Conf. Dr. ing. Ilie SuarasanUniversitatea Tehnica din Cluj-Napoca

Disciplina de baza in pregatirea specialistilor din ISA, (numai ET)

Disciplina tehnica abstracta, complementara in pregatirea specialistilor din II, IEI, ISM, s.a.

Cunosterea tipurilor de masini electrice utilizate, dar si a principiilor de alegere a acestora in diverse actionari electrice

1.1. Sarcina si campul electric

5.1. Elemente ideale de circuit n regim variabila. Rezistorul ideal

; ; ;

b. Bobina ideal Pentru bobina real cu rezistena firului conductor, R 0:

c. Condensatorul ideal

d. Surse ideale de tensiune si de curent e. Teoremele lui Kirchhoff generalizate pentru regim cvasistationar I teoremaa II-a teorema

5.2. Circuite simple n regim tranzitoriua. Regimul tranzitoriu de stabilire a curentului intr-o bobina > 0,

- constanta circuitului

b. Regimul tranzitoriu de incarcare a unui condensator. > 0,

= RC - constanta circuitului

5.3. Regimul permanent sinusoidal5.3.1. Marimi periodice si sinusoidaleImax > 0 este amplitudinea; > 0 este pulsaia; este faza iniial;iar expresia (t + ) poart denumirea de faza mrimii sinusoidale

- defazajul mrimilor:1 - 2 1 - 2 = 1 - 2 1 - 2 = 0, mrimi n faz;1 - 2 = , mrimi n opoziie;1 - 2 = /2, mrimi n cuadratur

Operaii cu mrimi sinusoidale.Suma a dou mrimi sinusoidale: Multiplicarea cu o constant :. . Derivarea:defazat n fa cu /2Integrarea:defazat n urm cu /2 Produsul a dou mrimi sinusoidale:

5.3.2. Caracterizarea circuitelor liniare n regim permanent sinusoidalImpedana circuitului:Defazajul :

Rezistena circuitului :Reactana:Admitana:Conductana:Susceptana:

Clasificarea circuitele de curent alternativ: - circuite pur rezistive: = 0;X = 0;B = 0; Z = R; Y = G;- circuite reactive: 0;X 0;B 0; circuite reactive sau nedisipative: R = 0; G = 0; ; circuite inductive: > 0;X > 0;B > 0; circuite pur inductive: R = 0; G = 0; Z = X; Y = B; circuite capacitive: < 0; X < 0; B < 0; circuite pur capacitive: R = 0; G = 0; Z = - X ; Y = - B;

5.3.3. Puteri n regim permanent sinusoidalPuterea instantanee: p = u i Puterea activ: Puterea reactiv: Puterea aparent: Factorul de putere:

5.3.4. Circuite electrice simple n regim permanent sinusoidala. Rezistorul ideal; ;

b. Bobina ideal

c. Condensatorul ideal

d. Circuitul RLC serie

5.4. Reprezentarea n complex a mrimilor sinusoidaleOperatii cu marimi complexe: adunarea (sau scderea):- multiplicarea cu o constant:- derivarea n raport cu timpul:- integrarea n raport cu timpul:

Operatii cu marimi complexe simplificate: adunarea (sau scderea):- multiplicarea cu o constant:- derivarea n raport cu timpul:- integrarea n raport cu timpul:

5.5. Caracterizarea n complex a circuitelor liniare5.5.1. Impedana i admitana complexa. Impedana complex

b. Admitana complex:

5.5.2. Puterea complex

5.5.3. Caracterizarea n complex a elementelor electrice ideale de circuita. Rezistorul ideal:

b. Bobina ideal:

c. Condensatorul ideal

d. Circuitul RLC serie:

6. CIRCUITE TRIFAZATE 6.1. Generaliti, definiii i convenii asupra mrimilor trifazate

Sistem trifazat simetric:X1 = X2 = X3;1 - 2 = 2 - 3 = 3 - 1Sistem trifazat de succesiune direct: Sistem trifazat de succesiune invers: Sistem omopolar:

6.2. Conexiuni trifazate

6.2.1. Conexiunea stea

6.2.2. Conexiunea triunghi

7. TRANSFORMATORUL ELECTRIC7.1. Rolul transformatorului electric; definiii, convenii i mrimi nominaleridictor de tensiune, cnd U2 > U1;separator (galvanic), cnd U2 = U1;cobortor de tensiune, cnd U2 < U1.Marimi nominale: - puterea nominal, aparent in primar, [VA]; tensiunile nominale de linie, [V]; curenii nominali de linie, [A]; frecvena nominal, [Hz]; numrul de faze; grupa i schema de conexiuni; tensiunea nominal de sc., [UR]; curentul de mers n gol, la Un, [UR]; pierderi de putere la mers n gol, cu Un; pierderile n scurcircuit la curentul nominal; regimul de funcionare; felul rcirii; masa transformatorului;- date referitoare la fabricant, etc.

7.2. Construcia transformatorului7.3. Funcionarea transformatorului monofazat n gol7.3.1. Fluxurile magnetice i tensiunile electromotoare induse la funcionarea n gol

i are valori cuprinse ntre 0,1 i 0,3

7.4.3. Diagrame fazoriale ale transformatorului monofazat n sarcin

7.3.3. Schema echivalent a transformatorului la funcionarea n gol

7.4. Funcionarea transformatorului monofazat n sarcin

7.4.1. Ecuaiile transformatorului monofazat n sarcin

7.4.2. Raportarea mrimilor secundare

7.4.3. Diagrame fazoriale ale transformatorului monofazat n sarcin

7.5. Determinarea prin ncercri a parametrilor transformatorului monofazatvor fi msurai parametrii: U1n, U20, I10, P0 i vor fi determinai:

Parametrii msurai: U1sc, Psc, I1sc, I2sc si se determin componentele impedanei de sc.; se verific raportul de transformare:Tensiunea nominal de scurtcircuit:Cu componentele numite tensiune activ, sau reactiv de scurtcircuit:

Tensiunile de sc. se exprim n UR i se raporteaz la tensiunea nominal primar:Plcua indicatoare a trafo. red mrimile:- curentul de mers n gol - pierderile n gol P0,- pierderile n sc. nominal Pscn,- tensiunea relativ de scurtcircuit

7.6. Caracteristicile transformatorului7.6.1. Caracteristica extern i variaia de tensiune

7.6.2. Bilanul puterilor i randamentul transformatorului monofazat

7.7. Transformatorul trifazat7.7.1. Principiul transformatorului trifazat

SimbolSchema de conexiuniDiagrame fazorialeDomeniul de utilizare T JT T JTYy0-0Transformatoare de for, cobortoare sau ridictoare de tensiuneDy0-5Tranformatoare cobortoare de tensiune pentru iluminat. Neutrul se poate suprancrca cu 100 %Yd-5Transformatoare ridictoare pentru centrale i staii electriceYz0-5Tranformatoare cobortoare de tensiune pentru iluminat. Neutrul se poate suprancrca cu 100 %, pn la 160 kVA

7.7.3. Autotransformatorul7.7.4. Transformatorul de sudura

8.1. Elemente constructive ale masinii asincrone 8.2. Marimi nominale ale masinii asincrone: - puterea nominal, util la arborele motorului, [kW]; tensiunile nominale de linie, [V]; curenii nominali de linie, [A]; frecvena nominal, [Hz]; schema de conexiuni statorice, Y sau D; randamentul nominal; factorul de putere nominal; turatia nominala; serviciul nominal; masa masinii asincrone;- date ref. la U2 si I2 rotorici la motoarele cu rotorul bobinat;- date referitoare la fabricant, etc.

1 - viteza unghiular a cmpului magnetic nvrtitor;1 = 2f1 - pulsaia tensiunilor trifazate;f1 frecvena tensiunilor trifazate de alimentare;p numrul perechilor de poli;n1 turatia de sincronism;n turatia rotorului; viteza unghiular rotorica;2 - viteza relativ a cmpulului magnetic statoric fa de rotor;s alunecarea rotorului fata de campul magnetic;2 - pulsaia sistemului trifazat de t.e.m. rotorice induse de campul magnetic statoric;nfurrile rotorice fiind conectate n scurtcircuit, sau conectate pe un reostat trifazat echilibrat, n ele apar cureni trifazai, echilibrai, de pulsaie 2, care, la rndul lor produc un cmp rotoric nvrtitor, care se rotete cu viteza 2, fa de rotor, respectiv cu viteza , fa de stator

8.3. Functionarea masinii asincrone ca motor electric

Turaia rotorului i frecvenele curenilor rotorici i statorici sunt:. 8.4. Diagrama energetica a motorului asincron. Puterea electromagnetic Pem, transmis de stator, spre rotor: Pem = M1unde M cuplul dezvoltat de motor,iar puterea mecanic dezvoltat de forele electromagnetice, prin nvrtirea indusului: P2 = M.Deoarece < 1, va aprea o diferena de puteri Pem P2 care va fi disipat prin efect Joule Lentz n nfurrile indusului: Pem P2 = Pe2 = 2R2I22,n care: R2 rezistena de faz rotoric trifazat, iar I2 curentul rotoric de faz.O parte din puterea electromagnetic (Pem) se transform n cldur (Pe2), iar cealalt ajunge la arbore (P2), dac se ine seama de expresia vitezei unghiulare rotorice:Pe2 = sPem P2 = (1-s)Pem.

Diagrama energetic a motorului asincron.

Turaia nominal la arborele motorului asincron va fi: nn = (1 - sn) n1. Dependena turaiei de sincronism cu numrul de perechi de poli, la motorul asincron trifazat`, f=50 Hz.Frecvena curenilor rotorici f2 = sn f1 este mic f2 = 0,5 3 Hz. 8.5. Ecuaiile de funcionare ale mainii asincrone trifazatSchema electric echivalent, (monofazat) a motorului asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit.

p123456781224n1, [rot / min]300015001000750600500428375250125

Diagrama fazorial a motorului asincron

Schema echivalent a motorului asincron trifazat

Puterea electromagnetic transmis rotorului:pe baza creia, cuplul electromagnetic va fi:Din schema echivalent se deduce expresia curentului rotoric: :Expresia cuplului electromagnetic devine:,

Caracteristica cuplului electromagnetic a mainii asincrone trifazate i regimurile de funcionare

8.8. Caracteristicile motorului asincron

La pornirea directa Ip = (5 8) In .Alunecarea nominala sn = (1 6)%; alunecarea maxima sm = (5 25)%; alunecarea la pornire sp = 1, iar cuplul de pornire este mic, comparativ cu cuplul maxim. Din formula lui Kloss; Mp 2 Mm sm, deci Mp (25 65)% Mn (10 40)% Mm. Pornirea motorului cu rotorul bobinatRp = R2(s2 / s1 -1)

**