1CUPRINS SISTEME DE ACIONARE ELECTRIC A MAINILORDE LUCRU 1. Generaliti despre mainile electrice32. Noiuni generale despre mainile electrice de curent continuu43. Caracteristicile mecanice ale motoarelor de curent continuu 54. Pornirea motorului de curent continuu 65. Reglarea vitezei motorului de curent continuu 76. Frnarea motorului de curent continuu 87. Transformatorul electric; generaliti98. Maina electric asincron; generaliti119. Pornirea i reglarea vitezei motorului asincron trifazat cu inele1310. Reglarea vitezei motorului asincron trifazat n colivie 1411. Pornirea motorului asincron trifazat n colivie 1512. Schimbarea sensului de rotaie la motorul asincron trifazat1713. Sistemele de acionare electric1814. Caracteristicile mecanice ale mainilor de lucru19 15. Supracureni2116. ntreruptoare i comutatoare cu prghie2117. ntreruptoare i comutatoare pachet2318. ntreruptoare i comutatoare cu came2619. Comutatoare stea-triunghi 2720. Autotransformatoare de pornire 2821. Reostate de pornire i reglare2922. Reostate de excitaie3023. Aparate de comand multifuncionale3124. Tablouri de distribuie modulare3325. Contactoare statice 3426. Relee termice 3527. Contactoare 3628. Butoane i lmpi de semnalizare4029. ntreruptoare automate 4130. Relee maximale de curent. Relee minimale de tensiune 4231. Caracteristicile tehnice ale releelor de protecie4432. Studiul releelor de protecie4533. Tehnologia montrii aparatelor electrice pentru sistemele de acionare4734. ntreruptoare i comutatoare cu came4835. Montarea comutatoarelor cu came 5036. Funcionarea comutatoarelor cu came5337. ntreruptoare cu prghie 5438. Realizarea unei scheme de acionare5539. Contactoare cu relee 5640. Realizarea schemei electrice de acionare- pentru un motor trifazat 57241.Aparate pentru acionri industrial - butoane de comand 5842.Aparate pentru acionri industrial - chei de comand 6243.Aparate pentru acionri industrial - microntreruptoare 6344. Aparate pentru acionri industriale - limitatoare de curs6445. Aparate pentru acionri industrial - lmpi i casete de semnalizare, butoane cu lmpi de semnalizare - 6646.Pornirea motorului de c.c. cu excitaie separat6947.Reglarea vitezei motorului de c.c. cu excitaie separat7048.Frnarea motorului de c.c. cu excitaie separat7249. Pornirea, reglarea vitezei i frnarea motorului de c.c. cu excitaie separat7350. Transformatorul electric - pri componente; rol funcional -7451. Proba de mers n gol a unui transformator monofazat 7552. Proba de scurtcircuit de laborator a unui transformator monofazat 7753. Motorul asincron trifazat (cu rotorul) n scurtcircuit - clasificare; semneconvenionale; probleme ale pornirii7854. Pornirea motorului asincron cu rotorul n scurtcircuitprin cuplare direct la reea7955. Pornirea i inversarea sensului de rotaie a unui motor asincrontrifazat8056. Pornirea automat a unui motor de rezerv8257. Pornireaadoumotoare asincrone trifazate ntr-oanumitordine8358. Acionarea electric a unui strung 841 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUSISTEME DE ACIONARE ELECTRIC LIST DE TERMENI I CUVINTE CHEIEa declana aproduceodesfacererapid,princomand,aunuimecanismcareblocheazmicareaunor pri ale unui dispozitiv, n vederea provocrii sau ntreruperii unor aciuni anclanareoperaie de nchidere a unui circuit electric efectuat cu un ntreruptor, un contactor etc.aparat sistemtehniccareservetelaefectuareauneioperaiisauladirijareaenergieiorila transformarea ei static aparataj totalitatea aparatelor folosite ntr-o ramur a tiinei sau a tehniciiautomenineremeninereaalimentriiunuicontactorchiardacbutonul depornirenumaiesteacionat; se realizeaz cu ajutorul unui contact auxiliar ND al contactorului basculare micare de balansare, n jurul unei axe orizontale care nu trece prin centrul de greutatecamproeminen (sauan)cuprofildeterminat,pesuprafaaunuidiscsauarbore,servindla deplasarea periodic a unui organ urmritor (tachet) capacitate decomutaremrimecaracteristicaaparatelorelectrice;seindicprincurentulderupereicurentulde nchidere,laaparateledejoastensiuneiprinputereaderupereiputereadenchidere,la aparatele de nalt tensiune caracteristic curbsauexpresieanaliticreprezentnddependenadintreanumitemrimispecificeale unui sistem tehnic sau fizic, n anumite condiii de funcionare caracteristic intrare - ieire curbsauexpresieanaliticreprezentnddependenadintremrimeadeintrareimrimea de ieire ale unui sistem tehnic, n condiii date de funcionare comandOperaiemanual,semiautomatsauautomat,princaresepunenfunciune,seregleaz sau se oprete un sistem tehnic; poate fi direct, indirect sau la distan contactor aparatelectriccare,subaciuneaunuisemnaldecomand,nchideuncircuitelectrici-lmenine nchis numai ct timp dureaz comanda contactor aparatdecomutaie,cuacionaremecanic,electromagneticsaupneumatic,cuosingur poziiestabil,capabildeastabili,deasuportaintrerupecurenii,ncondiiinormalede exploatare ale unui circuit, inclusiv curenii de suprasarcin contactor static contactorlacare,fenomenuldecomutaieeste realizatprinconduciacomandata elementelorsemiconductoare(tranzistoare,tiristoare,triace)realizndu-sedeciocomutaie fr piese n micare (comutaie static) curent denchiderecel mai mare curent pe care aparatul l poate stabili sub o tensiune datcurent de rupere cel mai mare curent pe care aparatul este capabil s-l ntrerup sub o tensiune datcuitpies component aunoraparate electricedeconectare,care,ptrunznd n furci, realizeaz o legtur electric conductiv declanatoraparat,acionatmanualsauautomat,careprovoacpecalemecanicsuprimareaunei zvorri sau declanarea mecanismelor elicoidal nformdeelice(curbcarepoatefinscrispeuncilindrucircularsaupeunconcirculari care taie sub un unghi constant generatoarele cilindrului sau ale conului)factor dereveniremrimecaracteristicaunuireleu,definitprinraportuldintrevaloareamrimiideintrare pentru revenirea releului i valoarea mrimii de intrare pentru acionarea releului frnare reducere progresiv, eventual pn la oprire, a vitezei de deplasare a unui corp, a unei maini etc., prin transformarea energiei cinetice n alte forme de energiefrnare dinamic (reostatic) metoddefrnarencadrulcreiamotorulsedecupleazdelareeaiseleag,labornele sale,unreostat;mainafuncioneazcageneratorcaretransformenergiaprimitdela mecanismul de lucru, n energie electric, debitat n reostat 2 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUfrnare princontracurentmetod de frnare care const n inversarea conexiunilor la bornele motorului alimentat de lareea; energia cinetic a mecanismului de lucru i energia primit de la reea, se transform n cldur n motor frnarerecuperativ metoddefrnarencadrul creiamotorulesteantrenat dectremecanismulantrenat,lao turaie ce depeteturaian gol a motorului; ca urmare,maina funcioneaz ca generator, transformndenergiacineticamecanismuluiacionat,nenergieelectric,pecareo napoiazreelei,realizndorecuperareaenergiei;esteceamaieconomicmetod,ns poate fi utilizat numai la turaii mari, i deci cu ea nu se poate realiza oprirea motoruluihisterezis fenomen cu caracter ireversibil, care constnfaptulc,succesiuneastriloruneisubstane, determinate de variaia unui parametru, difer de succesiunea strilor determinate de variaia n sens contrar a aceluiai parametruhisterezismagneticfenomencareconstndependenaneunivocamagnetizaieiunuicorpferomagnetic,de intensitatea cmpului magnetic exteriorncercare descurtcircuit delaboratorprobdelaboratorprincare,primarulunuitransformatorsealimenteazcuotensiune redus, astfel nct prin nfurri s circule curenii nominali inducie electromagnetic fenomendeproducereauneitensiunielectromotoare(numittensiuneindus)de-a lunguluneicurbenchise,dectreuncmpmagnetic,variabilntimp(numitcmpinductor); tensiuneaindusesteproporionalcuvitezadevariaieafluxuluimagneticinductor,iar sensul sueste astfelorientatnct, cmpul magneticalcurentuluipecare l-arproduces se opun, prin cmpul su magnetic, variaiei fluxului magnetic inductorinducie magnetic mrime vectorial care, mpreun cu intensitatea magnetic, caracterizeaz local componenta magnetic a cmpului electromagnetic inductor parte component a unei maini electrice, care produce fluxuri magnetice inductoareindus parte component a unei maini electrice, n care se produc tensiuni electromotoare induse defluxul magnetic al inductoruluiinterblocaj imposibilitateaacionriiunuimotorncellaltsensderotaie,atttimpctacesta funcioneaznsenscontrar;serealizeazcuajutoruladoucontacteauxiliareNI:unulal contactorului pentru un sens de rotaie, i al doilea pentru cellalt sens de rotaie limitator de curs aparat de conectare care ntrerupe sau stabilete circuite, sub aciunea unui element mecanic al instalaiei, aflat n micare microntreruptor aparat miniatural de comand, cu acionare instantanee, caracterizat printr-o mare capacitatede comutare, realizat ntr-un gabarit redus releu aparatcarerealizeazanumitecomenzi(deexemplu,comutareaunuianumitcircuit) atuncicnd variaz o mrime caracteristic a sistemului tehnic la care este conectat reostat aparatalctuitdintr-unrezistoracruirezistenelectricestereglabil,frdemontarea conexiunilor; este utilizat la reglarea intensitii curentului electric din circuite stare acionat a releuluistare a releului caracterizat prin circuit magnetic deschis (clapet liber) la releul de tensiune i prin circuit magnetic nchis (clapet atras) la releul de curent stare normal a releuluistare a releului caracterizat prin circuit magnetic nchis (clapeta atras) la releul de tensiune i circuit magnetic deschis (clapeta liber) la releul de curent stroboscopie metoddeobservareacorpuriloraflate n micaredetranslaie sauderotaie, cu un anumitcaracterdeperiodicitate,desacadare;constnntrerupereaintermitent,fieailuminrii corpului,fieaprivirii,avnddreptconsecinmicorareaaparentavitezeidemicaresau chiar anularea vitezei ori inversarea sensului micrii traducere transformare a unei mrimi de o anumit natur, numit mrime de intrare, ntr-o mrime de alt natur, numit mrime de ieire, n vederea transmisiunii informaiei asociate acestora traductor dispozitivcareefectueazoperaiadetraducere(transformareauneimrimideoanumit natur,numitmrimedeintrare,ntr-omrimedealtnatur,numitmrimedeieire,n vedereatransmisiuniiinformaieiasociateacestora)ntr-unsistemtehnicdereglajautomat, detelecomunicaie,demsurarepecaleelctricamrimilorneelectrice(deexemplu, tahogeneratoarele).3 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU1. GENERALITI DESPREMAINILE ELECTRICE Definirea mainii electriceMainile electrice sunt sisteme tehnice prin care se asigur conversia electromecanic.Mainileelectricesuntfolositepentruproducereaenergieielectrice,ncarecazsuntdenumite generatoareelectrice, saupentrutransformarea energieielectricenenergieimecanic,ncarecazsunt denumite motoare electrice. Mainaconvertizoarerealizeazmodificareaparametrilorenergieielectrice (tensiune,curent,frecvenetc.)prinintermediulenergieimecanice(figura1).nsituaiancareomain electricprimetesimultanenergieelectricienergiemecaniciletransformncldur,maina funcioneaz n regim de frn.Figura 1.Conversia energiei cu ajutorul mainilor electrice: Pm putere mecanic;Pe putere electric; Pjf pierderi electrice (efect Joule) i prin frecri. Din punct de vedere funcional, orice mainelectric poate lucra fie n regim de generator electric fie n regim de motor electric, fr vreo modificare constructiv, deci mainile electrice sunt reversibile.Dupnaturatensiuniidealimentare(sauatensiuniipecareoproduclaborne,nregimdegenerator) mainile sunt:maini electrice de curent continuu, utilizate n reelele de curent continuu; maini electrice de curent alternativ, utilizate n reelele de curent alternativ; mainielectriceuniversale,caresepotutilizaattnreeleledecurentalternativctinreelelede curent continuu.Mainiledecurentcontinuu,datoritschemeideconexiuneanfurrilordeexcitaie,potavea caracteristici funcionale (electromecanice) diferite. Mainiledecurentalternativlacareinductorulserotetesincroncucmpulmagneticnvrtitorse numesc maini sincrone; turaia motoarelor depinde numai de frecvena tensiunii de alimentare i de numrul de poli.Mainiledecurentalternativlacarerotorulsenvrtetecuovitezdiferitdeacmpuluimagnetic inductor se numesc maini asincrone; n afar de frecvena tensiunii de alimentare a inductorului i de numrul depoli,turaiamainiiasincronedepindeidesarcinamecanicopusmotoruluidectremecanismele antrenate.nprocesuldetransformareenergeticrealizatdemainileelectricenutoatenergiaprimit setransformnenergieutil.Aulocipierderinedorite,carepotfilimitateconstructiv,darnupotfieliminate definitiv.Pierderile de energie, respectiv de putere, se produc n principal datorit: frecrilor mecanice dintre piese n micare relativ ( Pm) i dintre acestea i aer; curenilor turbionari i a fenomenului de histerezis care apar n piesele feromagnetice(PFe);efectului Joule n conductoarele parcurse de curent electric( Pj).Datorit acestor pierderi, randamentul q al unei maini electrice, definit ca raportul dintre puterea util P2i puterea consumat P1, este totdeauna subunitar.Matematic, acestei realiti i corespund relaiile: Ep = Pm + Pj + PFeP1 = P2 + Epp PPPP1212+= =4 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUF2F2F1F1E1E1E2E2A1A1 A1A1A1A2A2A2A2A2D1D1D2D2Separata Derivatie SerieCompound MixtaObservaie:Pierderilenprocesuldeconversieaenergiei,realizatprinintermediulmainilorelectrice, sunt ireversibile, transformate n cldur. 2.NOIUNI GENERALE DESPRE MAINI ELECTRICE DE CURENT CONTINUU Definiie Mainaelectriclacareschimbulprincipaldeenergiecuoreeaserealizeazncurent continuuestecunoscut sub denumirea de main de curent continuu.ClasificareClasificareamainilordecurentcontinuusefacenfunciedemoduldeconectareanfurriide excitaie fa de nfurarea indusului. nfigura1suntreprezentatesemneleconvenionalepentrumainiledecurentcontinuuimodulde notare (consacrat) al nfurrilor. Figura 1. Simbolizarea mainilor de curent continuu n funcie de modul de conectare a nfurrii de excitaie fa de nfurarea indusului Mainadecurentcontinuupoatefuncionantreiregimuridinpunctuldevederealtransformrii energetice efectuate: de generator, de motor sau de frn. Un regimdefuncionareeste precizatde ansamblul valorilornumerice pe care le au, la un momentdat,mrimile mecanice i electrice prin care se caracterizeaz funcionarea mainii respective. Domenii de utilizareMainileelectricedecurentcontinuuseconstruiesccuputeridelactevazecidewaipnlamiide kilowai. Funcie de utilizarea lor, acestea pot fi de tip:MCG- de uz general, folosite n automatizarea proceselor de producie;MCM-utilizatenmetalurgiepentruacionareacilorcurole,manipulatoarelorlacaielelaminor, mpingtoarelor n cuptor etc.; MCU-pentruacionridemainiunelte(motoareconstruitepentruaputeafuncionancondiiile alimentrii de la convertizoare cu tiristoare);TN-pentrutransportuzinal(electrocare,transpalete,electrostivuitoare);pentrutraciuneferoviar (motoarepentrulocomotiveelectrice,motoarepentrulocomotiveDiesel-electrice,generatoareprincipalei auxiliare destinate locomotivelor Diesel-electrice);SSTA i MTA- motoare destinate acionrii locomotivelor electrice de min;CSC- convertizoare pentru sudare; pentru instalaii de foraj; pentru ncrcarea bateriilor de acumulatoare.5 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU3. CARACTERISTICI MECANICE ALE MOTOARELOR DE C.C. Pentru a funciona ca motor, maina electric se va alimenta de la o surs de energie de curent continuu. n funcie de sistemul de excitaie, ecuaia de tensiuni la funcionarea n sarcin a unui motor de c.c. este: excitaie separatU = E + Ra.I;excitaie serieU = E + (Ra + Re).I;excitaie derivaieU = E + Ra.(I iex);excitaie mixtU = E + Ra.(I iex) + RsI;Figura 1 Schemele motoarelor de curent continuua - M.c.c. cu excitaie separat,b - M.c.c. cu excitaie serie,c - M.c.c. cu excitaie derivaie Cuplul electromagnetic al motoarelor de curent continuuCuplul electromagnetic al motorului de curent continuu nu depinde de turaie, fiind proporional (prin factorul constructiv Km) cu fluxul inductor i cu curentul prin nfurarea indusului.Me = Km.u.IaCaracteristica mecanic a motoarelor de curent continuu Caracteristicamecanicamotoarelordec.c.,estedependena,graficsauanalitic,dintreturaiani cuplul M:n = f(M)i se traseaz pentru U = ct. i Rex = ct.Aceast caracteristic arat modul cum variaz turaia n, a motorului cnd variaz cuplul de sarcin, M.Pentru motorul cu excitaie separat sau derivaie turaia n variaz liniar cu cuplul (fig. 2) Pentru motorul cu excitaie serie, cuplul este proporional cu ptratul curentului iar caracteristica mecanic a motorului are aspectul unei hiperbole (curba 2 din figura 2).E E EIa Ia IaI IIIiexiexiexiexa bc2MnnonM1Figura 2. Caracteristicile mecanice alemotoarelor de c.c. cu excitaie: 1 derivaie (separat); 2 serie 6 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUObservaie: La mersul n gol,turaia motorului serie, n0, tinde spre infinit i din aceast cauz motorul cu excitaieserienupoatefuncionangolsaucusarcinifoartereduse,deoarecerotorularfidistrusdeforele centrifuge.4. PORNIREA MOTOARELOR DE C.C.Lamotoareledecurent continuu, curentul Iadinindusnutrebuiesdepeascde2-2,5oricurentul nominal,nicichiaruntimpscurt,deoarecencazcontrarcomutaias-arnrutifoartemult,i,nplus, nclzirea conductoarelor ar depi limitele admisibile. La pornire, cnd turaia este nul, ntreaga tensiune de alimentare se regsetepe rezistena (destul de sczut) a indusului. Observaie: la funcionarea normal, cu o anumit turaie, pe lng tensiunea reelei, n motor mai apare prininducie i oalt tensiune, numit contraelectromotoare, care se scadedintensiunea dealimentarei astfel, pe rezistena indusului se regsete o tensiune mult mai mic. Rezult valoarea curentului de pornire:apRUI = .Acestcurentdepetede2050deoricurentulnominal,decinuesteadmisibilpentrumotorinici pentru reeaua care alimenteaz motorul. Reducerea curentului de pornire se poate face prin:reducerea tensiunii de alimentare U. Aceast metod se poate aplica numai dac tensiunea U poate fi reglat dup voie, cu o instalaie special. introducerea n circuitul principal al motorului a reostatului de pornire Rp.Prin alegerea convenabil a lui Rp curentul de pornire poate fi mult diminuat:p apR RUI+= = (2-2,5)In.Aceastmetodseapliclamotoarelealimentatedelareelecutensiuneconstant.Pemsurce turaiamotoruluicrete,reostatulRppoatefitreptatscosdincircuitastfelca,lasfritulpornirii,elsfie scurtcircuitat (fig.1).Figura 1. Pornirea M.c.c. prin nserierea n circuitul indusului a unui reostat n trepte:a - schema de principiu; b - diagrama pornirii n trepte a unui motor de c.c.UMMM Mn MmR1R1R2R2R3R3RaRaUexIexr3 r2 r1Nn1n2n3nnn0a b7 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU5. REGLAREA VITEZEI MOTOARELOR DE C.C.Posibilitiledevariaieaturaieirezultdinanalizatermenilorrelaieidedependendintreturaiei cuplu:Variaia turaiei se obine prin: modificarea tensiunii de alimentare U.Dacfluxulesteconstant, vitezavariazproporional cutensiuneaaplicat.Aceastmetodsepoateaplicapracticnumailamotorulcuexcitaie separat; schimbarea rezistenei din circuitul indusului Ra ( fig. 1);modificareafluxului inductor usefacecuajutorulreostatuluideexcitaie.Vitezavariaz inversproporionalcufluxul,decicucurentuldeexcitaie.Prinaceastmetodseobineun reglaj al turaiei peste valoarea nominal, pn la 2 3 ori turaia nominal (fig. 2) u+ =ea s akI R R Un) (variaia tensiuniivariaia fluxului inductorvariaia unei rezistene nseriate cu circuitul indusuluiFig.1 Reglarea turaiei motoarelor decurent continuu cu ajutorul unui reostatmontat n indus: a - schema de montajpentru un motor cu excitaie derivaie;b - caracteristicile turaiei pentru un motor cu excitaie derivaie bMMMMMnM nnnRsRcu=uu unna b a'onononFig. 2Reglarea turaiei motoarelor de curent continuu cu ajutorul unui reostat montat ncircuitul de excitaie: a - schema de montajpentru un motor cu excitaie derivaie;b - caracteristica turaiei pentru un motor cu flux diminuat.8 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUMMnn0nnn-MaFigura 1 Explicativ la frnarea prin recuperare6. FRNAREA MOTOARELOR DE C.C.La acionarea electric a unor maini de lucru, apare necesitatea frnrii acestora, fie pentru micorarea vitezei, fie pentru meninerea constant a vitezei mecanismului care este sub aciunea unui cuplu exterior activ, care tinde s-l accelereze (de exemplu, la coborrea unei greuti). Principalele metode de frnare sunt: Frnarea prin recuperare.Aceastmetodse utilizeazatuncicndmotorulesteantrenatdectre mecanismulacionat cu uncuplu activ Ma, la o turaie ce depete turaia n gol n0 a motorului. O astfel desituaieaparedeexemplulaunvehiculacionat electric(locomotivelectric,tramvaietc.)care coboaropant.Cndvehicululesteacionatde motor,acestaestealimentatdelareeacutensiunea U, iar curentul areunanumit sensprinmotor. Cndncepecoborreapantei,foragravitaional acioneazasupravehiculului,iarcuplulmotori curentulscadlazero,mainadecurentcontinuu mergndngol.Crescndvitezaderotaiepesten0(fig.1),tensiuneacontaelectromotoaredepeteca valoare tensiunea de alimentare U, apare un curent Iaprin indus de sens invers dect n situaia anterioar i maina funcioneaz ca generator, transformnd energia cinetic a vehiculului n energie electric pe care o napoiaz reelei, realiznd o recuperare a energiei. Frnarea prinrecuperareesteceamaieconomicmetod,nspoatefiutilizatnumailaturaiimaimaridectturaia nominal i deci prin aceast metod nu se poate realiza oprirea motorului. Frnarea dinamic sau reostatic (fig. 2) se obine decuplndmotorul de lareea i legnd la bornele sale unreostat Rf.Mainafuncioneazcagenerator,transformndenergiaprimitdelamecanism,nenergie electric debitat pe reostat.Efectul de frnare se micoreaz pe msura descreterii turaiei, aa nct nici cu aceast metod nu se poate obine dect frnarea pn la turaii mici. Metoda este larg utilizat n practic, de exemplu la vehicule acionate electric.Frnareaprincontracurent(fig.3)constninversareaconexiunilorlabornelemotoruluialimentatdela reea.Laaceastmetod,energiacineticamecanismuluiienergiaprimitdelareeasetransformn cldurdisipatnmotorintr-unreostatdefrnareRfnseriatnindus,obinndu-seofrnareputernic, sensul de rotaie putndu-se inversa, dac maina nu este deconectat la timp de la reea. nMMF1FFRfRf1 2KRcMrnoa bMrF2Figura2. Frnarea dinamic: a Schema de principiu (1- regim de motor; 2- regim de frn);b diagrama frnrii (Mr cuplul rezistiv al mecanismului antrenat)9 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUMF1 F2FFRfRf1 2KRCMMrn0n0nr Ma bComand frn mecanicFigura 3. Frnarea contracurent:a schema de principiu (1 regim de motor, 2 regim de frn); b diagrama frnrii (Mr cuplul rezistent al mecanismului antrenat). 7.TRANSFORMATORUL ELECTRIC GENERALITI Definiie Transformatorul electricesteunaparat electromagneticstatic, utilizat pentrumodificareaparametrilorenergiei electromagnetice primite de la o reea de curent alternativ. Parametriicarepotfimodificaisunttensiunea,intensitateainumruldefaze,pstrndu-seconstant frecvena. Utilizri Transformatoarele sunt utilizate n practic, ndeosebi n domeniul transportului i distribuiei electrice.Latransportulenergieielectrice,cuctestemaimarecantitateadeenergiedetransportatimailung liniadetransport,cuatttrebuiesfiemainalttensiunealiniei,pentruaserealizauntransportdeenergie economic (cu randament maxim, deci cu pierderi minime).Se cunoate c n centralele electrice nu se pot produce tensiuni mai mari de 10.000 voli. n consecin, pentru ca energia electric furnizat de ele s ajung la consumator este necesar ca energia s fie transportat pe liniile de nalt tensiune. Transportul energiei nu se poate efectua economic dect dac se realizeaz la uncurent mic i la o tensiune ridicat.Laloculdeutilizare,energiaelectricestedinnoutransformat,prinintermediultransformatoarelor cobortoare, la o tensiune joas, cu care sunt alimentate receptoarele.Clasificaren funcie de domeniul de utilizare transformatoarele se pot clasifica astfel : transformatoare de putere, utilizate la transportul i distribuia energiei electrice; autotransformatoare, utilizate pentru transformarea tensiunii n limite reduse, pentru pornirea motoarelorde curent alternativ etc.; transformatoare de msur, utilizate pentru conectarea indirect a aparatelor de msur a tensiunilor i curenilor mari;transformatoaredeputerecucaracteristici speciale, cumsunt celepentrualimentareacuptoarelorelectrice, pentru sudare electric, pentru ncercri etc.; transformatoare de putere mic, cum sunt transformatoarele de siguran, transformatoarele de izolare, de separare etc.10 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUClasificareatransformatoarelorelectricesemaipoatefaceidupnumruldefaze,ntransformatoare monofazate i transformatoare trifazate.Indiferent de tipul de transformator, acesta poate fi rcit natural sau cu ulei.Notareacapetelornfurrilorsefacecumajusculepentrutensiuneamaimareiculiteremicipentru tensiuneamaimic,utilizndliteredelanceputulalfabetuluipentrunceputulnfurrilor,respectivdela sfritul alfabetului pentru sfritul nfurrilor. Deci nceputurile nfurrilor se noteaz, n ordine, cu A, B, C, sau a, b, c, iar sfriturile se noteaz cu X, Y, Z, sau x, y, z (fig. 1).Punctulneutrualnfurrilortransformatoarelortrifazate,dacestescoslacutiadeborne,senoteaz cu N sau n.Figura 1. Notarea capetelor nfurrilor transformatoarelor electrice.Dispunerea i marcarea bornelor la cutia de borne a transformatorului sunt prezentate n figura 2. Figura 2.Dispunerea i marcarea bornelor la transformatoare Semne convenionale Semnele convenionale pentru transformatoare sunt date de STAS 11381 / 17 89i prezentate n figura 3.a b c dFigura 3. Semne convenionale: a transformator monofazat cu doua nfurri, btransformator trifazat cu dou nfurri, c-transformator trifazat cu trei nfurri, d-autotransformator trifazat. ANnAaaBB Cb cbAnalt joasTensiunenalt tensiune joas tensiunea a ABBbbC cXYxyZ z11 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU8.MAINA ELECTRIC ASINCRON GENERALITIDefiniie Senumetemainasincronaceamaindecurentalternativcare,lafrecvenadatareelei, funcioneaz cu o turaie variabil cu sarcina. Mainileelectriceasincronesuntcaracterizateprinfaptulcauvitezaderotaiepuindiferitdeviteza cmpului inductor, de unde i numele de asincrone.Elepotfuncionanregimdemotor,nregimdegeneratorsaunregimdefrn.npractic,ceamai larg utilizare o au ca motoare electrice. Dup modul de realizare a nfurrii indusului, exist dou tipuri principale de maini asincrone: mainiasincrone cu rotorul bobinat icu inele colectoare (pescurt maini asincrone cu inele); mainiasincronecurotorul nscurtcircuit (saucurotorul ncolivie).Semne convenionalenfigura1suntreprezentateopartedinsemneleconvenionale pentru mainile asincrone. a b c dFigura 1Semne convenionale pentru mainile asincrone: a motorul asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit; b motorul cu rotorul bobinat;c motor asincron monofazat; d motor asincron monofazat cu faz auxiliar. n cazul mainilor cu inele, capetele nfurrii statorului sunt legate la o plac de borne (fig. 2); aceast nfurare (trifazat), poate fi legat n stea sau n triunghi.Notarea nfurrilor statorice i rotorice se face conform STAS 3530-87. Figura 4. Transformator de comandM3M3M3M1M1M3M1M1Figura 1. Motor asincron cu inele12 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUKKMmMmMMMnMnMpMpNNnn1nnnmPPsnb asm 1SFigura 2.Notarea i aezarea bornelor pe plac, la motoarele asincrone trifazate cu inele Domenii de utilizareMotoareleasincronetrifazateformeazceamaimarecategoriedeconsumatorideenergieelectricdin sistemulenergetic,fiindutilizatentoatedomeniiledeactivitate:maini-unelte(strunguri,raboteze,freze, polizoare, maini de gurit, ferstraie mecanice etc.), poduri rulante, macarale, pompe, ventilatoare etc.Motoarele monofazate sunt utilizate n special n instalaiile de uz gospodresc: aeroterme, pompe, maini desplat,polizoare,ventilatoare,maini-unelte(polizoare,ferestrucircular,lefuitoarecuvibraii,polizor unghiular, ferestru circular etc.), maini de gurit, maini de gurit cu percuie, rnie electrice etc.Pndecurnd,motoareleasincroneerauutilizatecamotoaredeantrenarenacionrilecuturaie constant;prindezvoltareaelectroniciideputere,acionrilereglabilecumotoareasincroneaucptato extindere remarcabil, datorit fiabilitii lor net superioare, n comparaie cu motoarele de curent continuu. Caracteristica mecanic a motoarelor asincrone trifazate Oformanaliticsimplificatacaracteristiciimecaniceaunuimotorasincrontrifazat,utilpentru nelegerea modului n care se comport maina asincron funcionnd n regim de motor este urmtoarea: ssss2MMmmm+=n care: Mm valoarea maxim a cuplului electromagnetic; sm valoarea alunecrii care corespunde cuplului maxim; sn valoarea alunecrii care corespunde cuplului nominal sn e [0,01; 0,1].;s e [0; 1] alunecarea la care funcioneaz motorul. Observaie:diferenaturaieirotoruluifadevaloareapecareartrebuis-oaibdatoritcmpului electromagnetic al statorului se descrie prin mrimea specific numit alunecare (notat cu s). Aplicnd cunotinele dobndite la matematic, se obine urmtoarea reprezentare grafic: Figura 3. Caracteristica mecanic: a M = f(s); b M = f(n).U1U2U2V2V2V1V1W1W1W2W2W1W2W2W1U1U1V1V2V2V1U2U2U1Conexiunea steaConexiunea triunghi13 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUM31239. PORNIREA I REGLAREA VITEZEIMOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT CU INELEFaptul c la acest tip de motoare sunt accesibile capetele nfurrii trifazate rotorice, are implicaii asupra metodelordepornireidereglareavitezei.Astfel,nseriereaunuireostattrifazatncircuitulrotoricpermite reducerea curentului absorbit la pornire i obinerea unor turaii variabile n regim de funcionare normal. nfigura2.estereprezentatschemacircuituluideforalunuimotor,laalecruiineleestelegatun reostat trifazat n stea (n practic acest montaj este folosit frecvent la instalaiile de ridicat). Figura 2. Pornirea i reglarea turaiei la motoare asincrone cu inele. Dac bara de scurtcircuitare a reostatului s-ar gsi pe poziia 3, nfurarea rotorului ar fi scurtcircuitat i motorul s-ar roti cu turaia nominalnn. Pe msur ce bara se deplaseaz spre poziia 1 din figur, n aceeai msur se introduc rezistene suplimentare Rp pe fiecare faz a rotorului. n figura 3, curba 0 reprezint caracteristica motorului cu inele scurtcircuitate, deci pentru Rp = 0.Introducnd n rotor, cu ajutorul reostatului legat la inele o rezisten suplimentar Rp1, se obine o nou caracteristic mecanic, reprezentat prin curba 1.Prin nserierea rezistenei suplimentare Rp2> Rp1, se obine caracteristica mecanic 2.aFigura 1. Motor asincron cu inele: a ansamblu; b rotor.b14Figura 3. Caracteristicile mecanice la reglareaturaiei motoarelor asincrone cu inele, cu reostat rotoricObservaie: prinmodificarea rezistenei circuitului rotoric, nu se modific cuplul maxim, ns se modific alunecarea maxim. Pentruacelaicuplurezistent diferite, s0, s1 respectiv s2, deci i turaii rotorice diferite (cu att mai mici, cu ct alunecarea este mai mare).Observaie:reglareavitezei prinreostat producepierderilesuplimentaredeputererandamentul. Din acest motiv, reglarea vitezei cu reos20%; o reducere mai mare a turaiei se admite numai dac funcionarea cu turaie redus dureaz un timp scurt.Pornireamotoareloresterecomandatsseefectuezelauncupluctmaimare:prinacorespunztoare a valorii reostatului de pornire, se poate porni un motor chiar la cuplul maxim pe care l poate dezvolta acesta.Observaie:lasfritulperioadeidepornire,reostatultrebuiescurtcircuitat,dacnuseefectueazi reglarea vitezei prin aceeai metod; altfel, reostatul proiectat s funcioneze un timp scurt, se va deteriora i, n plus, randamentul acionrii va fi mult diminuat.Pentru reglarea vitezei motoarelor asincrone cu inele, se mai utilizeaz metoda dublei alimentri. Aceast metod presupune alimentarea motorului i prin stator i prin rotor, cu dou tensiuni de frecvene diferite: raportul acestor frecvene impune turaia rotorului, obinnduMOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT N COLIVIEFigura 1. Componentele unui motor asincron cu rotor n colivieDin relaia cu care se determin turaia unui motor asincron n funcie de alunecareM0MmMrs0 s1 sACIONAREA MAINILOR DE LUCRUFigura 3. Caracteristicile mecanice la reglareaturaiei motoarelor asincrone cu inele, cu reostat rotoric.prin modificarea rezistenei circuitului rotoric, nu se modific cuplul maxim, ns se modific PentruacelaicuplurezistentMrlaarborelemotorului,pecele3caracteristiciseobintreialunecri , deci i turaii rotorice diferite (cu att mai mici, cu ct alunecarea este mai mare).reglareavitezei prinreostat producepierderilesuplimentaredeputererandamentul. Din acest motiv, reglarea vitezei cu reostat se face cnd se cere reducerea turaiei cu cel mult o reducere mai mare a turaiei se admite numai dac funcionarea cu turaie redus dureaz un timp scurt.Pornireamotoareloresterecomandatsseefectuezelauncupluctmaimare:prinacorespunztoare a valorii reostatului de pornire, se poate porni un motor chiar la cuplul maxim pe care l poate lasfritulperioadeidepornire,reostatultrebuiescurtcircuitat,dacnuseefectueazi ezei prin aceeai metod; altfel, reostatul proiectat s funcioneze un timp scurt, se va deteriora i, n plus, randamentul acionrii va fi mult diminuat.Pentru reglarea vitezei motoarelor asincrone cu inele, se mai utilizeaz cu randament mult mai cr. Aceast metod presupune alimentarea motorului i prin stator i prin rotor, cu dou tensiuni de frecvene diferite: raportul acestor frecvene impune turaia rotorului, obinndu10. REGLAREA VITEZEIMOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT N COLIVIEFigura 1. Componentele unui motor asincron cu rotor n colivieDin relaia cu care se determin turaia unui motor asincron n funcie de alunecareps) (1 60fs) (1 n n11= =M0 1 2MmMrs0 s1 s2s1Mp0 Mp1 Mp2prin modificarea rezistenei circuitului rotoric, nu se modific cuplul maxim, ns se modific laarborelemotorului,pecele3caracteristiciseobintreialunecri , deci i turaii rotorice diferite (cu att mai mici, cu ct alunecarea este mai mare).reglareavitezei prinreostat producepierderilesuplimentaredeputere,caremicoreaz tat se face cnd se cere reducerea turaiei cu cel mult 10 o reducere mai mare a turaiei se admite numai dac funcionarea cu turaie redus dureaz un timp scurt.Pornireamotoareloresterecomandatsseefectuezelauncupluctmaimare:prinalegereacorespunztoare a valorii reostatului de pornire, se poate porni un motor chiar la cuplul maxim pe care l poate lasfritulperioadeidepornire,reostatultrebuiescurtcircuitat,dacnuseefectueazi ezei prin aceeai metod; altfel, reostatul proiectat s funcioneze un timp scurt, se va deteriora i, n cu randament mult mai crescut . Aceast metod presupune alimentarea motorului i prin stator i prin rotor, cu dou tensiuni de frecvene diferite: raportul acestor frecvene impune turaia rotorului, obinndu-se turaia dorit. MOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT N COLIVIEFigura 1. Componentele unui motor asincron cu rotor n colivieDin relaia cu care se determin turaia unui motor asincron n funcie de alunecare15 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUse poate deduce c viteza rotorului poate fi reglat prin urmtoarele metode: prin variaia frecveneif1 i/sau a amplitudinii tensiunii de alimentare; prin schimbarea numrului de poli 2p;Primametod, prinvariaiafrecveneif1iaamplitudiniitensiuniidealimentare,necesitalimentarea motorului de la un generator special de tensiune, a crei frecven i amplitudine poate fi variat. A doua metod, prin schimbarea numrului de poli 2p, cere un bobinaj special i un comutator care, prin schimbareaconexiunilor,schimbnumruldepoli,attnstatorctinrotor.Deexemplu,nfigura2este artat modul cum prin schimbarea legturilor de bobinaj se modific numrul de poli 2p = 4 n 2p = 2.Observaie:schimbareanumruluidepolinrotorulunuimotorcuineleimpuncanecesareinele suplimentare, care complic mult construcia; din acest motiv, schimbarea numrului de poli la motorul cu inele se folosete rar. Figura 2. Schimbarea numrului de poliprin modificarea legturilor la nfurarea statoric. 11. PORNIREA MOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT N COLIVIELa pornirea motoarelor cu rotorul n scurtcircuit accesul la bornele rotorice nu mai este posibil. De aceea,laacestemotoare,metodeledeporniresuntconcentratepecircuitulstatoric,iarrotoruluiiseaducmodificri constructivecare vizeaz mbuntireaperformanelor la pornire (creterea cuplului i micorareacurentuluiabsorbit).Modificrile constau n: fie adncirea crestturilor rotorice i realizarea coliviei din bare naltefie realizarea unei colivii duble: una de pornire spre ntrefier i alta de funcionare spre axul rotoric Coliviadepornireesteparcursdecurentuntimpscurt,ctdureazpornirea,ipentruamicora curentul de pornire se execut din materiale cu rezistivitate mare (alam). Colivia de funcionare se execut din cupru. Pornirea motoarelor asincrone cu rotorul n scurtcircuit se poate face:prin conectare direct la reea; prin trecerea conexiunii statorice din stea n triunghi;prin reducerea tensiunii de alimentare;Conectareadirectlareeaesteutilizatfrecventacoloundereeleledealimentareimecanismele antrenate permit acest lucru. Curentul de pornire este de 4 7 ori mai mare dect curentul nominal deci metodaesteindicatpentrumotoareledeputerimici(lacareicureniinominalisuntmici).Pentrupornireamotorului conectat direct la reea se folosesc scheme de pornire care includ aparate manuale sau contactoare (fig.1). N2p = 42p = 22224 441 3331 2NSSSN16 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUMBU1 V1 W1W2 U2 V2AAYYBMnMpY ssn1Figura 1. Pornirea prin conectare direct la reea: a - pornirea direct cu ajutorul comutatorului manual; b- pornirea direct cu ajutorul contactoarelor Comutareaconexiunii statoricedinsteantriunghi serealizeazcuuncomutatorstea-triunghicu acionaremanualsauautomat,carerealizeaz,aacumsevedenfigura2,conectareansteaiapoin triunghi a nfurrilor statorice ale motorului asincron cu rotorul n scurtcircuit sau bobinat. Trecereadelaconexiuneastealaconexiuneatriunghisefacedupunanumittimpiechivaleazcu trecerea de la o tensiune de alimentare redus, la tensiunea nominal. Acest procedeu de pornire este folosit la motoare mici i mijlocii i este simplu i ieftin. a bFigura 2. Pornirea stea-triunghi a motorului asincron trifazat:a-schema electric de principiu; b-deplasarea punctului de funcionare. Observaie:Pentrucasfieposibilpornireaunuimotorcucomutatorstea-triunghidelareeaua trifazat alternativ de 380 V, 50 Hz, pe plcua lui trebuie s fie scris conexiunea A / Y i tensiunea 380/660 V. Aceastanseamncnfurrilesuntcalculatepentrutensiuneade380Vpefazipentruafuncionala caracteristicile sale nominale trebuie s fie alimentat n conexiunea triunghi la 380 V ntre faze.FQM3M3FCCbpb aC17 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUnmomentul pornirii, unasemenea motor se cupleaz lareeacu fazele legate n stea,decitensiunea aplicatfazelorsereducede3 orii,deasemenea,sereducede3 oricurentuldepornirepefazal motorului; este simplu de vzut c la pornire curentul n conductoarele de linie se reduce de 3 ori:IAp = 3.IYp(3.9)Dupcepornireaesteterminat,adicdupcemotorulaatinsturaianominal,bobinajulseleagn triunghi.Pornirea motoarelor n scurtcircuit, prin metoda stea-triunghi, reduce cuplul de pornire de 3 ori.Observaie: Metoda pornirii Y-D poate fi utilizat i la motoarele cu inele, dac bobinajul statoric permite acest lucru.Lamotoarelecarenupotfiporniteprincuplaredirectlareeasauprinconectarestea-triunghise realizeazpornireaprinreducereatensiuniidealimentare,recurgndpentruaceastalaunautotransformator trifazat de pornire.Datoritcostuluiridicatalautotransformatorului,avolumuluiacestuiaiacomplexitiischemei,acest procedeu are utilizare limitat. 12.SCHIMBAREA SENSULUI DE ROTAIELA MOTOARELE ASINCRONE TRIFAZATERotorul motorului asincron se roteten acelai sens cu cmpul inductor statoric, iar sensul acestuia este dat de succesiunea fazelor la bornelenfurrilor, adic deordinea n care curenii prin celetreinfurri de fazatingvaloareamaxim.Pentruschimbareasensuluiderotaiealrotorului,trebuiesseinversezesensul cmpului inductor.nacestscop,estesuficientsseinversezelegturilentrereeaimotorladoudinborne,iprin aceasta se schimb ordinea succesiunii fazelor n stator i deci i sensul de rotaie al rotorului (figura 1). a bFigura 1. Schimbarea sensului de rotaie la motorul asincron trifazat: a cu rotorul n scurtcircuit; b cu rotorul cu inele18 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU13.SISTEMELE DE ACIONARE ELECTRIC Un sistem de acionare este format din urmtoarele pri componente (fig.1): maina de lucru, sau maina care este acionat; motorul pentru acionarea mainii de lucru; organul detransmisiecarefacelegturantremotorimainadelucruiareroluldeamodificafelul micrii (translaie, rotaie, micare continu ori intermitent), sensul/direcia acesteia, viteza etc.; Figura 1. Schema bloc a unui sistem de acionare.n funcie de motorul folosit pentru acionarea unei maini de lucru, se pot distinge urmtoarele tipuri de acionri: acionri electrice; acionri hidraulice;acionri pneumatice. Mainadelucruprimetedelamotorenergianecesarpentruanvingetoateforeleceaparntimpul procesului de lucru, respectiv a forelor rezistente statice Fsi a forelor rezistente dinamice Fd.Forele rezistente statice sunt constituite din fore utile i din fore de frecare.Forelerezistentedinamiceapardatoritinerieipieselornmicaredinntregulsistemdeacionare; deci, ele apar numai pe durata variaiilor de vitez (porniri, opriri, frnri, accelerri). n cazul acionrilor cu micare liniar, motorul poate pune n micare o main de lucru dac dezvolt o for F egal cu suma tuturor forelor rezistente, statice i dinamice: F = Fs + Fd,Aceastrelaieestecunoscutsubdenumireadeecuaiafundamentalamicriipentruacionrile liniare.Ecuaia de mai sus poate fi scris i sub forma: F = Fs + ma,deoarece fora dinamic este exprimat prin ecuaia Fd = ma.Pentruv = const. (decinlipsaacceleraiei),Fd = 0 inacestcaz,sistemulfuncioneaznregim stabilizat (mrimile care-l caracterizeaz nu variaz). ncazul acionrilorcumicarederotaie,caresuntcelemainumeroase,ecuaiamicriicapto form specific, n care forele se nlocuiesc cu momente: M = Ms + Mdn care:M - cuplul motor [Nm],Ms - cuplul rezistent static [Nm];Md - cuplul rezistent dinamic [Nm].Relaia de mai sus reprezint ecuaia fundamental a micrii pentru acionri cu micare de rotaie. instala ia de comanda ntregului ansamblu.Ma ina de lucru Organul de transmisieMotorul de ac ionare 19 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUAplicaie. Efectuai un studiu de caz pentru a identifica sisteme de acionare. Pentru fiecare dintre acestea vei preciza:otipul sistemului de acionare otipul motorului de acionareomaina de lucru oorganele de transmitere a micrii i rolul acestora ocerine pentru instalaia de comand (porniri, opriri, frnri, reglaje etc.) Figura 2. Organedetransmisie. Reductoare utilizate n transmisie.14.CARACTERISTICILE MECANICE ALE MAINILOR DE LUCRU Acionareamainilordelucrutrebuierealizatcuvitezeleimpusedecondiiiletehnologicespecifice proceselordefabricaie.Cualtecuvinte,comportareaunuisistemdeacionaredepindedemainadelucru. Numrulivarietateaconstructivamainilordelucruntlnitenpracticnecesitogrupareaacestoradin punctul de vedere al caracteristicilor lor mecanice.Prin caracteristic mecanic a unei maini delucru se nelegemodulde variaie a cuplului rezistent static al acesteia n funcie de un parametru care determin valoarea acestui cuplu.Cuplul rezistent static al unei maini de lucru poate depinde de diferii parametri, cum ar fi:viteza de deplasare sau de rotaie; un unghi pe care un organ component al mainii de lucru l face cu o anumit poziie de referin; drumul parcurs de maina de lucru. n funcie de aceti parametri se poate face o prim clasificare a mainilor de lucru:Maini de lucru cu cuplul rezistent static constant La aceast categorie de maini, cuplul rezistent static este, practic, constant (fig. 1). Figura 1.Cuplul static rezistent constant n raport cu turaia. Din aceast categorie de maini de lucru fac parte, de exemplu: mecanismele de ridicat greuti, podurilerulante,macaralele,ascensoarele,benziletransportoarecusarcinuniformde-alungullor, laminoarele reversibile, mainile de imprimat etc. AMsn020 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUMainidelucrucucuplulrezistentstatic dependent de vitez Mainile de lucru din aceast categorie pot avea: cuplul rezistent static dependent liniarde vitez(figura 2.a) valurile din industria cauciucului, mainile de bobinat etc. cuplulrezistentcresctorcuptratulvitezei(figura2.b)ventilatoarele, turbocompresoarele, pompelecentrifuge, eliceledepenavelor maritime etc.cuplulrezistentvariabilinversproporionalcuviteza(figura2.c)mainidenfuratsrm,tabl,hrtie,mainideprelucrareprinachiere etc.Maini de lucru cu cuplul rezistent static dependent de unghiDin aceast categorie de maini fac parte: roboi, manipulatoare, fierstraie mecanice, foarfece de tiat metal,ciocanemecanice,compresoarecupiston,pompedeadncimepentruextraciadeieiingeneral toate mainile care au n componena lor mecanisme biel-manivel (fig.3) Maini de lucru la care cuplul rezistent static depinde de drumul parcursDinaceastcategoriedemainifacparteinstalaiilederidicatlamarenlimesaudelamareadncime,la caregreutateacabluluideridicareestecomparabilcusarcinautil:macarale,ascensoare,instalaiideforaj, instalaiideextracieminieretc.Spredeosebiredeinstalaiilederidicatlanlimemiclacaregreutatea cabluluiestemultmaimicdectsarcinautililacarecuplulstaticeste,practic,constant,lainstalaiilede ridicatlamarenlime,lungimeacablului(ideci,igreutateasa)variazntimpulacionriiproporionalcu deplasarea sarcinii utile.Maini de lucru pentru care cuplul rezistent static variaz aleatoriu n timp Din aceast categorie de maini fac parte, de exemplu: ferstraiele pentru lemn, malaxoarele, morile cu bile, sondele de foraj etc. Cuplul rezistent static depinde de un numr apreciabil de parametri, care se modific permanent, fr a exista o lege de variaie a acestora n timp (fig.4). abcnMsoMtMBFigura 2. Cupluri statice rezistentedependente de turaie: a variaie liniar; b variaie ptratic;c variaie invers proporional CDEFigura 3. Cuplul staticrezistent pulsatoriuFigura 4. Cuplu static rezistentaleatoriu21 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU15.SUPRACURENI Supracureniisuntcurenimaimaridectcurentulnominal.Oricesupracurentsecaracterizeazprin mrime i durat. Msurile de protecie mpotriva supracurenilor constau n: evitareaconectriiconsumatorilordeputeredirectlareea,prinutilizareaunorrezistenenseriateori prin ncrcarea treptat la sarcin nominal ; utilizarea aparatelor de protecie pentru deconectarea circuitelor defecte sau suprancrcate; verificarea strii izolaiei pentru a preveni defectele grave. 16.NTRERUPTOAREI COMUTATOARE CU PRGHIE Definiie ntreruptoareleprghiesuntaparatedejoastensiunecaracterizateprinfaptulcnchidereai deschiderea circuitului se realizeaz cu ajutorul unui contact mobil n form de bra de prghie. UtilizareEleservescpentruconectarealareeaintrerupereamanualacircuitelordeluminifordejoas tensiune, att n curent continuu, ct i n curent alternativ, la consumatori de importan redus. Aparatele au o capacitate de rupere egal cu cel mult curentul nominal. SUPRACURENIDE FOARTESCURT DURATDE SCURTDURATDE LUNGDURAT- nsoesc procesele normale de comutaie-valoarea : (6...50 )In-durata :5ms...50ms.N CONDIII DE DEFECT GRAV N CONDIII NORMALE - cureni de scurtcircuit ;- valoare de zeci de kiloamperi ;- durat de ordinul secundelor.- cureni de pornire a motoarelor ; - valoare (5...7)In;- durat 3s...15s.- nsoescdefecteleuoaresauexploatarea incorect (funcionare n dou faze) ; - valoare(1,2...2)In ;- durat: zeci de minute-22 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUClasificarePri componente Figura 1.ntreruptor cu prghie: elemente constructive.ntregansamblulesteacoperitcuuncapacdeproteciedinbachelit,cartonpresatsaualtizolant rezistent i la aciunea arcului electric. Contactul deruperesentlnetelavarianteleconstructivemoderne,maialeslacelepentrucurent continuu. Rolul su este de a mri capacitatea de rupere prin cretereavitezei de deschidere (cursa contactului mobil principalarmeazresortul i cnd fora elasticaacestuia devine suficient de mare, smulge contactulauxiliar cu o vitez mare, de nerealizat prin aciunea operatorului uman). contact fix dintabl de alamcontact de rupere (auxiliar) dintabl de alamborne de legare la reea(de intrare) din tabl de alam borne de legare la consumator(de ieire) din tabl de alam resortmner de acionare din materializolant(lemn, bachelit) i suficient de rezistent mecaniccontact mobil (cuit de contact) din bar laminatde alam Placa de baz din material izolant(pertinax, bachelit) pentru cureni sub 200 A sau din metal pentru cureni mai mari. CLASIFICARE, UTILIZRI DUP NUMRUL CILOR DECURENT-monopolare n circuite de semnalizare;-bipolare n c.c., n circuite de lumin; -tripolare pentru comanda manual a motoarelor electrice.DUP MODUL DENTRERUPERE-cu cuit de rupere brusc; - fr cuit de rupere brusc.DUP MODUL DE ACIONARE-cu acionare direct prin manet plasat: central lateral;-cuacionareindirectprinsistemede prghii;DUP VARIANTA CONSTRUCTIV-construcie protejat(cu capac) pentru montaj aparent;-construcie deschis pentru montaj n spatele tabloului;23abn figura 3 este indicat montajul corect (n poziie vertical) al unui a poziia de montare a ntreruptorului cu prghie; c schema electric monofilar; 17. NTRERUPTOAREI COSuntaparatedejoastensiunecaracterizateprinfaptulcseobinprinniruireapeacelaiaxaunui numrvariabildeelemente(numitepachei)deconstruciesimilar(nuneapratidentice),fiecarepachet coninnd o cale de curent.Fiecare cale de curent este format din dou sau trei electroizolant i tot attea contacte mobileSedeosebesctrei tipuri decontactemobile(fig.comutatoare.MRIMICARACTERISTICEaIIACIONAREA MAINILOR DE LUCRUab cFigura 2. ntreruptor cu prghien figura 3 este indicat montajul corect (n poziie vertical) al unui ntreruptor cu prghie.Figura 3. ntreruptor cu prghie:poziia de montare a ntreruptorului cu prghie; b schema electric multifilar; schema electric monofilar; d monatrea n circuitul electric prin intermediul siguranelor fuzibile.NTRERUPTOAREI COMUTATOARE PACHETSuntaparatedejoastensiunecaracterizateprinfaptulcseobinprinniruireapeacelaiaxaunui numrvariabildeelemente(numitepachei)deconstruciesimilar(nuneapratidentice),fiecarepachet curent este format din dou sau trei contacte fixe montate pecontacte mobile din tombac (material conductor i elastic) fixate pe un ax central.Sedeosebesctrei tipuri decontactemobile(fig. 1)primulfiindfolositlantreruptoareicelelalte,la CARACTERISTICETensiunea nominal Un s 500 V c.a.Un s 440 V c.c.Curent nominal 25s In s 1000 Abc dIFigura 1. Tipuri de contacte mobilepentru ntreruptoare i comutatoare pachet:a contacte n opoziie; unghi; c contacte n T.Figura 2. ntreruptor cu prghientreruptor cu prghie.schema electric multifilar; monatrea n circuitul electric prin intermediul siguranelor fuzibile.MUTATOARE PACHETSuntaparatedejoastensiunecaracterizateprinfaptulcseobinprinniruireapeacelaiaxaunui numrvariabildeelemente(numitepachei)deconstruciesimilar(nuneapratidentice),fiecarepachet montate pe discuri presate din materialdin tombac (material conductor i elastic) fixate pe un ax central.1)primulfiindfolositlantreruptoareicelelalte,la 500 V c.a.440 V c.c.1000 AFigura 1. Tipuri de contacte mobilepentru ntreruptoare i comutatoare contacte n opoziie; b contacte ncontacte n T.24 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUntreruperea/comutarea circuitului se realizeaz brusc datorit unui mecanism de sacadare care este, defapt, un resort montat ntre ax i maneta de acionare (maneta este montat liber pe ax): axul cu contacte mobile sarebruscdintr-opoziienalta,numaidupcemanetaafostrotitcuunanumitunghipentruaputea tensiona astfel, resortul.Aplicaia1.nfigura2estereprezentatschematicuncomutator-pachetcutreidirecii,avndase contacte mobile n form de unghi plasate ntre apte plci izolante.Figura 2.Schema de conexiuni a unui comutator pachet cu trei direcii.Marcaieventual,cuculoridiferitepoziiilecontactelormobileitraseeleconexiunilorpentrufiecare direcie n parte. S1 S1S1S1S2S2S2 S2N1N2N2N1L1L2L2L1M1M1IIIIII0M2M2TIPURICONSTRUCTIVEexecuie deschis( neprotejat ) execuie protejatn carcas de bachelit execuie capsulatn carcas metalic (turnat) - pentrumontaj ngropat (ntablouride comand) - pentru montaj aparent-pentru solicitri mecanice grele Tensiune nominal Curent nominalFrecven de conectare - Un s 500 Vc.a.- Un s 440 Vc.c.- In = 6200 A- max. 250 conectri/or (normal, 10 20 conectri/or)Durata de via- 100.000 manevre la cureni mici(16 A) -20.000 manevre la cureni mari(200 A) MRIMICARACTERISTICE25 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUREZOLVARE- PentrupoziiaI,contactelemobilefiindrotitecu90nsensantiorar,serealizeaz urmtoarele conexiuni (c.m. contact mobil al pachetului respectiv): S1 S1(1) c.m. L1(1) L1S2 S2(4) c.m. L2(4) L2- PentrupoziiaII,contactelemobilesuntrotitecunc90,nsensantiorar,serealizeaz urmtoarele conexiuni: S1 S1(1) S2(2) c.m. M1(2) M1S2 S2(4) S2(59 c.m. m2(5) M2- PentrupoziiaIII,contactelemobilesuntrotitecunc90,nsensantiorar,serealizeaz urmtoarele conexiuni: S1 S1(19 S1(29 S1(39 c.m. N1(3) N1S2 S2(4) S2(5) S2(6) c.m. N2(6) N2Aplicaia2.nfigura3estereprezentatschemadeconexiuniaunuiinversordesenslaunmotor asincron.Figura 3. Inversor de sens.Marcai cu culori poziiile contactelor mobile i modul de realizare a conexiunilor pentru fiecare sens n parte.Care este succesiunea fazelor reelei la bornele motorului n cele dou situaii?DeceestenecesartrecereaprinpoziiazerontreceledoupoziiiIiIIalecomutatorului(ces-ar ntmpla dac trecerea ntre cele dou poziii, s-ar face direct)? REZOLVARE- PentrupoziiaI,contactelemobilefiindrotitecu90nsensantiorar,serealizeaz urmtoarele conexiuni: A A1(1) c.m. R1(1) RB B1(4) B2(2) c.m. S3(2) S1(3) SC C1(59 c.m. T1(5) TDeci A R; BS; CT- Pentru poziia II, contactele mobile fiind rotite cu 90 n sens orar, se realizeaz urmtoarele conexiuni:A A1(1) c.m. R1(1) RB B1(4) c.m. T3(4) T1(5) TC C1(59 S2(3) c.m. S1(3) SDeci AR; BT; CSTrecerea prin zero este necesar deoarece:inversareasensuluiderotaietrebuiesserealizezedupncetareamicriinsensulanterior(dup oprirea motorului) altfel, dac motorul se rotete ntr-un sens i primete (prin comutator) comand de rotire n cellalt sens, se creeaz condiiile de funcionare n regim de frn, cu toate consecinele care decurg (creterea valorii curentului absorbit din reea i, implicit, nclzirea motorului, cu riscul depirii temperaturii maxime admisibile i distrugerii izolaiei). 26 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUpresupunndpentrumotoruntimpderspunsnul(ceeacereprezintosimplificarefrsuportreal), esteposibilcalegturileasiguratepentrupoziiileIiIIsnufiedifereniatenetntimpisapar condiiilefavorabileproduceriiunuiscurtcircuit ntre fazeleinterschimbate(SiT),scurtcircuit care, se cunoate,estedeosebitdepericulosprinvalorilefoartemarialesupracurenilorcauzatorideefecte termice i electrodinamice. 18.NTRERUPTOARE I COMUTATOARE CU CAME Sunt asemntoare constructiv i funcional cu ntreruptoarele i comutatoarele pachet. Se deosebesc de acestea din urm prin modul de realizare a circuitului de curent (tabelul 1). Tabelul 1ntreruptoare i comutatoare pachet ntreruptoare i comutatoare cu cameA semnri - sunt alctuite dintr-un numr variabil de ci de curent alturate- deschiderea/nchiderea contactelor mobile se realizeaz prin acionarea unui ax comun - folosesc principiul ntreruperii multiple a circuitului (n mai multe puncte)deosebiri- contactelemobileaumicarede rotaie- contactele mobile au micare de translaie- comutaia are loc ntre contacte de tip furc - comutaia are loc ntre contacte cu presiune (dat de fora unui element elastic) - contact superficial (pe o suprafa) - contact punctiform- contact cu frecare - contact prin frecareComutatoarele cucame sunt un rspuns mai bun la cerinelelegate degabarit, siguran nfuncionare, capacitate de rupere i complexitatea schemelor de realizat. Figura 1. Inversor de sens.Aplicaii: n figura 1 este reprezentat un comutator cucame care realizeaz inversarea sensului de rotaie alunui motor asincron.1.Indicai traseele pe care se nchid circuitele celor trei faze, n fiecare dintre poziiile I i II. 2.S-ar putea realiza un comutator la care, prin rotirea camelor, s se obin succesiunea 0 I II? Pentruce ar putea fi utilizat?3. La comutatorul cu came din figura 1, prin rotire spre stnga din 0 se realizeaz poziia I, iar prin rotire spredreapta, din aceeai poziie 0 , se realizeaz poziia II. Dar dac se rotete comutatorul spre stnga cu un unghi mai mare, se poate trece direct din poziia I n poziia II.?Este util acest lucru? Precizai de ce.Cum s-ar putea limita unghiul de rotire al camelor (spre stnga i spre dreapta)? REZOLVAREToate camele se rotesc simultan, fiind antrenate de acelai ax. Poziiile camelor sunt determinate n raport cupoziiaindicatnaplicaie,prinrotireaacestoracu60nsensorar(pentrupoziiaI),respectivantiorar (pentru poziia II). I 0II27 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUPoziia I (c.. contact nchis al etajului respectiv al comutatorului cu came): R 1 3 c.. 4 8 BS 7 5 c.. 6 2 CT 10 c.. 9 APoziia II R 1 c.. 2 CS 7 c.. 8 BT 10 c.. 9 APrinalegereaunorprofiluriadecvatepentrucamelecomutatorului,s-arputeaobinesuccesiunea0-I-II. Acestcomutatorarputeafiutilizatlacomandaunuimotorasincrontrifazatconformurmtoruluiciclu:pornire ntr-unsens(poziiaI),frnareelectricpentruoprire(poziiaII),deconectare(poziia0);pentruaceasta, comutatorultrebuierealizatastfelnctcamelespoatefectuaorotaiecomplet(casrevinnpoziia iniial 0). TrecereacomutatoruluistudiatdirectdinpoziiaInpoziiaIi,realizeazinversareasensuluidarnudin starea de repaus a motorului electric, ci din starea de rotire n sensul cellalt (deci printr-un regim intermediar de frnare dezavantajos din punct de vedere energetic i periculos datorit curenilor mari care-l caracterizeaz). Limitareaunghiului derotireal camelors-arputearealizamecanicprinintermediul unoropritoare;cummicarea camelor este solidar, limitatorul mecanic este suficient s acioneze asupra unei singure came pentru a obine acelai efect la toate celelalte. 19. COMUTATOARE STEA TRIUNGHInpractic,existsituaiincareunreceptortrifazattrebuieconectatnsteaiapointriunghi(de exemplu, la pornirea motoarelor asincrone cu rotorul n scurtcircuit).n afara cazului menionat, situaia aceasta se mai ntlnete, de exemplu, la realizarea reglajului n trepte alrezistenelorpentrunclzireaunuicuptor(prenclzireprinconectarearezistenelornsteainclzireprin conectarea rezistoarelor n triunghi).n cazul alimentrii de la o reea obinuit (3x220/380V), pentru a putea utiliza comutatorul stea-triunghi la un receptor trifazat, este necesar ca acest receptor s fie realizat pentru o tensiune de faz de 380V. Schimbareaconexiuniisefaceautomat,frintervenia operatorului,dupuntimp(calculatfunciedeputerea motorului) programabil printr-un releu (de temporizare).VARIANTECONSTRUCTIVEComutatoare manuale: In 100 Acu camecu prghiepachetcutambur (rotitor): are9contactefixe(3pentruceletreifazealereeleii6pentrucelease capetealefazelorreceptoruluitrifazat)i15 contacte mobile, din tabl de alam sau din alam turnat,plasatepeuntamburprinrotireacruia serealizeazconexiuniledorite:zerosteatriunghiComutatoare automate: In > 100 A28 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUObservaie: un comutator stea triunghi nu poate fi manevrat dect n ordineazero stea triunghi.Trecerea din triunghi n stea i din zero n triunghi sunt mpiedicate cu un dispozitiv de zvorre. Trecerea stea zero este permis. Aplicaie:1.Ce rol are dispozitivul de zvorre?Este util acest dispozitiv pentru toate trecerile permise ale unui comutator stea triunghi?REZOLVAREPermiterotireacompletntr-unsensiincomplet(doarcuununghimic)nsensulcontrar(pentrua realizasuccesiunea0-Y-0),cuobservaiac,pentrutrecereadelapoziia0lapoziia,prinrotirensens invers, trebuie s fie necesar un unghi mai mare dect cel permis pentru 0-Y-0. 20. AUTOTRANSFORMATOARE DE OPRIRESuntaparatefolositepentrucomandamanualamainilorelectricerotative,nstructuracrorasunt incluse:un autotransformator,cu ploturi:untransformatortrifazatcarearedoardounfurridefazdou bobineconectatenV.Fiecarenfuraredefazareoprizmedian.Capetelenfurriloriprizele medianesuntaccesibile,fiindconectatelaunsistemdeploturidinalam(pieseledecontactdeforma cilindric sau prismatic, fixate pe o plac izolant). un comutatorcucuitedecontactsautipcontroler,cupatrupoziii(0III-III),cuajutorulcruiase realizeaz urmtoarea succesiune de conexiuni: I conectarea n V (stea bifazat) a nfurrilor autotransformatorului; II conectareaprizelormedianealeautotransformatorului (astfel, nseriecumotorul comandat, suntconectatecteojumtatedinbobineledefaz,carepreiauopartedintensiuneareelei,restulrevenind motorului);III conectarea motorului la tensiunea reelei, prin scurtcircuitarea transformatorului nseriat. TrecereadinpoziiaaII-anpoziiaaIII-asefaceatuncicndmotorulaatinsturaiaderegimsau, echivalent, cnd curentul absorbit de la reea nu mai scade. Schema funcional a unui autotransformator de pornire este prezentat n figura 1:R S TQC1 12 23RECEPTOR3AY,,,Figura 1. Comutator prghie utilizatpentru conectarea stea-triunghi a unuireceptor trifazat:Q ntreruptor trifazat; F sigurane fuzibile; C comutator prghie.F29 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU21.REOSTATE DE PORNIRE I REGLARE De regul, prin reostat de pornire i reglare se nelege ansamblul format dintr-un controler i un rezistor de pornire/reglare.Rezistoareledepornire/reglaresuntalctuitedinrezistoareelementaregrupatenbaterii, caresuntasamblate n cutii de rezistoare.n cutii, rezistoarele pot fi imersate n ulei sau lsate n aer liber caz n care pereii cutiei au jaluzele de ventilaie. Structural,bateriilederezistoaredepornireseaseamncuceledereglare:elesuntformateprin asamblarea rezistoarelor elementare pe tije cilindrice de oel izolate cu tuburi de micanit, separarea acestora cu dinsaoare din steatit i conectarea mixt (serie - paralel) prin presiune cu rondele metalice (conexiunile sudate sau lipite sunt greu de realizat pentru materialele din care sunt confecionate rezistoarele elementare). R S TQIIIIIIM3Figura 1. Autotransformator depornire: a schema funcional; b vedere de ansambluPENTRU CURENI MICI(civa amperi) - rezistoare din crom-nichel,fecral, constantan etc.spiralate sau nfurate pesuport ceramicrezistoare metalice n ulei rezistoare metalice n aerutilizate pentru comandamanual a mainilor electrice rotative:- pornire;- reglarea vitezei,- frnare;- inversare de sensMATERIALE,VARIANTECONSTRUCTIVE,UTILIZRI PENTRU CURENI MARI(zeci de amperi)- elemente turnate din font -elemente tanate din tabl silicioas -rezistoare cu lichid (soluie de sod) 30 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUDeosebirea constructiv ntre cele dou categorii de rezistoare rezult din regimul de funcionare: - rezistoarele de pornire funcioneaz n regim de scurt durat (doar la pornire) i, de aceea, au dimensiuni mici, reduse chiar dac sunt parcurse de cureni mai mari dect cei corespunztori regimului normal; - rezistoaredereglare funcioneaznregimdedurati,caurmare,audimensiunimaimariisunt prevzute cu mijloace speciale pentru evacuarea forat a cldurii (de exemplu, ventilatoarele). a ca b c dFigura 8.16.Baterii de rezistene :a de mare capacitate : 1 element de rezisten ; 2 distanoare din stearit ;3 tij de susinere ; 4 born de racord; b element de rezisten din tabl de material rezistiv, expandat;c baterie de benzi rezistive; d reostat de pornire (ansamblu).22.REOSTATE DE EXCITAIE Sunt aparatefolositepentrureglareatensiunii furnizatedegeneratoareleelectricedecurent continuusau de curent alternativ prin varierea curentului de excitaie ca urmare a modificrii valorii rezistenei circuitului respectiv.Reostatele de excitaie sunt reostate de reglare pentru cureni mici, alctuite din rezistoare spiralizate, din srm,alecrorcapetesuntconectatelaunsistemdeploturimontatesubformdecercpeoplacizolant (variaie n trepte a rezistenei) sau cu cursor (variaie continu). Pemargineaplciimaiexisttreibornecaresuntutilizatepentrurealizarealegturilorlagenerator. Valoarea rezistenei se modific dup voie, cu ajutorul unei manete (sau al unei roi) care deplaseaz o pies de contactprincaresestabiletelegturantreunuldintreploturiiunineldecontactmontatpeplecaizolant (figura 1).Rezistoarele metalice spiralizate se afl n spatele plcii, ntr-o cutie metalic. 234156LEGATURI CU CIRCUITUL DEEXCITATIE AL GENERATORULUIFigura 1.Schema legturilor unui reostat de excitaie n trepte: 1 element rezistiv spiralat; 2 plot;3 pies de contact; 4 inel de contact;5 plac izolant; 6 borne legtur cu generatorul. 31 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUFigura 2. Forme constructive de reostate de excitaie (cu cursor) 23.APARATE DE COMAND MULTIFUNCIONALE Schemeledecomandpentruacionrileelectriceauo structur tipic i includ, de regul, aceleai componente.Deaceea,productoriipropunfrecventaparate multifuncionale,careintegreazmaimultecomponententr-o construcie monobloc: se realizeaz astfel, economie dematerialei despaiu(cerinfoarteimportantncontextultendineide minimizare i de economisire a materialelor). Un astfel de aparat este prezentat n figura alturat.Caracteristicile sale sunt urmtoarele: trei funcii integrate ntr-un singur aparat:-asigur protecia la scurtcircuit (prin ntreruptor automat ) -protecia termic ( prin releu termic reglabil )-comanda (prin butoane de oprire i pornire )comanda poate fi prin apsare sau rotativ poate fi utilizat pentru motoare n gam larg de puteri tensiunea de izolaie: 690 Vdurabilitate mecanic: 100 000 manevre categoria de utilizare: AC-3 (pentru motoarele asincrone cu rotorul n scurtcircuit)Un alt exemplu este cel din figura alturat n care este prezentat un demaror. Acest aparat include n structura sa:un contactor trifazat de comand un releu termic pentru protecia la suprasarcini de durat Execuia compact i confer avantajele fiabilitii (conexiunile de realizat sunt mult mai puin numeroase, deci surse mai puine de defect) i gabaritului redus. Aparatele din aceast categorie sunt demaroare opritoare progresive (softstartere) pentru motoare asincrone trifazate, destinatepentru demararea progresiv a motoarelor n gama de puteri 3200 kW.32 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUPrezint:3 posibiliti de pornire3 moduri de oprire3 protecii integratedetecia i semnalarea defectelorUtilizndnoilecombinaiidedemaroareesteposibilscreaisolutiaceamaibunpentruprodusele standard,chiarmaiuorimaieficient.Productoriideaparatajelectricpentruacionriaumbuntit produselestandardastfelnct,utilizndosimplurubelni,elepotfiasamblatepentruaformademaroare sigure.Fr s fie nevoie de alte unelte!Demaroarelecompactepot fi, deasemenea, furnizatecapiesecompacte, componentelelorfiinddejaasamblate.Astfel, costurilepentru uruburii cabluripot fi reduse considerabil. De asemenea, costurile pentru testareidepistareaerorilorsunteliminatedinstart.Unaltavantajconstnsporireasiguraneintimpul lucrrilordentreinere,acoloundeinterveniacuurubelniaarputeaproduceodezizolarevizibil.Aceast nou tehnologie este disponibila prin intermediul ansamblurilor demaror direct i ansamblurilor demaror inversor pn la 155 A. Un alt exemplu este cel al unui separator (aparat care poate comuta numai circuitele aflate sub tensiune,dar neparcurse de curent) cu sigurane fuzibile.33 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU24.TABLOURI DE DISTRIBUIE MODULARE Un tablou de distribuie modular este constituit din ansambluri testate ca tip care au o separare intern i rspund cerinelor de montaj conform normelor internaionale din domeniu. Aceasta nseamn c se pot alege soluii personalizate pentru utilizarea tablourilor n diferite situaii. Tabloulelectricmodularoferolarggamdeopiunipentruimplementareasistemelordedistribuie sigure, economice i complete n concordan cu cerinele clienilor. Se pot folosi uniti de intrare i cuple pentru ntreruptoare pn la 4000 A, i echipri individuale pentru unitile de ieire cu module fixe compartimentate pentru aparatura de comutaie i protecie pn la 630 A. Sunt de asemenea disponibile uniti de plecare de pn la 630 A cu separatoare i sigurane fuzibile, n montaj orizontal sau vertical.Unitile de control i unitile neechipate pot fi echipate cu componente auxiliare ca:- motor startere- module de compensare- convertizoare de frecventa- softstartere-alte soluii de automatizare.Sistemeledemontarepentrudispozitivelecuprinderepeinpotfiutilizatentablourileobinuitede distribuie.34 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU25. CONTACTOARE STATICEOsoluiemodernpentrucomutareacircuitelorcuaparatefrpiesenmicareoreprezint contactoarelestatice. Acesteasunt, defapt, structuri electroniceprincarecurentul poatetrece(saunu) nfunciedeanumitecomenzidatedeoperator;acestecomenzisetraducprinpolarizareacorespunztoarea dispozitivelor electronice din componena contactorului (diode, tiristoare etc.). Contactoarele statice pot fi utilizate, de exemplu, n urmtoarele situaii: Comutarea frecvent i silenioas a motoarelor, inclusiv reversarea acestoraReglridetemperaturdetoatetipurile.Frecveneledecomutarenureprezintoproblempentruun contactorstatic.Reglareatemperaturiindoupunctelucreazmaiexactisporetecalitatea produselor.Comanda iluminrii; contactoarele statice comut rapid i silenios.nlocuirea combinaiilor stea-triunghi.nlocuirea combinaiilor contactor-inversor.Acionareapompelor:ocuriledepresiunesuntevitateprinpornireauoar.ncrcareamecanica instalaiilor ca ntreg scade, iar durata de via crete.Acionareaventilatoarelor:Prinpornireauoar,cureleletrapezoidalenugliseaz,iaruzareaprecoce este stopat. Durata de via a instalaiei este sporit.Benzi transportoare: banda pornete uor, astfel nct obiectele transportate s nu se rstoarne. ntregul sistem este protejat mecanic, iar durata de via este prelungit. Comanda semafoarelor.Figura 1. Contactor staticLa utilizarea drept softstarter, componenta de c.c.,uzuallacomandabifazat,esteanulat,cuajutoruluneimetodespecialedecomand.Astfel,motorulse comportcancazulcomenziitrifazate.Cuajutorulunuicontactorstatic,potfiporniteiaplicaii,pentrucare pn acum erau obligatorii softstartere comandate trifazat. Princapacitateamaredencrcareaunoradintretipurileconstructive,pornirileiopririlefrecventeale momentelor mari de inerie a maselor nu mai reprezint o problem. Tipuri constructive:- Contactoare statice monofazate pentru sarcini pur rezistive ntre 10 50 A- Contactoarestaticeisoftstarteretrifazatecomandatebifazat(pentru2,2pnla11kWiprin comenzi speciale, chiar pn la 22 kW) pentru sarcini trifazate; aparatele dispun i de o funcie intern de reversare.Avantaje:Uncontactorstaticrealizeazcomutareamotoarelornmomentuloptimireduceocuriledeconectare,care conduc la oscilaii de curent i cuplu, ce pot fi de 20 de ori mai mari dect curentul nominal al motorului. 35 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU26. RELEE TERMICEn figura de mai sus este prezentat un releu termic cu bimetal, pentru care se indic urmtoarele: Caracteristici circuit de for:Pentru motoare n gam larg de puteriTensiunea de izolaie 690 V sau 1000 VClasa de declanare:10 sau 20Caracteristici de funcionare:Rearmare - manual sau automatSemnalizare frontal a declanrii releuluiPosibilitate de blocare n poziia opritFuncie TEST Controlul cablurilorSimulare de declanare a releului Aplicaia1.Completaifiguracudenumirilecomponentelorevideniateiprecizai,pentrufiecare,rolul funcional. REZOLVAREReperele(enumeratensensantiorar)sunt:sistemfixarereleu,bornracordcontacteauxiliare,buton reglarecurentdedeclanare,butonblocarenpoziiaoprit/rearmare,simularedeclanarereleu,clapet semnalizare a declanrii releului, borne racord contacte principale. 36 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU27. CONTACTOAREContactoarele sunt cele mai rspndite aparate din instalaiile de comand i automatizare. Practic pentru conectareaideconectareafiecruimotorelectric,lafelcaipentrualtereceptoare,cumsuntrezistene, condensatoare, instalaii de iluminat, cuptoare etc. se folosesc contactoare, deoarece ele permit acionarea de la distan la primirea unui impuls care poate fi dat manual sau automat, au o frecven mare la uzura electric i mecanic. Definiie:contactorulesteunaparatdecomutaiecuacionaremecanic,electromagneticsau pneumatic,cuosingurpoziiestabil,capabilsstabileasc,ssuporteisntrerupcureniin condiii normale de exploatare a unui circuit, inclusiv curenii de suprasarcin. Celemairspnditecontactoaresuntceleelectromagnetice,careacioneazncircuiteledecurent alternativ. Electromagnetul lor de acionare poate fi alimentat cu tensiune alternativ sau tensiune continu. Schema de principiu a unui contactor este redat n figura de mai jos. Figura 1. Schema electric de principiu a unui contactor.Figura 3. Contactoare de for i de comand Figura 4. MinicontactorMinicontactoarele sunt aparate n construcie compact, utiliznd o tehnologie care vizeaz obinerea unor gabarite ct mai reduse.Principalele lor caracteristici sunt:ocircuit de comand n curent alternativ sau curent continuuotensiunea de izolaie 690 Vo curent nominal n AC3: 6-9-12-16 Aonumr de poli: 3, 4otensiune de comand: 12-660 Volimit tensiune de comand la funcionare: (0,8-1,1) UcAuxiliarele i accesoriile acestor contactoare: o bloc de contacte auxiliare instantaneeo bloc de contacte auxiliare temporizateo modul de temporizareRSTABCU V 1 3bp b037 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUnouFigura 5. Contactor cu contacte auxiliare temporizateCaracteristicile tehnice ale contactorului din figura 5 sunt urmtoarele: circuit de comand n c.a sau c.c.tensiunea de izolaie 750V curent nominal n AC3 (motoare cu rotorul n scurtcircuit): 9 - 115 A curent nominal n AC1 (sarcini pur rezistive): 25 - 125 Anumr de poli: 3 sau 4tensiune de comand: 12-660 Vlimit tensiune de comand la funcionare: (0,8-1,1) UcAuxiliarele i accesoriile disponibile, n funcie de necesitile utilizatorului sunt: bloc de contacte auxiliare instantanee bloc de contacte auxiliare temporizate posibilitate de blocaremodul de temporizare (la acionare sau revenire)lamp de semnalizare module de antiparazitajFigura 6. Contactor cu interblocaj mecanic(se utilizeaz n schemele de acionare electric, pentru reversarea sensului de rotaie al motoarelor asincrone trifazate) 38 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUAplicaia 1. n figura alturat este prezentat un contactor electromagnetic trifazat, comandat n curent continuu, Un = 200V, In = 50 A i avnd 4 contacte auxiliare (2ND+2NI). Identificai componentele marcate i scriei denumirea lor n spaiul respectiv. Figura 1. Contactoare de curent continuuFigura 2. Contactoare de curent alternativREZOLVAREReperelederecunoscutsunt:bornefixare,bornalimentarebobinelectromagnet,bornecontacte auxiliare,borneieire(spreconsumator),bornecontacteauxiliare,semnalizarestarecontactor(piessolidar cu armtura mobil a electromagnetului de acionare), borne intrare (de la reea). Aplicaia 2. Comparai cele dou categorii de contactoare din figurile 1 i 2 i identificai elementele constructive comune, precum i diferenele dintre acestea. REZOLVAREDiferene: numr de borne pentru circuitul principal, miezul electromagnetului (masiv la cel de c.c., tole lac.a.),bobineleelectromagnetului(spiremaimultedinconductormaigroslac.c.,spiremaipuinedin conductor mai subire la c.a.) Oricare ar fi varianta constructiv a contactorului, el este alctuit din urmtoarele elemente: circuit principal de curent; circuit de comand; circuite auxiliare; camere de stingere; elemente izolante; elemente metalice; elemente de fixare.39 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUTCA 10A AR 25A RG 32A RG 125 AFigura 2. Tipuri de contactoare.Circuitul principal de curent este format din: borne de racord la circuitul exterior, contacte fixe i contacte mobile.Toateelementelecircuituluiprincipaldecurentsuntdincupru,cuexcepiapieselordecontactcareau aplicate nituri sau plcue de contact din argint sau material de contact din argint-oxid de cadmiu. Datoritnumruluifoartemaredeconectricroratrebuieslefacfauncontactor,contactelesale sunt puternicsolicitateatt mecanic,prinloviturileputernicepecarelesuportlanchidere,ctielectrici termic, prin efectul arcului de ntrerupere.Aplicaia 3. Care sunt consecinele constructive (materiale utilizate, elemente componente) ale solicitrilor care intervin n exploatarea unui contactor ?REZOLVARE1)solicitri mecanice contactele vibreaz resorturi de amortizare 2)solicitri electrice (datorit arcului electric de comutaie) camere de stingere 3)solicitritermicercirerapid(princonstruciaadecvatacamereidestingere),pentru limitarea duratei arcului electricCircuituldecomandcuprinde:bobinaelectromagnetuluideacionare,contacteledeautoreinerei butonul de comand.Circuitele auxiliare sunt formate din: contacte de blocare i contacte de semnalizare. A BFigura 3. Elementele componente ale contactoarelor:A : 1 carcas ; 2 bobin ; 3 born de alimentare a bobinei contactorului ; 4 miez feromagnetic armtur fix ;5 miez feromagnetic armtur mobil ;6 borne de racord la circuitul exterior ; 7 contacte mobile. B: contactoare tip AR 6; AR 16 A.123456740 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUUnadintreproblemeleprincipalealefolosirii contactoarelor oconstituie alegereacorespunztoareaacestora, n acord cu solicitrile crora ele sunt supuse n timpul serviciului, la locul n care sunt montate efectiv.28.BUTOANE I LMPI DE SEMNALIZARE Figura 1. Butoane i lmpi de semnalizare nscopuldearspundecelormaivariatecerineimpusedeocomunicarectmaiuoarom-main, productoriipunladispoziiautilizatorilorogamfoartevariatdebutoanedecomand(delabutoanecu impuls la butoane pentru oprirea de urgen) i lmpi de semnalizare (de la cele mai simple la balize luminoase i coloane de semnalizare). contacte auxiliare ( ND sau NI ) care se ataeaz la corpul lmpii sau butonuluiModul uzual de comercializare disociaz lmpile de semnalizare i butoanele n trei pri distincte: soclu universal bloc contacte parte frontal (cap lamp sau buton).Butoanele i lmpile de semnalizare dispun (la comand) de auxiliare i accesorii: 41 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRU29. NTRERUPTOARE AUTOMATEntreruptoareleautomatesuntaparatedejoastensiunecareasigurcomutareacircuitelorncondiii deosebiteianume:odatnchise,contactelemobilermnastfelfiindmeninutecuajutorulunuizvor mecanic. Acesta blocheaz contactele mobile la sfritul cursei de nchidere i le menin astfel, un timp orict de lung, fr vreun consum suplimentar de energie.Lacomandavoitaunuioperatorsaulacomandaautomataunuideclanatordeprotecie,se ndeprteazzvorulmecanicicontactelemobilesunteliberatecuvitezfoartemare,subaciuneaunor resoarte puternice.Un ntreruptor automat este echipat cu:- declanator electromagnetic maximal de curent (instantaneu sau temporizat) - declanator termic cu bimetal - declanator electromagnetic de tensiune minim Figura 1. ntreruptoare automateAplicaia 1. Identificai componentele unui ntreruptor automat, examinnd figura urmtoare. 1234 (0,16-16 A)5 (0,16-32 A)7 86 (16-65A)REZOLVAREReperelederecunoscutsunt: sistem borne racord,manetacionare,declanator termic, ntreruptoareautomatede diveri cureni nominali (trei game valorice), declanator de curentmaximal(dougame valorice).42 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUItraductor m rimeintrareelementsensibilsistem deprghiimecanismaparat30. RELEE MAXIMALE DE CURENTRELEE MINIMALE DE TENSIUNEDefiniie:Dinpunct devedere funcional, releul electromagneticpoatefi definit caunaparat automatcare,fiindsupusaciuniiunuiparametruelectric(mrimedeintrare),realizeazvariaiabrusc(nsalt)aunui parametru de ieire (mecanic, electric) atunci cnd mrimea de intrare ia o anumit valoare.n locul contactului electric, elementul executor poate fi un sistem de prghii care transmite un impuls unuimecanism: n acest caz, aparatul se numete declanator.Pentru comparaie, n figura urmtoare se prezint lanul informaional prin care se caracterizeaz cele dou tipuri de aparate electrice. abFigura 1. Lanul informaional la un aparat cu releu (a) i la un aparat cu declanator (b) Releele electromagnetice sunt formate dintr-o nfurare 1, plasat pe un miez de fier 2 i care primete mrimeadeintrare(curent,tensiune).nfiguraurmtoareestereprezentatschematicconstruciaunuireleu maximal de curent.ELEMENTE FUNCIONALEelementul sensibilprimete mrimea de intrare x i o transform ntr-o mrime fizic necesar funcionrii releuluielementul intermediar (comparator)compar mrimea transformat cu o mrime de referin (etalon) i la o anumit valoare a mrimii de referin transmite aciunea spre elementul urmtorelementul executoracioneaz asupra circuituluicomandat (mrimea de ieire y) Itraductormrime intrareelementsensibilsistem decontactebobinaparatMrimeintrare XMrime ieire Ynfurareelectromagneticmiezelectromagneticcontactelectric43 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRUAplicaia1.Explicaimoduldefuncionareareleuluimaximaldecurent,precizndconsecinelecreterii curentuluiprinnfurareaelectromagnetului,asupracomponentelorreleului.Puteiutilizaoschemlogic pentru a ilustra circulaia informaiei (electrice i mecanice) pn la contactele electrice.Releele de tensiune sunt asemntoare din punct de vedere constructiv cu releele de curent, singurele deosebiri fiind c bobinele lor au un numr mare de spire, realizate cu un conductor mai subire i mrimea de intrare este tensiunea la bornele bobinei 1 a electromagnetului.Prin schimbarea bobinei unui releu de curent se poate obine un releu de tensiune i invers. Releeleminimaledetensiunefuncioneaznregimnormal(tensiuneanominalaplicatbobinei)cu clapeta 3 atras: cnd tensiunea scade sub valoarea reglat, clapeta este eliberat (releul este acionat). REZOLVARELa cretereacurentului Iprin nfurarea electromagnetului, armtura mobil3 este atras (fiind nvins foraelasticaresortuluiantagonist4),contactulNI6estedeschisinouastareareleuluiesteindicatde prezena reperului 5. Aplicaia2.Ceconsecinaremodificareamrimiideintrareaunuireleudetensiuneasupramoduluide conectare a bobinei electromagnetului?REZOLVAREMrimeadeintrarefiindotensiune,bobinaelectromagnetuluiseconecteaznparalelcucircuitul supravegheat.Aplicaia3.Explicaimoduldefuncionareareleuluiminimaldetensiunefolosindoschemanalogcelei prezentate pentru releul de curent i, de asemenea, o schem pentru circulaia informaieiCaracteristica principal a oricrui releu este caracteristica intrare-ieireFigura 3. Caracteristica intrare-ieire a unui releu electromagnetic maximal:xa valoarea mrimii de intrare pentru acionarea releului;xr valoarea mrimii de intrare pentru revenirea releului.Din diagrama de mai sus, rezult c atunci cnd mrimea de intrare x crete de la zero, mrimea de ieire yrmnenulpnlavaloareax=xa:pentruaceastvaloare,mrimeadeieirevariazbruscdelazerola valoarea maxim ymax i rmne constant chiar dac x crete n continuare. Cnd mrimea de intrare x scade spre zero, y = ymax pn la valoarea x = xr: la aceast valoare, y scade brusc la zero i rmne constant chiar dac x < xr.yxxaxrymaxI123456 7Figura 2. Schema constructiv a unui releu electromagnetic maximal de curent1 nfurare; 2 miez feromagnetic (armtura fix); 3 clapet (armtura mobil); 4 resort antagonist;5 ac indicator; 6 contacte electrice; 7 opritor44 ACIONAREA MAINILOR DE LUCRURaportularrxxK = ,senumetefactorulderevenire.Unreleudebuncalitate(fidel)are1 ~rK .Releele maximale de curent au Kr< 1, iar releele minimale de tensiune au Kr > 1.REZOLVARELaunreleudetensiune,armturamobilesteeliberatatuncicndtensiuneascadesuboanumit valoare.Aplicaia 4. Justificai valorile factorului de revenire, pornind de la explicarea modurilor de funcionare ale celor dou tipuri de relee. REZOLVARELa releul maximal de curent, Krxr (releul maximal de curent acioneazla un curent mai mare dect In). La releul minimal de tensiune, Kr>1 deoarece xaR11[]R13>R12[]-seobservc,laaceeaisarcin(ncrcare),turaiascadeprincretereavaloriirezisteneinseriatecu indusul;-se reprezint grafic caracteristicile reostatice obinute.Observaii i concluziiSe vor formula opinii i constatri personale privind modul n care variaz mrimile monitorizate i se va explica aceast variaie, prin dependenele cunoscute dinte mrimile caracteristice funcionrii acestui tip de motor. Sevorreprezentagraficpuncteleobinuteisevorcorelacucaracteristicileelectromecanicealemotoruluide curent continuu cu excitaie separat. 72 ACIONAREA MANILOR DE LUCRU48.FRNAREA MOTORULUI DE C.C. CU EXCITAIE SEPARAT Schema montajului de lucru Schema montajului de lucru pentru frnarea motorului de curent continuu cu excitaie separatNomenclatorul aparatelorM,G maini de curent continuu cu excitaie independent Rc1, Rc2 reostate de cmp (pentru circuitul de excitaie) Ae1, Ae2, A1, A2 ampermetre de curent continuuKe1, Ke2 ntreruptoare bipolareK1 comutator cu dou poziii K2, K3 ntreruptoare monopolareV1, V2 voltmetre de curent continuuR1 reostat de pornireRf rezisten de frnare (reostat) Rs reostat de sarcin Observaie:laalegereaaparatelordemsuratsevoraveanvederevalorilenominalealemrimilor caracteristicemainilordecurentcontinuu,precumiposibilitateamsurriiunorvaloricu2030%maimari dect acestea.Modul de lucruPentru frnarea prin inversarea polaritii tensiunii de alimentare: -se aduce motorul n punctul de funcionare n gol, la tensiunea nominal; -sencarcmotorul, cuosarcinoarecare(sarcinamotoruluiesteungeneratordecurentcontinuu,identic constructiv cu motorul mainile electrice fiind sisteme reversibile); -pentru ncrcarea motorului se procedeaz astfel: +se verific Rc2 i Rs s fie pe poziia de rezisten minim; + se nchide Ke2i se modific Rc2 pncndampermetrul Ae2 indic valoarea nominal a curentului de excitaie; + se nchide K2 i se modific Rs pn cnd n circuitulindusului de la generator se obine un curent de aproximativ 0,5.In; se observ c, fa de valoarea indicat iniial (K2 deschis), tensiunea debitat de generator scade fapt observat la lucrarea anterioar; -se comut K1 pe poziia 2 corespunztoare frnrii, nseriind cu indusul motorului rezistena Rf de frnare, acrei valoare depinde de curentul de frnare impus; se observ c viteza motorului scade treptat. Observaie: cnd turaia este foarte mic, oprirea se poate face cu o frn mecanic: altfel, motorul i schimb sensul de rotaie, corespunztor noii polariti a tensiunii aplicate indusului su. 73 ACIONAREA MANILOR DE LUCRUObservaii i concluziiSe vor formula opinii i constatri personale privind modul n care variazmrimile monitorizate i se va explica aceast variaie.Se vor reprezenta calitativ, caracteristicile de frnare i se va marca deplasarea punctului de funcionare pe aceste caracteristici.49. PORNIREA, REGLAREA VITEZEI I FRNAREA MOTORULUI DE C.C. CU EXCITAIE SEPARAT noiuni teoretice generale La motoarele de curent continuu, curentul din indus, Ia, nu trebuie s depeasc de 2 2,5 ori curentul nominal In, nici chiar un timp scurt, deoarece n caz contrar comutaia s-ar nruti foarte mult. La pornire, cnd n = 0, t.e.m. E = 0, deci relaia U = E + Ra.Ia devine:U = Ra.Ia = Ra.Ip,n care cu Ip s-a notat curentul Ia din indus, n momentul pornirii.Din relaia precedent se deduce curentul de pornire Ip:apRUI =Acest curent depete de 2050 de ori curentul nominal, deci nu este admisibil pentru un motor i nici pentru reeaua care alimenteaz motorul. Reducerea curentului de pornire se poate face:- prin reducerea tensiunii aplicate U;- prin introducerea n circuitul principal al motorului a reostatului de pornire Rp.Curentul de pornire devine, prin alegerea convenabil a lui Rp:np apIR RUI ) 5 , 2 ... 2 ( =+=Expresia turaiei n n funcie de cuplul M este dat de relaia: u=..ea aKI R Un .Conform acestei relaii, viteza poate fi reglat: -fie prin variaia tensiunii aplicate U;-fie prin variaia fluxului inductor .-fie prin nserierea cu indusul (de rezisten Ra), a unei rezistene suplimentare RsPornirea motoarelor de curent continuuReglarea vitezei la motoarele de curent continuu74 ACIONAREA MANILOR DE LUCRULa acionarea electric a unor mecanisme, apare necesitatea frnrii mecanismului fie pentru micorarea vitezei, fie pentru meninerea constant a vitezei mecanismului care este sub aciunea unui cuplu exterior. Principalele metode de frnare sunt:frnarea prin recuperare (motorul trece n regim de generator);frnareadinamic(motorul,decuplatdelareeaiantrenatdemainadelucru,trecenregimde generator care debiteaz pe o rezisten nseriat cu indusul); frnarea contracurent (la bornele motorului, se schimb polaritatea tensiunii de alimentare). 50. TRANSFORMATORUL ELECTRIC pri componente; rol funcional Transformatorul electric este un aparat static utilizat pentru modificarea parametrilor puteriielectromagnetice (tensiune, curent, numr de faze) transferate ntre dou reele de curent alternativ. Transferulputeriintrereeleledecurentalternativprimarisecundarserealizeazprininducie electromagnetic i nu afecteaz frecvena mrimilor variabile. Conformprincipiuluigeneralalconversieienergetice,transferulputeriintreprimarulisecundarulunui transformator se realizeaz cu pierderi. Pierderile de putere activ sunt: Pierderilenfier sedeterminprintr-oncercarengol(frsarcin).Lafuncionareangol,puterea activ absorbit de primar de la reea P0 este transformat n cldur sub form de pierderi n fier i pierderi n cuprul nfurrii primare, adic: 20 1 0.I R P PFe + =Cumvaloareacurentuluidemersngolestemic,pierderilencuprulamersulngolsepotneglijai rezult c P0 = PFe, adic pierderile la mersul n gol reprezint pierderile n fier. Pierderilencupru seproducnnfurareaprimariceasecundar,valoarealordepinzndde mrimea rezistenelor primar i secundar i mrimea curenilor. Pierderile n cupru se pot calcula cu relaia: 22 221 1. . I R I R PCu+ =Pierderile n cupru se pot determina printr-o ncercare de scurtcircuit de laborator, alimentnd primarul cuotensiuneredus,astfelcaprinnfurriscirculecureniinominali:astfel,scurtcircuitulrealcareesteo solicitaredistructivpentrutransformatorestesimulatprintr-oprobnedistructivdincareseobininformaii despre mrimile caracteristice ale transformatorului. Puterea activ consumat la scurtcircuitul de laborator este egal cu pierderile n nfurri (pierderile n fier se pot neglija, fiind foarte mici n comparaie cu acestea) i este 1pierderi n fier(n miezul magnetic)datoritmagnetizriimiezului(ntimpulmagnetizriin cmpmagneticalternativ,mrimileB,Hnudetermino dreapt,ciuncicluciclulhisterezisacruiarieeste proporional cu pierderile menionate)datoritcurenilorturbionari(conformlegiiinduciei, cmpul magnetic variabil care se nchide prin miezinducenacestmediuconductor,curenivariabilicare nclzescfierul,frsparticipelatransferulenergetic ntre primar i secundar) 2pierderi n nfurri (n cupru) datorate efectului termic al curentului electricFrnarea motoarelor de curent continuu75 ACIONAREA MANILOR DE LUCRUproporionalcuputerealascurtcircuit.Proporionalitateantreceledouvalorialeputeriiactiveestedatde proporionalitatea dintre curentul nominal i curentul de scurtcircuit. 51. PROBA DE MERS N GOL A UNUI TRANSFORMATOR MONOFAZATSchema montajului de lucruSchema de lucru pentru proba de funcionare n gol a transformatorului monofazatAparate necesareRT surs de tensiune variabilV, V1, V2 voltmetre de curent alternativA, A1, A2 ampermetre de curent alternativW wattmetruTr transformator monofazatUAAXaxWV1V2~Figura 2.1. Seciune printr-un transformator trifazat. 1conservatordeulei;2cuvatransformatorului;3capac;dejoas tensiune;4miezferomagnetic;5-nfuraredenalttensiune;6 nfurare secundar; 7 grinzile schelei; 8 radiator; 9 role de transport transformator; 10 conexiuni. 11 izolator de nalt tensiune; 12 izolator de joas tensiune.1234567891011121176 ACIONAREA MANILOR DE LUCRUModul de lucru-Serealizeazmontajulpentruprobademersngol,alegndpentruaparateledemsuratdomeniile corespunztoare datelor nominale ale transformatorului i regimului studiat adic: A 0,1.I1nV1 1,2.U1nV2 1,2.U2n-Se alimenteaz transformatorul de la sursa de tensiune variabil. Pentru diverse valori ale tensiunii primare (34 valori) se msoar tensiunea s