ae - subiecte

7/22/2019 AE - Subiecte

http://slidepdf.com/reader/full/ae-subiecte 1/6

1. Caracteristica mecanica naturala a motorului asincron. Dependenta, conditii, grafic calitativ, interpretare.

Pornind de la caracteristica cuplu – alunecare )(f s M şi ţinând seama de relaţia de definiţie a alunecării se poate determina caracteristica mecanică,

)(f M n a motorului asincron.

Fig. 3.12. Caracteristica mecanică a motorului asincron.

Caracteristica mecanică exprimă dependenţa dintre viteza de rotaţie a motorului n şi momentul cuplului

electromagnetic M când parametrii''

211,1 21,,,,,,

X X R R f U p sunt menţinuţi constanţ

poate fi construit analitic sau experimental.

În fig. 3.12 este prezentat graficul calitativ al caracteristicii mecanice naturale pentru un motor dat (la

,,,,, '211,1 R R f U p constante). Caracteristica mecanică naturală este caracteristica obţinută pentru

parametrii nominali ),( 1111 nn f f U U şi fără rezistenţe sau reactanţe suplimentare în circuit

statoric şi rotoric. În fig. 3.12,1n reprezintă viteza de sincronism, nn

2- viteza de rotaţie nominală.

2. Care sunt efectele pornirii in conectare directa?

pornirea este bruscă, determinând şocuri dinamice însemnate în elementele cinematice ale transmisiei;

efectul termic şi electrodinamic al curentului asupra înfăşurării este considerabil;

valoarea ridicată a curentului absorbit din reţea, determină căderi de tensiune importante care perturbă funcţionarea şi a al tor consumatori;

curentul de pornire determină şi suprasolicitarea (termică şi electrodinamică) a aparatelor de conectare, protecţie şi măsurar e înseriate cu motoasincron.

3. Precizati semnificatia elementelor din schema si explicati schema electrica pentru pornirea directa unidirectionala.

Pentru comanda pornirii automate unidirecţionale se procedează astfel: se închide întreruptorul tripolar Q1 şi se apasă butonul de pornire S1 (normal deschis cu

revenire). Întrucât toate contactele înseriate cu acesta (F3, F4, S2) sunt contacte normal închise, se va alimenta bobina contactorului K1, astfel încât contactele sale vor schimba starea: se închide instantaneu contactul K1 (de automenţinere) din circuitul 3 şi contactele principale K1 din circuitul de forţă al motorului şi motorulporneşte într-un sens determinat de succesiunea fazelor.Comanda opririi motorului se realizează prin acţionarea butonului de oprire S2 (care este un contact normal închis cu revenire) din circuitul 2. Bobina contactorului pierde alimentarea, contactoarele sale se deschid, motorul se opreşte fiind pregătit pentru o nouă pornire.



4. Idem pentru pornirea directa bidirectionala.

În cazul pornirii în ambele sensuri, în comparaţie cu schema precedentă mai apare un contactor K2 (cu contactele asociate) pentru celălalt sens de funcţionare şi ointerblocare a contactoarelor pentru evitarea manevrelor greşite de închidere simultană a contactelor principale (K1 şi K2) care ar conduce la scurtcircuitarea reţele

de alimentare.5. Precizati care sunt conditiile ce trebuiesc indeplinite pentru pornirea cu comutator Y-Δ si demonstrati relatia: IpΔ =3IpY ;

Trebuie precizat faptul că metoda se poate aplica numai dacă sunt îndeplinite următoarele condiţii: - la placa de borne statorice a motorului asincron trifazat sunt scoase toate cele şase capete ale înfăşurării statorice;

- tensiunea de linie a reţelei l U este egală cu tensiunea nominală de fază a motorului (conexiunea de lucru a motorului este conexiunea Δ).

Metoda constă în conectarea pentru început a înfăşurării statorice în „Y” şi trecerea ulterioară din „Y” în „Δ” în apropierea vitezei de rotaţie nominale. Vom arăta încontinuare că prin utilizarea acestei metode curentul de pornire se reduce de 3 ori. Într-adevăr, curentul de pornire în conexiunea „Y” va fi:

f

l

f

f

fY lY pY Z

U

Z

U I I I

3 , (3.52)

iar pentru conexiunea triunghi (Δ):

f

l

f

f

f l p Z

U

Z

U I I I 3

33 , (3.53)

astfel încât:

3

1

33

l

f

f

l

p

pY

U

Z

Z

U

I

I . (3.54)

6. Explicati pornirea cu comutator Y-Δ pe caracteristica M=f(s) si determin

relatia dintre cuplul de pornire MpY si cuplul nominal Mn.

În fig. 3.14 este prezentată caracteristica cuplu - alunecare, la pornirea cu comutator steatriunghi.

La pornirea cu comutatorul stea - triunghi, punctul static de funcţionare e

punctul A(1, pY M ). Dacă este îndeplinită condiţia r pY M M , motorul porne

(în stea) şi punctul de funcţionare se deplasează în sensul indicat de săgeţi pe caracterist

)(f s M corespunzătoare conexiunii stea. Trecerea din conexiunea stea în conexiu

triunghi corespunde punctului C al caracteristicii, punct în care are loc saltul în D,

caracteristica )(f s M corespunzătoare conexiunii triunghi. Viteza de rota

continuă să crească (s scade) şi punctul de funcţionare se deplasează în continuare până



punctul E aflat la intersecţia caracteristicii motorului de acţionare, cu caracteristica maşinii de lucru. Pentru evitarea şocului de cuplu (cât şi a celui de curent) trece

de pe caracteristica corespunzătoare conexiunii stea pe cea corespunzătoare conexiunii triunghi se va face numai în apropierea vitezei de rotaţie nominale.

Deoarece la pornire motorul este conectat în stea, tensiunea de fază a motorului va fi:

33

nl fp

U U U , (3.55)

iar raportul dintre cuplul de pornire pY M şi cuplul nominal n M este:

3

12

n

fp

n

pY

U

U

M

M . (3.56)

7. Precizati semnificatia elementelor din schema si explicati schema de comand

automata a pornirii cu comutator Y-Δ .

Pornirea cu comutator stea-triunghi se poate realiza normal, folosindu-se un comutator stea-triunghi cu acţionare normală sau automat ca în figura 3.15.La acţiona

butonului de pornire1

S (normal deschis cu revenire) sunt alimentate simultan butoanele contactorului 1 K şi releului de timp T K 1 .Contactele 1 K din

circuitul 33 se închid conectând în stea înfăşurarea trifazată statorică, simultan cu acesta închizându-se şi contactul 1 K din circuitul 3. Astfel, se realizează

alimentarea bobinei contactorului de linie 3 K care îşi va închide contactul de automenţinere ( 3 K ) din circuitul 4 şi contactele principale ( 3 K ) din circuitul 31

conectând statorul motorului asincron la reţea. Motorul porneşte în stea şi după un timp pt , reglat anterior contactul T K 1 (din circuitul 2) se deschide,

întrerupând alimentarea bobinei contactorului K 1. Contactul K 1 al acestuia – din circuitul 3 – se închide permiţând astfel alimentarea bobinei contactorului2

K .

Acesta îşi va închide contactele principale 2 K din circuitul 32, conectând înfăşurarea statorică în triunghi.



8. De ce pornirea cu comutator Y-Δ, cu autotransformator sau bobine de reactanta nu se aplica motoarelor asincrone cu rotor

bobinat.

Deoarece la reducerea curentului de pornire se constata reducerea momentului cuplului de acelaşi număr de ori. Este evident că reducerea cuplude pornire este un dezavantaj ce ar putea conduce la imposibilitatea pornirii în sarcină.

9. In ce consta pornirea reostatica a MA cu rotorul bobinat.

Metoda constă în înserierea cu înfăşurarea rotorică a unor rezistoare cu rezistenţă variabilă continuu sau în trepte carevor avea valoarea maximă în primul moment al pornirii şi care se reduce treptat până la eliminarea completă din circuia rezistoarelor.

10. Realizati si comentati schema electrica si caracteristica de pornire a MA cu rotorul bobinat.

În figura 3.18a este prezentată schema electrică pentru pornire reostatică (cu trei trepte de pornire) a unui motor asincron bobinat, iar în figura 3.18b este prezent

caracteristica de pornire )(f s M , asociată.

Punctul de funcţionare corespunzător pornirii este ),1( 1 M A pe caracteristica 1. Viteza de rotaţie creşte, alunecarea scade şi la atingerea cuplului minim M

- în punctul ),( 21 M sC - se închid contactele 1 K şuntând treapta de rezistenţă 1r . Punctul de funcţionare se deplasează din ),( 21 M sC în

),( 11 M sC pe caracteristica 2.Viteza de rotaţie continuă să crească (alunecarea să scadă) până la atingerea cuplului2

M - în punctul ),( 22 M s D cân

se şuntează treapta de rezistenţă2r , prin închiderea contactelor 2 K .Astfel, treptele de rezistenţă se şuntează succesiv până la eliminarea completă a reostatulu

de pornire când se ajunge pe caracteristica )(f s M naturală, caracteristica 4 din figură. Funcţionarea motorului se stabilizează pe această caracteristică în

punctul în care se realizează egalitatea cuplurilor activ (dezvoltat de motor) şi rezistent (al maşinii de lucru).



11. Analiza comparativa(cu avantaje si dezavantaje) a metodelor de modificare a vitez

de rotatie a MA.

Modificarea vitezei de rotaţie prin modificarea tensiunii de alimentare

Creşterea tensiunii determină creşterea cuplului de pornire p M şi a capacităţii de supraîncărcare a motorului k M / n M .Reducerea tensiunii de

alimentare conduce la reducerea vitezei de rotaţie, a momentului cuplului de pornire p M şi a momentului cuplului critic k M .

Modificarea vitezei de rotaţie prin variaţia rezistenţei circuitului rotoric.

Această metodă de modificare a vitezei de rotaţie are însă marele dezavantaj al creşterii pierderilor de putere şi energie în circuitul rotoric, ceea celimitează considerabil domeniul de aplicabilitate al metodei.

Modificarea vitezei de rotaţie prin modificarea frecvenţei tensiunii de alimentare

Este metoda cea mai economică din punctul de vedere al pierderilor de energie şi asigură domeniul cel mai larg de reglare. În comparaţie cu celelaltemetode de modificare a vitezei de rotaţie, superioritatea acestei metode este netă, necesitatea existenţei unei surse trifazate de tensiune cu frecvenţa variabilăconstituind dificultatea esenţială a metodei.

Modificarea vitezei de rotaţie prin schimbarea numărului de perechi de poli

Metoda se aplică numai motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit.Dezavantajele metodei modificării vitezei de rotaţie prin modificarea numărului de poli constau în faptul că permite modificarea vitezei decât în t repte (discret),construcţia este destul de complicată şi necesită aparate speciale de comutare.

12. Precizati si interpretati caracteristicile naturale si artificiale reostatice.

13. Care este scopul frinarii si care sunt principalele metode de frinare electrica?

Există posibilităţi multiple de frânare electrică folosind maşinile asincrone: - frânarea în contracurent;- frânarea în regim de generator cu recuperare a energiei;- frânarea în regim de generator fără recuperare a energiei; - frânarea subsincrona.

Utilizarea frânării are în principal următoarele scopuri: - oprirea rapidă a maşinii de lucru în situaţii excepţionale;

- realizarea unei viteze de coborâre reduse în cazul mecanismelor cu cuplu rezistent de tip potenţial; - reducerea timpilor de oprire şi/sau inversare a sensului de rotaţie şi creşterea productivităţii maşinilor de lucru.

14. Explicati cum se realizeaza frinarea in contracurent in cazul masinilor de lucru cu cuplu rezistent de tip reactiv.

Pentru maşinile de lucru cu cuplu rezistent de tip reactiv, frânarea în contracurent se realizează prin schimbarea conexiunii la reţea a două fazestatorice (maşina fiind în stare de funcţionare) concomitent cu introducerea unor rezistoare de frânare în circuitul rotoric (în cazul motoarelorasincrone cu rotorul bobinat).

15. Explicati cum se realizeaza frinarea in contracurent a masinilor de lucru cu cuplu rezistent de tip potential? Explicatie

caracteristica mecanica.

Pentru maşinile de lucru cu cuplu static rezistent de tip potenţial, trecerea maşinii asincrone în regim de frână electromagnetică se realizează prin

introducerea în circuitul rotoric a unor rezistoare de frânare de rezistenţă foarte mare f R , astfel că la sarcina Ar M M

, alunecarea să fienegativă.

16. Explicati cum se realizeaza frinarea cu recuperare de energie.

Frânarea cu recuperare de energie, numită şi frânare suprasincronă este cea mai eficientă metodă de frânare, maşina asincronă funcţionând în acest caz în regim de

generator fiind antrenată cu o v iteză mai mare decât viteza de sincronism: 12 nn , pentru aceasta se inverseaza alimentarea a 2 faze, ale infasurarii statorice.



17. Explicati si comentati schema electrica destinata pornirii si frinarii dinamice a M

cu rotorul in scurtcircuit.

În figura 3.29 este prezentată schema de comandă automată pentru pornirea şi frânarea dinamică a motoarelorasincrone cu rotorul în scurtcircuit.

Pentru pornire se închide întreruptorul bipolar Q (cu rol de separator) şi se apasă butonul de pornire1S (normal deschis cu revenire). Astfel, se alimentează

bobina contactorului 1 K (din circuitul 3) care îşi va închide contactele 12 K (de automenţinere),13

K din circuitul 5 şi contactele principale11

K din circuitu

de forţă 1 şi motorul porneşte.

Prin contactul13

K (acum închis) se alimentează şi bobina releului de timp T K 1 din circuitul 5, care îşi va închide contactul normal deschis cu temporizare la

deschidere 11T K din circuitul 6.

Pentru oprirea prin frânare dinamică se acţionează butonul2

S (normal deschis cu revenire) din circuitul 6, alimentând astfel bobina contactorului 2 K , care prin

deschiderea contactului 22 K din circuitul 3, scoate de sub tensiune contactorul 1 K . Astfel, înfăşurarea statorică trifazată este scoasă de sub tensiunea alternat

şi alimentată cu tensiune continuă prin transformatorul1T şi puntea redresoare 1U . Concomitent cu anclanşarea contactorului 2 K , bobina releului

T K 1

pierde alimentarea, iar contactul său11T

K din circuitul 6 se va deschide cu temporizare (timpul de deschidere al acestuia trebuie să fie ceva mai mare decât timp

de frânare). Astfel, după terminarea procesului de frânare, bobina contactorului 2 K este scoasă de sub tensiune, toate contactele acestuia revin la starea iniţială,

schema fiind pregătită pentru o nouă pornire.

18. Cum se realizeaza inversarea sensului de rotatie? Comentariu.

Se inverseaza alimentarea a 2 faze, ale infasurarii statorice.

ae - subiecte

Documents