Download - Masini Electrice 1 Curs 12
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
1/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 1
MAŞINI ELECTRICECurs 12: Recapitulare constructie si functionare masinielectrice clasice: Transformator; Masina de inductie
Prof.dr.ing. Claudia MARŢIŞ
Departamentul de Maşini şi Acṭionări Electrice
Facultatea de Inginerie Electrică
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
2/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 2
ELEMENTE CONSTRUCTIVE DE BAZĂ ALEMAŞINILOR ELECTRICE
Din punct de vedere cinematic:La transformator (ambele fixe)
Primar
Secundar
La maşini rotative
Stator
Rotor
Întrefier
La maşini liniare
Parte fixă Parte mobilă (translator)
Întrefier
Stator
Rotor
Întrefier
Parte
fixă
Partemobilă
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
3/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 3
Din punct de vedere al rolului funcţional:
Subsistemul magnetic (miezuri magnetice)
Subsistemul electric (înfăşurări)
Subsistemul mecanic şi de ventilaţie (carcasă, lagăre, ventilator)
Miez statoric
Miez rotoric Înfăşurarestatorică
Înfăşurarerotorică
Ventilator
Lagăr
Carcasă
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
4/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 4
TRANSFORMATORUL
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
5/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 5
Elemente constructive
- varianta monofazata -
Miezmagnetic
Borne deacces
Bobinaj
Suportbobinaj
Sistem defixare
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
6/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 6
N2 N1
Consideraţii generale asuprafuncţionării transformatorului
monofazat
2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-50
-40
-30
-20
-10
0
1020
30
40
50
Timp [s]
T e n s i u n e p r i m a r [ V ]
u1
2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-15
-10
-5
0
5
10
15
Timp [s]
C u r e n t p r i m a r [ A ]
i1
2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5 x 10
-3
Timp [s]
F l u x u t i l [ W b ]
Φu
Φσ1
2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Timp [s]
T e n s i u n e s e c u n d a r a [ V ]
-u2
i2=0
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
7/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 7
Regimuri limita de functionare transformatorul electric
Funcţionarea la mers în gol: sealimentează înfăşurarea primară cutensiune sinusoidală, în timp ce bornele înfăşurării secundare se lasă în gol(i2=0).
Funcţionarea în sarcină: se alimentează înfăşurarea primară cutensiune sinusoidală, în timp ce la bornele înfăşurării secundarese conectează o sarcină (i
2
diferit de 0).
Funcţionarea în regim de scurtcircuit:
este un regim limită, ideal, caracterizatprin flux util nul în miezultransformatorului. Practic, bornelesecundare se aduc la acelaşi potenţial.
R’2 X’σ2 R1 Xσ1
U1 U’2
I1 I’2
Z’ Rm Xm
Schema electrica echivalenta in T a transformatorului electric
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
8/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 8
Transformatorul trifazat
Cu circuit magneticindependent pe fiecarefază
Cu circuit magneticsimetric pe fiecare fază Cu circuit magneticnesimetric pe fiecarefază
Miez cu trei coloane Miez în manta cu cincicoloane
Miez în manta cu treicoloane
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
9/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 9
ÎNFĂŞURĂRI
Conexiune stea (Y) Conexiune triunghi (D) Conexiune zig-zag (Z)
faza l in ie
faza l in ie
I I
U U
3
faza l in ie
faza l in ie
I I
U U
3
faza l in ie
faza l in ie
I I
U U
3
faza Y faza z U U _ _ .860
Tip/schemă de conexiuni
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
10/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 10
Grupă de conexiuni
30 0 0 U ,U 2 1
30 6 180 U ,U 2 1
Grupa de conexiuni 0
Grupa de conexiuni 6
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
11/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 11
Grupă de conexiuni:defazajul dintre tensiunea de linie din primar UAB şi tensiunea analogă Uab, măsurat în sens orar
şi exprimat în multipli de 30o.
Yy-0 Yy-6
Pentru punctul neutru scos la izolator (nul accesibil): Y0
UB
UA UC
UAB
Ub
Uc Ua
Uab
UB
UA UC
UAB
Ub
Uc
Ua
Uab
Uab
UAB 180°
UAB
Uab
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
12/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 12
CBA
cba
Z YX
zyx
UB
UA UC
UAB
Uca
Uab
Ubc
330°
Primar
Secundar
Conexiunestea (Y)
Conexiunetriunghi (d)
Grupa 11
UAB Uab
Yd-11
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
13/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 13
N 1
N 2
N 2
N 1
I
I
U
U k Raport de transformare:
Puterea aparenta nominala:
N _faza 2 N _faza 2 N _faza 1 N _faza 1 N I * U * m I * U * m S
cos I mU cos S P f aza _1 faza _1 1
Putere activa absorbita:
1
cupru miez 1
1 1
1 2
P
pierderi pierderi P
P
pierderi P
P
P
Randament:
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
14/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 14
APLICAŢII TRANSFORMATOR
T1. Un transformator monofazat are SN = 6kVA, U1N /U2N=220V/24V. Sa se calculeze pierderile in gol aletransformatorului pentru functionarea la un randament de 98.96%, un factor de putere de 0.6 si pierderi ininfasurari egale cu 0.82% din puterea activa nominala. Sa se calculeze impedanţa, reactanţa şi rezistenţa lamers în gol pentru un curent de mers în gol de 1.5% din curentul nominal.
T2. Pentru un transformator monofazat cu puterea activa nominala PN=24kVA şi tensiune primara de 6.3kV,s-au realizat masuratori la mers in gol si s-au obtinut: U0=6.3kV, I0=95A, P0= 2200 kW. Considerand unfactor de putere egal cu 0.6 si un randament de 85%, calculati puterea aparenta nominala atransformatorului si pierderile la mers in scurt.
T3. Un transformator monofazat are SN = 4kVA, U1N /U2N=220V/24V. Pierderile măsurate la mers în gol şi scurtcircuit reprezintă 0.22%, respectiv 0.82% din puterea nominală activă a transformatorului, la un factorde putere de 0.6.Să se calculeze randamentul transformatorului în regim nominal şi impedanţa, reactanţa şi rezistenţa lamers în gol pentru un curent de mers în gol de 1.5% din curentul nominal.
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
15/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 15
MASINA DE INDUCTIE (ASINCRONA)
Infasurarea de excitatie: infasurarea statorica
Infasurarea indusa : infasurarea rotorica
Rotor bobinat
Rotor in colivie
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
16/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 16
La baza functionarii masinii de inductie sta
campul magnetic invartitor, obtinut prinalimentarea infasurarii statorice.
Campul magnetic generat de o faza esteun camp magnetic pulsator.
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
17/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 17
p=3
p=4
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
18/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 18
Alunecarea maşinii:
100 n
n n [% ] s sau
n
n n s
1
1
1
1
Viteza rotorului este intodeauna diferita de cea
a campului magnetic invartitor.
n1 viteza campului magneticinvartitor (viteza de de sincronism)
p
f 60 n 1
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
19/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 19
1111 cosIU3P
1Fe1Cu1 ppPP
entarelimsupmecM2 ppPP
Puterea electrică absorbită:
Puterea electromagnetică transmisă rotorului:
Puterea mecanică:
Puterea utilă:
Randamentul
PierderiP
P
P
P
2
2
1
2
2CuM pPP
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
20/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 20
CUPLULELECTROMAGNETIC
11
111M sM
nnn
60n2MMPP
Cuplulelectromagnetic
Viteza unghiular ă a
câmpului învârtitor
Viteza unghiular ăa rotorului
2CuM pPP
1
2Cu
s
pM
2211
22
11
221
1'XcX
s
'R cR
s
'R U3
f 2
p
M
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12
21/21
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 21
APLICAŢII MASINA ASINCRONA
MA1. Puterea utilă la arbore a unei maşini asincrone trifazate este de 6kW. Să se determine putereamecanică dezvoltată de maşină, ştiind că suma dintre pierderile mecanice şi cele suplimentare este de600W. Dacă maşină dezvoltă un cuplu electromagnetic de 42.6Nm, să se determine valoarea turaţiei la carelucrează maşina. Care este viteza de sincronism a maşinii?
MA2. O maşină asincronă trifazată cu 4 perechi de poli, alimentată de la o reţea cu frecvenţa de 50Hz,lucrează la o alunecare de 0.04. Să se determine turaţia la care lucrează maşina. Stiind că putereamecanică a maşinii este de 4.2kW, să se determine cuplul electromagnetic dezvoltat de maşină.
MA3. O maşină asincronă lucrează la o turaţie de 720rot/min, dezvoltând un cuplu electromagnetic de40Nm, şi o putere utilă la arbore de 3kW. Dacă frecvenţa de alimentare este de 50Hz, să se precizeze turaţia de sincronism a maşinii. Să se calculeze puterea mecanică dezvoltată de maşină şi valoarea pierderilormecanice, neglijând pierderile suplimentare. Care este curentul absorbit de la reţea, considerândtensiunea pe fază a reţelei de 220V, factorul de putere de 0.85 şi randamentul maşinii de 0.9?