglabilă în trei trepte. Având rezistenţa R21 în circuitul rotoric şi cuplând motorul la reţea, apare la s=l (n=0) cuplul Mmax care pune în mişcare rotorul, punctul de funcţionare deplasându-se din A în A'. Când ajunge în A' şi cuplul a scăzut la valoarea Mmin, se scurtcircuitează prima treaptă a rezistenţei rotorice (prin închiderea contactelor contactorului Q) astfel încât în circuitul rotoric rămâne rezistenţa R22, iar punctul de funcţionare trece pe caracteristica artificială reostatică (2) ce corespunde noii valori; trecerea se face în punctul B, în care cuplul este din nou Mmax- Apoi punctul de funcţionare se deplasează în B', la cuplul Mmin- în acest punct, prin închiderea contactelor contactorului C2 se scurtcircuitează şi a doua treaptă a rezistenţei rotorice, astfel încât în circuit rămâne rezistenţa R23. Punctul de funcţionare trece, la cuplul Mmax pe caracteristica (3) corespunzătoare noii valori a rezistenţei rotorice şi, în continuare, se deplasează în C, până la cuplul Mmin. În fine, în acest punct, rezistenţa suplimentară este complet scurtcircuitată prin închiderea contactelor contactorului C3), iar punctul de funcţionare trece pe caracteristica mecanică naturală în D şi se deplasează în punctul F corespunzător funcţionării stabile la cuplu nominal şi turaţie nominală.

8

Fig. 5.1 fig.3 Schema electrică de pornire reostatică cu rezistenţe în circuitul rotoric

M

Fig, 4

Din fig. 4 se observă avantajele pornirii reostatice: la s=l, cuplul de pornire corespunzător caracteristicii mecanice naturale este mult mai mic decât cuplul obţinut pe caracteristica artificială reostatică (1).

Valoarea curentului absorbit la pornire poate fi micşorată şi prin introducerea, în circuitul rotoric, a unei reactanţe suplimentare. Această variantă conduce însă la scăderea cuplului la pornire, a cuplului critic şi a alunecării critice (fapt constatabil prin înlocuirea în relaţiile de calcul ale acestor mărimi a reactanţei cu valoarea corespunzătoare reactanţei raportate ce se adaugă, adică X0i + X s ) şi de aceea este evitată. După pornire, înfăşurarea rotorică este scurtcircuitată, deci, în regim normal de funcţionare, motorul asincron funcţionează cu rotorul în scurtcircuit; chiar dacă acesta este bobinat.

3. PORNIREA MOTORULUI ASINCRON CU ROTORUL ÎN SCURTCIRCUIT

Imposibilitatea accesului la bornele înfăşurării rotorice determină pornirea prin metode specifice a motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit. De altfel, pentru îmbunătăţirea performanţelor acestei categorii de motoare, la pornire, când sunt necesare valori mari ale cuplului (valon care nu se obţin la motoarele cu bare

M .1 'min H

9

normale - rotunde), s-au realizat motoare asincrone cu bare înalte (cu crestături adânci pe rotor) sau cu colivie dublă. La aceste motoare, la puteri egale cu ale motoarelor cu colivie normală, se obţin cupluri de pornire mari şi curenţi mici. Pentru aceasta, colivia de pornire, plasată spre exteriorul crestăturii, se realizează din materiale cu rezistivitate mai mare (alamă), iar colivia de funcţionare, aflată în partea interioară, se execută din cupru.În fig. 5. sunt prezentate comparativ forare de crestături rotorice ale maşinilor asincrone.

Fig. 5. Forme de crestături rotorice ale maşinilor asincrone: a,b - Ia rotor bobinat; c - la colivia simplă; d, e - rotor cu bare înalte; f - rotor cu colivie dublă.

4. PORNIREA PRIN CONECTARE DIRECTĂ LA REŢEA

Este cea mai simplă metodă, necesită comenzi simple, dar prezintă dezavantajul că, în momentul iniţial al pornirii, curentul absorbit este de 4....8 ori mai mare decât curentul nominal. în plus, deoarece cuplul de pornire este mic, pornirea trebuie realizată în gol (fără cuplu rezistent la arbore). Conform normelor tehnice în vigoare se pot porni, prin cuplare directă la reţea, motoarele asincrone trifazate cu puteri până la 5,5 kW, dacă motorul asincron nu este separat, printr-un transformator, de ceilalţi consumatori.

5. PORNIREA PRIN TRECEREA CONEXIUNII STATORICE DIN STEA ÎN TRIUNGHI

Metoda se utilizează, în mod obişnuit pentru motoarele de joasă tensiune, care nu pot fi pornite prin cuplare directă la reţea şi care, în mod normal, funcţionează cu înfăşurările statorice conectate în triunghi la tensiunea reţelei trifazate la care se cuplează. Pentru a putea fi pornite prin această metodă, motoarele trebuie să aibă accesibile ambele capete ale fiecărei înfăşurări de fază statorică şi, în plus, pe plăcuţa indicatoare a acestora să existe următoarea notaţie: Uin = 220/380V conexiunea ∆/Y, în cazul reţelei de 220V;

Uin = 380/660V conexiunea ∆/Y, în cazul reţelei de 380V.

Comutarea conexiunii din stea în triunghi se poate realiza fie manual, fie cu scheme automate cu contactoare.

10

În fig 6. se prezintă schema circuitului de forţă pentru conectarea stea-triunghi prin comutare automată cu contactoare. La pornire, înfăşurările sunt conectate în stea (K1,K2, închise, K3 deschis). Astfel, motorul primeşte o tensiune: Un

Up = ------- ( 7 ) şi absoarbe un curent: √3

Up Un

I pl Y = I pf Y = --------- = --------

Zf √3Zf ( 8 ) în care: Zf – modulul impendanţei de fază pt s=1(n=0)

Cuplul dezvoltat la pornire este proporţional cu L\" şi deci de 3 ori mai mic decât cel

corespunzător tensiunii nominale:

1

Mp =------- M pn (9)

După pornire, când curentul se stabileşte în punctul fi din fig. 6., se comandă, printr-o schemă adecvată, comutarea conexiunii în triunghi şi punctul de funcţionare trece în B', stabilindu-se apoi în punctul F, corespunzător alunecării nominale şi curentului nominal.

11

Fig. 6 Pornirea stea-triunghi cu ajutorul unui comutator automat cu contactoare

Dacă pornirea s-ar face direct în triunghi, curentul absorbit de motor (curent de linie) ar fi: Un

I pl∆ = √3Ipf∆ = √3 ------- = 3Ipl Y ( 10 ) Zf

In fig. 6 s-a reprezentat deplasarea punctului de funcţionare în planul caracteristicilor M = f(s) corespunzătoare celor două conexiuni (caracteristici artificiale de tensiune) Se observă că la trecerea din conexiunea stea în conexiunea triunghi au loc salturi de curent şi cuplu, punctul de funcţionare trecând de pe o curbă pe alta. Pentru ca aceste salturi să nu aibă valori importante, este necesar ca trecerea din stea în triunghi să se facă la alunecări cât mai mici (0,05...0,1). Datorită reducerii cuplului la pornire, metoda conectării stea-triunghi nu se utilizează în cazul pornirii în sarcină nominală, ci. eventual, la sarcină redusă sau în gol.

a b

Fig. 7 Schemele de conexiuni ale maşinilor asincrone: a - stea, b - triunghi

6. PORNIREA PRIN REDUCEREA TENSIUNII DE ALIMENTARE

La motoarele care nu pot fi pornite prin cuplare directă la reţea sau prin conectare stea-triunghi (fie pentru că motorul nu poate funcţiona decât în conexiune stea sau conexiune triunghi, fie pentru că apar şocuri inadmisibile de curent sau cuplu) se realizează pornirea prin reducerea tensiunii de alimentare, recurgând pentru aceasta la un autotransformator trifazat de pornire. Din cauza costului ridicat al autotransformatorului, a volumului acestuia şi a complicării schemei, acest procedeu are utilizare limitată, şi anume, numai în cazul motoarelor mari, cu puteri nominale între 75... 100 kW. Autotransformatorul trifazat are înfăşurările conectate în stea şi asigură reglarea tensiunii secundare:fie continuu, când are un cursor, asemănător reostatelor de acelaşi tip;fie în trepte, când au scoase mai multe prize la înfăşurarea secundară, trepte care pot fi conectate în circuit printr-o schemă adecvată de comandă. Este reprezentată schema electrică de principiu pentru pornirea cu autotransformator trifazat cu cursor.

12

Iniţial, cursorul autotransformatorului are poziţia prin care se asigură tensiunea secundară minimă pentru alimentarea motorului (Ki, K2 închise, K3 \ deschis). Motorul porneşte cu o tensiune redusă şi, prin deplasarea cursorului în sensul corespunzător creşterii tensiunii secundare, viteza sa creşte treptat odată cu creşterea tensiunii de alimentare. In final, toată tensiunea reţelei se aplică motorului şi autotransformatorul este eliminat din circuit prin închiderea lui K3 şi deschiderea lui K2 . Metoda pornirii cu autotransformator este dezavantajoasă datorită cuplului redus la pornire, deci apli-cabilitatea sa este redusă în cazul pornirii în gol sau cu sarcină redusă. În prezent, reducerea tensiunii de alimentare se realizează cu ajutorul unor ,surse de tensiune alternativă variabilă realizate cu tinstoare: prin modificarea unghiului de aprindere a tiristoarelor se poate regla valoarea tensiunii de alimentare a motorului.

7. PORNIREA MOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT ÎN COLIVIE

La pornirea motoarelor cu rotorul în scurtcircuit accesul la bornele rotorice nu mai este posibil. De aceea, la aceste motoare, metodele de pornire sunt concentrate pe circuitul statoric, iar rotorului i se aduc modificări constructive care vizează îmbunătăţirea performanţelor la pornire (creşterea cuplului şi micşorarea curentului absorbit).

Modificările constau în:

• fie adâncirea crestăturilor rotorice şi realizarea coliviei din bare înalte• fie realizarea unei colivii duble: una de pornire - spre întrefier şi alta de funcţionare -spre axul rotoric

Colivia de pornire este parcursă de curent un timp scurt, cât durează pornirea, şi pentru a micşora curentul de pornire se execută din materiale cu rezistivitate mare (alamă). Colivia de funcţionare se execută din cupru.

Pornirea motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit se poate face:

- prin conectare directă la reţea;- prin trecerea conexiunii statorice din stea în triunghi;- prin reducerea tensiunii de alimentare;

Conectarea directă la reţea este utilizată frecvent acolo unde reţelele de alimentare şi mecanismele antrenate permit acest lucru. Curentul de pornire este de 4 - 7 ori mai mare decât curentul nominal deci metoda este indicată pentru motoarele de puteri mici (la care şi curenţii nominali sunt mici). Pentru pornirea motorului conectat direct la reţea se folosesc scheme de pornire care includ aparate manuale sau contactoare (fig.8).

13

Comu tarea conexiunii statorice din stea în triunghi se realizează cu un comutator stea-triunghi cu acţionare manuală sau automată, care realizează, aşa cum se vede în figura 2, conectarea în stea şi apoi în triunghi a înfăşurărilor statorice ale motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit sau bobinat.

Trecerea de ia conexiunea stea ia conexiunea triunghi se face după un anumit timp şi echivalează cu trecerea de la o tensiune de alimentare redusă, la tensiunea nominală. Acest procedeu de pornire este folosit la motoare mici şi mijlocii şi este simplu şi ieftin.

Observaţie: Pentru ca să fie posibilă pornirea unui motor cu comutator stea-triunghi de la reţeaua trifazată alternativă de 380 V, 50 Hz, pe plăcuţa lui trebuie să fie scrisă conexiunea A / Y şi tensiunea 380/660 V. Aceasta înseamnă că înfăşurările sunt calculate pentru tensiunea de 380 V pe fază şi pentru a funcţiona la caracteristicile sale nominale trebuie să fie alimentat în conexiunea triunghi la 380 V între faze.

14

Figura 8. Pornirea prin conectare directă la reţea, a - pornirea directă cu ajutorul

comutatorului manual; b- pornirea directă cu ajutorul contactoarelor

5

a b Figura 9. Pornirea stea-triunghi a motorului asincron trifazat: a- schema electrică de principiu; b- deplasarea punctului de funcţionare.

În momentul pornirii, un asemenea motor se cuplează la reţea cu fazele legate în stea, deci tensiunea aplicată fazelor se reduce de V3 ori şi, de asemenea, se reduce de V3ori curentul de pornire pe fază al motorului; este simplu de văzut că la pornire curentul în conductoarele de linie se reduce de 3 ori: După ce pornirea este terminată, adică după ce motorul a atins turaţia nominală, bobinajul se leagă în triunghi. Pornirea motoarelor în scurtcircuit, prin metoda stea-triunghi, reduce cuplul de pornire de 3 ori. Observaţie: Metoda pornirii Y-D poate fi utilizată şi la motoarele cu inele, dacă bobinajul statoric permite acest lucru. La motoarele care nu pot fi pornite prin cuplare directă la reţea sau prin conectare stea-triunghi se realizează pornirea prin reducerea tensiunii de alimentare, recurgând pentru aceasta la un autotransformator trifazat de pornire. Datorită costului ridicat al autotransformatorului, a volumului acestuia şi a complexităţii schemei, acest procedeu are utilizare limitată.

MAŞINA DE CURENT CONTINUU

I. DEFINIŢIE, CLASIFICARE DUPĂ EXCITAŢIE, DOMENII DE UTILIZARE

1. DEFINIŢIE:

Se numeşte maşina electrică de curent continuu, acea maşina electrică la care schimbul principal de energie cu o reţea se face în curent continuu.

2. CLASIFICARE DUPĂ EXCITAŢIE

La maşinile de curent continuu, statorul este în general, inductor, iar rotorul este indus. După modul de interconectare a celor două circuite/înfăşurări electrice- de pe inductor (de excitaţie), respectiv de pe indus se deosebesc următoarele categorii de maşini de curent conti-nuu: a) cu excitaţie separată- când cele două înfăşurări sunt separate; b) cu excitaţie derivaţie- când înfăşurarea de excitaţie şi înfăşurarea indusului sunt conec-tate în paralel; c) cu excitaţie serie- când cele două înfăşurări- de excitaţie şi a indusului- sunt înseriate şi parcurse deci de acelaşi curent; d) cu excitaţie mixtă (compound)- când există două infăşurări de excitaţie: una în serie cu înfăşurarea indusului, şi cealaltă, în paralel cu aceeaşi înfaşurare. La maşinile cu excitaţie mixtă (compound) există două variante determinate de modul în care se compun câmpurile magnetice inductoare produse de cele două înfaşurări de exci-taţie, şi anume: d 1) compound audiţional - când câmpurile magnetice se adună ( liniile lor au acelaşi sens)

15

d 2) compound diferenţial - când câmpurile magnetice se scad (liniile lor au sensuri cont-rare) În figura 1 sunt reprezentate semnele convenţionale pentru maşinile de c.c cu diferite tipuri de excitaţie; se indică, de asemenea, şi notaţiile consacrate pentru capetele înfaşurărilor.

3. DOMENII DE UTILIZARE Datorită caracteristicilor lor, maşinile de c.c se utilizează în cele mai diferite domenii ale tehnicii. Motoarele de c.c se folosesc în diferite sisteme de acţionare electrică la turaţii varia-bile în limite largi şi cuplu mare la pornire şi anume: - în tracţiunea electrică (la tramvaie, troilebuze, locomotive electrice, electrocare) - în metalurgie ( la laminoare, transportoare, mecanisme de furnal, poduri rulante, maşini de ridicat) - în industria prelucrătoare ( la maşini unelte) - în industria extractivă ( la maşini de extracţie minieră) - în automatică. Generatoarele de c.c se utilizează:- la încărcarea bateriilor de acumulatoare;- ca generatoare de sudură ( avănd constructie specială)- ca surse pentru instalaţii de foraj, pentru industria chimică, pentru nave maritime şi locomotive electrice

II. PARTICULARITĂŢI CONSTRUCTIVE

Circuitul magnetic este compus din: a)miezul magnetic statoric format din „jug” (masiv sau din tole groase), „poli princi-pali” ( în general, din tole groase) şi „poli auxiliari”( masivi sau din tole groase). b)miezul magnetic rotoric, realizat numai lamelat, din tole subţiri de oţel electrothenic, prevăzute la periferie cu cresături. în scopul asigurării unei răciri eficente, miezul rotoric se confecţionează în general din pachete de tole între care se creează canale radiale de răcire; uneori, se prevăd şi canale axiale de răcire, obţinute prin găurirea tolelor pe toată lungimea rotorului. Sistemul de înfăşurări este compus din: a) înfăşurarea de excitaţie, de tip concentrată (bobină polară plasată pe fiecare pol princi-pal), care are rolul de a produce câmpul magnetic inductor. b) înfăşurarea de comutaţie, de tip concentrată (bobină polară plasată pe fiecare pol de comutaţie, numit si pol auxiliar); c) înfăşurarea de compensaţie, de tip repartizată (plasată în crestături realizate în talpa polilor principali d) înfăşurarea indusului, de tip repartizată ( plasată în crestăturile rotorice) Înfăşurarea indusului, înfăşurarea de comutaţie şi înfăşurarea de compensaţie sunt înserate, iar notaţiile utilizate pentru aceste înfăşurari sunt prezentate in fig.2. Sistemul perii-colector permite obţinerea, în circuitul exterior, a unui curent care are permanent acelaşi sens (la generator), respectiv alimentarea cu tensiune continuă a infaşurării indusului (la motor). Periile şi apăsate pe colector cu ajutorul unui dispozitv numit port-perie.Suportul port-periilor, numit port-perii, are tot atâtea tije de susţinere a port-periilor câţi poli are maşina.

16

Astfel spus, colectorul este un „comutator” rotativ care permite obţinerea/transmiterea unei tensiuni continue la periile de la/spre înfăşurarea indusului.

1. PRINCIPIUL REVERSIBILITĂŢII LA MAŞINILE DE C.C.

Principiul reversibilităţi energetice a maşini de c.c permite deducţia că între generatoarele şi motoarele de c.c nu există diferenţe constructive în esenţiale şi că o maşină de c.c poate asigura conversia electro-magnetică a energiei în ambele sensuri: ea poate funcţiona, aşadar atât ca generator, cât şi ca motor. În regim de motor, maşina de c.c, excitată si cuplată la o reţea de tensiune continuă, absoarbe un curent I şi dezvoltă, un cuplu mecanic M, la o turaţie n. motoarele pot avea toate tipurile de excitaţie indicate în fig 1.

III. PORNIREA MOTORULUI DE C.C.

O maşină de c.c poate dezvolta un cuplu la arbore dacă este excitată (adică, dacă există flux inductor) şi dacă indusul este parcurs de curent (adică dacă maşina este alimentată de la o sursă). Sensul de rotaţie (al turaţiei n) este impus de sensul cuplului care se poate modifica prin schimbarea sensului fie al curentului de excitaţie, fie al curentului indus. La pornire, când n = 0 şi E = ke*Φ*n = 0, relaţia devine: Ub=RaIp ( 1 )sau, considerând curentul de pornire Ip, ca un multiplu al curentului nominal, Ip=βIa ( 2 )iar Ub=β RaIn ( 3 )în care β – factor de multiplicare a curentului nominal la pornirea motorului.

Având în vedere relaţia: RaIn= U= (0,05...........0,15) Un Un 1 ( 4 )rezultă β = ―― =――― ≈ 6......20 RaIn 0,05.....0,15

Curentul de pornire Ip rezultă de 6.....20 ori mai mare decât curentul nominal. Maşinile de putere mică ( la care corespund căderi de tensiune mari, spre limita de 15٪ şi chiar mai mult ) pot inregistra un curent la pornire: Ip≤ 6In

În plus, dimensiunile lor nu determină o inerţie prea mare, astfel încât timpul de pornire este scurt ( sub o secundă) şi valoarea mentionată în relatia ( 4 ) nu dăunează bunei funcţionări a motorului: aceste motoare se pot porni prin conectare directă. Restul motoarelor trebuie pornite prin metode care să asigure reducerea valorii curentului absorbit la pornire. Aceste metode sunt: -reducerea tensiunii de alimentare prin utilizarea unei surse de tensiune variabilă; -introducerea în serie cu indusul a unei rezistenţe suplimentare (reostat de pornire cu rezistenţaRp). Prima metodă necesită cheltuieli mari de investiţii, dar este foarte avantajoasă sub raportenergetic. A doua metodă este ieftină, dar pierderile, prin efect Joule Lenz pe rezistenţa reostatului de pornire, determină scăderea eficienţei.

17

Valoarea reostatului de pornire Rp poate fi calculată astfel încât să se realizeze o limitare impusă a curentului de pornire: Un ~ T-R în care se impune : Ip < (1,5.....2)In ( 5 ) Limitarea valorii curentului absorbit la pornire are efecte pozitive asupra funcţionării motorului, însă limitează valoarea cuplului iniţial (de pornire). Valoarea acestui cuplu: Mp = kmOIp, nu mai poate fi mărită decât prin creşterea curentului de excitaţie Ie. De aceea, la motoarele de c.c. cu excitaţie separată, reostatele de câmp din circuitul de excitaţie se reglează astfel încât rezistenţa să fie minimă, deci curentul de excitaţie Ie să fie maxim (admisibil). La motoarele de c.c. cu excitaţie derivaţie, se procedează la fel şi, în plus, înfăşurarea de excitaţie se alimentează direct de la reţea (deci la tensiune constantă) şi nu la periile motorului, pentru a nu micşora tensiunea aplicată acestei înfăşurări cu căderea de tensiune pe reostatul de pornire RPIP figura ( 10). Acesta este motivul pentru care motorul de c.c. cu excitaţie derivaţie nu poate fi pornit prin alimentare cu tensiune scăzută. Pentru a realiza un cuplu mai mare la pornire, se utilizează motorul cu excitaţie compound (mixtă) la care înfăşurarea serie este conectată adiţional.

Schema de pornire cu reostat a motoarelor de c.c. cu excitaţie derivaţie fig.( 10 )

În figura ( 3 ) este prezentată schema de principiu a montajului pentru pornirea cu reostat a motorului de c.c. cu excitaţie derivaţie. Fiind îndeplinite condiţiile enumerate (Rc min, Iemax şi constant) se închide întrerupătorul K şi se realizează alimentarea motorului cu tensiune continuă. Turaţia creşte şi, drept urmare, creşte şi t.e.m. E = ke * Φ * n, iar pentru Ub = const. din ecuaţia de tensiuni pentru regimul de motor rezultă că scade curentul Ia, dând posibilitatea să se scadă treptat rezistenţa Rp, până se ajunge ca la bornele motorului 'Să se aplice tensiunea nominală Un, moment în care Rp=0.

U b = E + R-I a = E + (R a+R p ) I a ( 6 )

Dacă pornirea se face prin alimentarea de la o sursă de tensiune variabilă, după scăderea curentului, corespunzătoare primei trepte a tensiunii aplicate, se creează posibilitatea creşterii tensiunii la borne: creşterea curentului absorbit la valoarea impusă de noua tensiune este urmată de o altă scădere a acestuia datorită creşterii turaţiei ş.a.m.d., până când motorul este alimentat la tensiunea nominală. Sensul de rotaţie al motorului se modifică: -fie prin schimbarea sensului curentului de excitaţie;

18

-fie prin schimbarea polarităţii tensiunii la borne (deci a sensului curentului prin indus), Însă, în nici un caz prin schimbarea simultană a sensului celor două mărimi.

1. CARACTERISTICILE MECANICE ALE MOTORULUI DE C.C. CU EXCITAŢIE INDEPENDENTĂ

Din punctul de vedere al sursei de alimentare pentru înfăşurarea de excitaţie, un motor de c.c. cu excitaţie derivaţie poate fi considerat un motor cu excitaţie independentă, cu condiţia ca tensiunea la bornele excitaţiei să fie constantă (chiar dacă această tensiune provine de la aceeaşi reţea care alimentează indusul, cele două circuite sunt independente). În cele ce urmează deci, se va subînţelege comportarea identică a celor două tipuri de motoare de c.c: cu excitaţie independentă şi cu excitaţie derivaţie.

IV. PORNIREA MOTORULUI DE CC. CU EXCITAŢIE SEPARATĂ

Figura 11

Schema montajului de lucru pentru pornirea motorului de curent continuu cu excitaţie separată Nomenclatorul aparatelor

.d,G - maşini de curent continuu cu excitaţie independentă

Rci, Rc2 - reostate de câmp (pentru circuitul de excitare,

Aei, Ae2, Af, A2 - ampermetre de curent continuu

Hm-Ka- întreruptoare bipolare

Ki - comutator cu două poziţii

K2, K3 - întreruptoare monopolare

Vi, V2 - voltmetre de curent continuu

R1 - reostat de pornire

Rf - rezistenţă de frânare (reostat)

Rs - reostat de sarcină

19

Observaţie: la alegerea aparatelor de măsurat se vor avea în vedere valorile nominale ale mărimilor caracteristice maşinilor de curent continuu, precum şi posibilitatea măsurării unor valori cu 20 - 30% mai mari decât acestea.

MAŞINA SINCRONĂ

I. DEFINIŢIE, PARTICULARITĂŢI CONSTRUCTIVE, UTILIZĂRI

1. Definiţie

Se numeşte maşină sincronă, maşina electrică de curent alternativ a cărei viteză de rotaţie se menţine intr-un raport constant cu frecventa reţelei care este conectată şi nu variază atunci când variază sarcina.

2. PARTICULARITĂŢI CONSTRUCTIVE

Maşina sincronă face parte. împreună cu maşina asincronă, din clasa maşinilor de curent alternativ. Fiind o maşină electrică rotativă, principalele părţi componente sunt:

• statorul (de obicei, indus); • rolorul (de obicei, inductor); .

• ansamblul pieselor de susţinere mecanică (din care fac parte carcasa, scuturile, lagărele de ghidare şi suspensie.

Statorul maşinilor sincrone este construit din tole de tablă silicioasă stanţată (0.5 ram grosime) prevăzute cu crestături, în care sunt introduse bobinele înfăşurăni indusuluj de tip repartizat. Rotorul maşinilor sincrone poate fi:

- cu poli plini (fig. .1 .a) - cu poli aparenţi (fig. .1 .b)

20

Fig. .12. Tipuri de rotoare pentru maşinile sincrone a - cu poli plini; b - cu poli aparenţi

Rotorul cu poli aparenti este format dintr-un butucde fonta sau oţel, fixat pe arbore, şi din poli induc-tori fixaţi pe butuc prin buloane sau coadă de rândunică. Polii aparenti pot fi executaţi din tablă ştanţată sau executaţi masiv şi sunt de fapt electromagneţi excitaţi în curent continuu. Bobinele polilor sunt legate în serie astfel încât polii să se magnetizeze succesiv, unul nord şi altul sud. Înfăşurarea bobinelor se execu-tă, de regulă, din conductoare de cupru sub formă de bandă îndoită pe muchie. Rotorul cu poli înecaţi are crestături realizate prin frezare. Din pasul polar al rotorului, aproximativ o treime se lasă fără crestături, constituind aşa numitul “dinte mare” a cărui axa coincide cu axa polului inductor.

Înfaşurările rotoarelor cu poli înecaţi se execută tot din bare dreptunghiulare de cupru, îndoite pe muchie şi aşezate in crestaturi, pe lat.

Intrefierul maşinilor sincrone are valori cuprinse între 0,5…5cm.Oricare ar fi tipul constructiv al rotorului (cu poli plini sau cu poli aparenţi), pentru a

alimenta cu cu-rent continuu înfăşurarea acestuia, în timp ce rotorul se învârteşte, capetele înfăşurării rotorice sunt legate la două inele colectoare din bronz sau din fontă, fixate pe axul maşinii şi izolate între ele, cât şi faţa de ax. Pe inele alunecă două perii care aduc curentul de la sistemul de excitaţie.Dacă tensiunea continuă necesară alimentării înfăşurării de excitaţie este obţinută la bornele unui generator de c.c. de putere mică montat de obicei pe acelaşi arbore cu rotonu se generator se numeşte excitatrice. Sistemele de excitaţie ale maşinilor sincrone trebuie să răspundă următoarelor cerinţe: -să menţină tensiunea la bornele maşinii, practic, constantă pe tot domeniul de sarcină; -să permită variaţia rapidă a curentului de excitaţie la modificarea bruscă a sarcinii; -să mărească stabilitatea maşinii în cazul fenomenelor tranzitorii provocate de factorii perturbatori.

Sistemele de excitaţie statică realizate pe bază de redresoare cu elemente semiconductoare sunt utilizate pe scară din ce în ce mai largă, pentru că sunt, practic, lipsite de inerţie comparativ cu excitatoare-le rotative.

21

a b c d

Fig.13. Semne convenţionale pentru maşinile sincrone

a) generator cu poli formaţi de magneţi permanenţi;b) generator trifazat în stea;c) generator trifazat în stea, cu nulul scos;d) motor sincron

22

În cazul unei maşini sincrone, regimurile de funcţionare se definesc în funcţie de (sensul, caracterul) schimbului de energie cu reţeaua. Astfel, se deosebesc:

a) regimul de generator sincron, când maşina debitează energie electrică activă, cât şi reactivă reţelei; este principalul regim de lucru al unei maşini sincrone; b) regimul de motor sincron, când maşina primeşte energie activă din reţea şi poate debita energie reactivă; este un regim de funcţionare impus de cerinţa menţinerii unei turaţii constante la un cuplu rezistent fară variaţii pronunţate şi, în plus, se pune problema îmbunătăţirii factorului de putere; c) regimul de compensator sincron, când maşina debitează energie reactivă în reţea şi absoarbe energie activă necesară acoperirii pierderilor proprii; compensatorul sincron îndeplineşte rolul de sursă de energie reactivă pentru îmbunătăţirea factorului de putere în punctele reţelei în care există mulţi consumatori inductivi şi poate îndeplini şi rol de regulator al tensiunii reţelei, pentru că prezintă (aşa cum se va vedea în continuare) particularitatea funcţională ca, la creşterea tensiunii, puterea reactivă să scadă, iar la scăderea tensiunii, aceasta să crească.

3. UTILIZĂRI Generatoarele sincrone sunt, actualmente, principalele surse de energie electrică fiind componenta de bază a centralelor electrice. în funcţie de tipul maşinii de antrenare se deosebesc: a) turbogeneratoare (generatoare sincrone cu rotorul cu poli plini), utilizate la turaţii ridicate (1000, 1500, 3000 rot/min) la care maşina primara este o turbină cu abur sau cu gaze. Puterea maximă pentru care s-au realizat turbogeneratoare este de 1500 MVA şi se studiază realizarea unor puteri peste 2000 MVA. Utilizarea înfăşurărilor supraconductoare deschide perspectiva creşterii puterii până la 6000 MVA, concomitent cu scăderea apreciabilă a dimensiunilor de gabarit. b) hidrogeneratoare (generatoare sincrone cu rotorul cu poli aparenţi), utilizate la turaţii scăzute (sub 1000 rot/min) la care maşina primară este o maşină hidraulică. Particularitatea constructivă a hidrogeneratoarelor decurge din poziţia verticală a arborelui. Există două tipuri de astfel de hidrogeneratoare: tipul suspendat şi tipul umbrelă

Fig.14 Tipuri constructive de hifrogeneratoare:a) tipul suspendat b)tipul umbrelă

22

Motoarele sincrone şi-au extins permanent domeniul de utilizare, fiind folosite atât în acţionările de mică putere (micromaşini cu puterea de ordinul waţilor), cât, mai ales, în acţionările de mare putere (peste 100 kW până la 40MW). Motoarele sincrone se construiesc obişnuit cu poli aparenţi, şi doar în cazuri excepţionale - de exemplu, când sunt destinate acţionării turbosuflantelor -, cu poli înecaţi. Şi din punct de vedere al condiţiilor tehnologice, varianta cu poli aparenţi este preferată la puteri medii şi mari. Proprietatea motorului sincron de a nu consuma putere inductivă din reţea, ci, mai mult, de a furniza reţelei o astfel de putere, a impus utilizarea acestor motoare pe scară din ce în ce mai largă.

Avantajele utilizării motoarelor sincrone sunt: 1. Îmbunătăţirea factorului de putere, prin funcţionare supraexcitată;

2. Siguranţă mărită în funcţionare (în special la puteri mari şi turaţie scăzută datorită între fierului mare); 3. Variaţia liniară a cuplului cu tensiunea; 4. Randament mare (peste 90%).

Dezavantajele sunt: 1. Consum ridicat de cupru pentru înfăşurarea de excitaţie;

2. Necesitatea dispozitivului auxiliar de pornire.

Compensatorul sincron este o maşină sincronă proiectată să funcţioneze ca motor în gol (fără cuplu rezistent la arbore) supraexcitat: în acest regim, compensatorul sincron îmbunătăţeşte factorul de putere al reţelei de curent alternativ la care este conectat, debitând putere reactivă magnetizantă în reţea. în prezent, se execută compensatoare sincrone pentru puteri cuprinse între 1 MV Ar şi 200 MV Ar.

II. PORNIREA MOTORULUI SINCRON

Relaţia arată că motorul sincron dezvoltă cuplu la arbore numai dacă este îndeplinită condiţia de sincronism, ceea ce înseamnă că şi rotorul şi câmpul magnetic învârtitor inductor au aceeaşi viteză unghiulară. Condiţia de sincronism se poate realiza, practic, pe două căi: 1. Aducerea rotorului la o viteză egală sau apropiată de cea de sincronism; 2. Reducerea turaţiei câmpului magnetic învârtitor inductor n1, la pornire, prin micşorarea frecvenţei tensiunii de alimentare f1. Prima modalitate de aducere la sincronism înseamnă: - fie antrenarea motorului propriu-zis cu un motor auxiliar având aceeaşi turaţie ca şi motorul de pornit; - fie pornirea în asincron a motorului propriu-zis. Pornirea prin antrenarea cu un motor auxiliar se aplică numai în lipsa sarcinii la arbore (pornire în gol). In acest caz, maşina funcţionează ca generator, iar pornirea este echivalentă cu cuplarea la reţea, lucru care se realizează după ce sunt verificate anumite condiţii. Acest mod de pornire se mai numeşte şi sincronizare fină. Pornirea în asincron, utilizată în mod curent, presupune existenţa unei colivii rotorice de pornire (ale cărei bare din cupru sau din alamă sunt plasate în crestături special practicate în piesele polare) sau a unor tălpi polare masive care au acelaşi rol, datorită curenţilor turbionari ce se induc în ele, la pornire. Cu ajutorul acestei colivii, motorul sincron poate porni ca un motor asincron: în linii mari procesul se desfăşoară similar, cu deosebirea că există următoarele particularităţi: - colivia rotorică este neuniformă (barele există numai pe talpa polilor);

- pe rotor mai există o înfăşurare monofazată (înfăşurare de excitaţie).

Ca mod de desfăşurare în timp, procesul de pornire în asincron are două etape distincte: - pornirea propriu-zisă în asincron; - intrarea în sincronism. Pentru pornirea în asincron se recurge la: - cuplarea directă la reţea (la puteri mici şi mijlocii); - alimentarea cu tensiune redusă de la un autotransformator cu 2-3 trepte (la puteri mari). Pe perioada pornirii, înfăşurarea de excitaţie se conectează pe o rezistenţa de circa 10 ori mai mare decât rezistenţa proprie, deoarece: - dacă bobinajul excitaţiei ar rămâne deschis, în aceasta s-ar induce (în primele momente ale pornirii, când viteza câmpului magnetic învârtitor inductor este, practic, viteza de sincronism, rotorul fiind în repaus) o t.e.m. ridicată cu atât mai mare cu cât, de regulă, înfăşurarea de excitaţie are spire multe; această t.e.m. este periculoasă şi pentru motor (prin riscul străpungerii izolaţiei faţă de masă) şi pentru personalul de exploatare; - dacă bobinajul excitaţiei ar fi închis pe rezistenţa proprie, el ar constitui o înfăşurare în scurtcircuit, prin care curenţii pot fi depăşi limitele admisibile. După câteva secunde de la cuplare, rotorul ajunge la o turaţie apropiată de cea de sincronism (circa 95%). în acest moment, pentru intrarea în sincron, se cuplează tensiunea continuă la bornele înfăşurării de excitaţie, fapt ce conduce la apariţia cuplului electromagnetic de tip sincron. Suprapunerea acestui cuplu peste cuplul asincron determină producerea unor oscilaţii ale turaţiei de sincronism: aceste oscilaţii se amortizează însă şi motorul intră în sincronism. Pentru ca amplitudinea oscilaţiilor să fie cât mai mică şi durata de amortizare, de asemenea, mică, cuplul rezistent la arborele motorului trebuie să fie cât mai mic.

MĂSURI DE PROTECŢIA A MUNCII ŞI DE PREVENIRE ŞI STINGEREA A INCENDIILOR

1. MĂSURI DE PROTECŢIE A MUNCII

În marea majoritate accidentele ce survin în exploatarea, întreţinerea şi repararea maşinilor şi aparatelor electrice se datorează neglijenţei sau lipsei de atenţie a personalului muncitor. Pentru a se evita aceste accidente se impune în mod deosebit disciplina întregului personal prin respecta-rea normelor de exploatare a întregului echipament electric, a normelor de protecţia muncii si PSI precum şi folosirea mijloacelor de protecţie corespunzătoare efectuate de către personal. Pentru desfăşurarea activităţi în condiţii normale personalul trebuie dotat corespunzător cu echipamente de lucru şi izolante. Este interzisă executarea lucrărilor fără mijloace de protecţie pre-văzute în normele de protecţia muncii. Mijloacele de protecţie care au rolul de a proteja persoanele împotriva electrocutări prin izolarea lui faţă de părţile aflate subtensiune sunt: - scule cu mânere izolante - cleşti şi prăjini electroizolante - mănuşi, cizme şi galoşi din materiale electroizolante - covoraşe de cauciuc şi platforme electroizolante (lemn) În unele instalaţii sunt necesare şi alte mijloace de protecţie cum sunt: ochelarii de protecţie, măşti de gaze, mănuşi şi cizme împotriva substanţelor toxice. Acestea asigură protecţia personalului împotriva arcului electric a produselor de ardere şi a acţiuni agenţilor chimice. Pentru lucrările de întreţinere şi reparaţii părţile din instalaţiile respective se scot de subtensiune şi se leagă la pământ. De asemenea pentru instalaţiile rămase subtensiune şi pentru a fi delimitată zona în care se lucrează se vor monta plăcuţe avertizoare cu inscripţiile corespunzătoare după caz: „STOP”, „SE LUCREAZĂ!” etc. La locurile de întrerupere a alimentări unui cablu sau a unei linii aeriene (întrerupător, separator sau siguranţe fuzibile) când acestea se scot de subtensiune pentru lucrări de reparaţii se pun plăcuţe avertizoare cu inscripţia: „NU ÎNCHIDEŢI!”, „SE LUCREAZĂ PE LINIE!”. Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare pe durata exploatări maşinilor şi aparatelor electrice se iau următoarele măsuri de protecţie. - manevrarea echipamentului de pornire a maşinilor electrice cu acţionare manuală se execută cu mănuşi electroizolante. În cazul instalări dispozitivelor de comandă în locul cu umiditate mare se vor folosi mănuşi electroizolante iar în faţa acestui echipament se instalează platforme electroizolante (grătare din lemn cu izolatoare suport). - la motoarele electrice protejate numai prin siguranţe şi care nu au alte element de separaţie în faţa acestora înainte de începerea oricărui lucrări pe circuitului de forţă demonta acestei siguranţe, folosind mănuşi electroizolante. În locuri umede, în faţa motoarelor electrice vor fi amplasate platforme electroizolate. În locul siguranţelor demontate vor fi montate capace de siguranţe fără patronul fuzibil vopsit în roşu. - în cazul în care elementele de protecţie electrică ale unui motor se găsesc în altă încăpere în mod suplimentar se va deconecta cablul de alimentare de la bornele motorului şi vor fi asigurate conductoarele acestuia cu degetari de cauciuc.

- corpurile maşinilor electrice şi cele ale întregului echipament electric din circuitul de forţă vor fi legate la pământ. - elementele care execută mişcarea de rotaţie trebuie îngrădite sau protejate cu apărători (curele de transmisie, ventilatoare, părţi deschise ale arborilor etc.) - este interzis a se lucra la conductorul de legare la pământ în timp ce motorul funcţionează şi este subtensiune. scoaterea plăcilor avertizoare şi punerea în funcţiune a echipamentului electric se vor face numai dacă în registru atelierului respectiv sa consemnat faptul că lucrarea a fost încheiată, precum şi numele persoanei care a comunicat acest lucru. În scopul preveniri personalului de exploatare a pericolului de atingere a pieselor aflate subtensiune, în apropierea acestora se afişează inscripţii sau plăcuţe specifice pentru fie-care fel de tensiune şi curent se vor utiliza notaţii prevăzute în normative.

2. MĂSURI DE PREVENIRE ŞI STINGERE A INCENDIILOR

În timpul exploatării maşinilor şi aparatelor electrice, pe lângă pericolul electrocutării, curentul electric poate provoca incendii, datorită încălziri aparatajului electric în timpul funcţionării, în timpul scurtcircuitului sau suprasarcinilor. Arcul electric produs datorită unor deranjamente în instalaţiile electrice pot provoca arsuri personalului care lucrează sau pot determina aprinderea prafului aglomerat sau a unor amestecuri de gaze din atmosfera încăperii. Pentru prevenirea pericolului de aprindere din cauza scânteilor a supraîncălziri trebuie luate următoarele măsuri: - la regimurile de funcţiune în plină sarcină părţile motoarelor electrice nu trebuie să se încălzească până la o temperatură periculoasă ( lagărele să nu depăşească 80 grade) - siguranţele, întrerupătoarele şi alte aparate electrice care în timpul exploatării pot provoca întreruperea curentului electric, trebuie închise în carcase. - părţile reostatelor sau a altor aparate care se încălzesc în timpul funcţionării trebuie montate pe socluri izolate termic. - Pentru a se putea interveni în caz de incendiu se recomandă ca lângă maşinile unelte să fie amplasate extinctoare cu CO2) - Folosirea apei este interzisă la stingerea incendiilor în instalaţiile electrice deoarece prezintă pericol de electrocutare şi extinderea defecţiuni.

Bibliografie

1. Maşini, aparate, acţionări şi automatizări – Năstase Bichir, D.Mihoc, S.Hiloni

-Educaţia didactică şi pedagogică Bucureşti – 1997

2. Maşini, utilaje şi instalaţii din industria construcţiilor de maşini şi aparate electrice – I.Cioc, M.Stoima

-Educaţia didactică şi pedagogică Bucureşti – 1978

3. Instalaţii şi echipamente electrice – Nicolae Mira, Constantin Neguş -Educaţia didactică şi pedagogică Bucureşti – 1997

4. Utilajul şi tehnologia instalaţiilor electrice industriale – G.Cănescu, Troian Cănescu

-Educaţia didactică şi pedagogică Bucureşti – 1979

5. Maşini electrice şi acţionări – Doiniţa Bălăşoiu, T.Bălăşoiu -Educaţia economică preuniversitarea Bucureşti - 2000