7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

1/8

1

Lucrarea 2b

Reglajul n patru cadrane a turaiei motorului de curent

continuu alimentat n indus i n excitaie de convertoareelectronice de putere

1.GeneralitiMainile de curent continuu cu colector au fost din punct de vedere istoric primele

generatoare de energie electromagnetic. Avantajele curentului alternativ sinusoidal ns ntransportul i distribuia energiei electrice au restrns mult domeniul de folosire a mainilorde curent continuu ca i generatoare.

Ca motoare de curent continuu ns ele sunt utilizate pe scar larg, mai ales odatcu dezvoltarea convertoarelor din electronica de putere, datorit posibilitilor simple dereglare.

Motoarele de curent continuu cu colector se folosesc cu succes n traciuni electrice(tramvaie, troleibuze, trenuri electrice, electrocare), n acionrile care necesit limite largide reglaj al turaiei i n unele automatizri, ca elemente de execuie.

Motoarele de curent continuu, din punct de vedere al modului de alimentare a

nfurrii de excitaie potfi:- Motoare de curent continuu cu excitaie separat (independent);- Motoare de curent continuu cu excitaie derivaie;- Motoare de curent continuu cu excitaie mixt;- Motoare de curent continuu cu excitaie serie.

Reglajul turaiei unui motor electric nseamn schimbarea punctului de funcionarede pe o caracteristic, denumit natural, pe alt caracteristic, artificial, astfel nct lacuplul dorit s corespund alt valoare a turaiei.

Expresia analitic a caracteristicii mecanice a motorului de curent continuu cuexcitaie independent este:

()

(1.1)

unde:

- viteza unghiular a motorului- tensiunea de alimentare al indusului

- fluxul de excitaiecuplul la arbore al motorului (rezistena total a indusului = rezistena indusului + rezistena exterioar n seriecu indusul)

Aceeai caracteristic mecanic exprimat n curent n loc de cuplu:

()

(1.2)

Constanta motorului la flux nominal:

. (1.3)

Relaia (1.1) mai poate fi scris sub forma: (1.4)

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

2/8

2

unde

reprezint viteza de mers n gol, iar

()

este cderea de vitez

datorat cuplului rezistent.Examinnd relaia (1.1) se pot stabili unele din metodele de reglare a vitezei m.c.c. cu

excitaie derivaie.Acestea pot fi realizate prin:

-

Variaia tensiunii de alimentare a indusului;- Variaia fluxului de excitaie;- Variaia rezistenei exterioare introduse n circuitului indusului.

2.Consideraii teoretice

Reglajul turaiei prin variaia tensiunii de alimentare a indusului

Este o metod de reglare prin care se poate modifica turaia motorului de la valoareazero pn la valoarea nominal.

n relaia (1.1) toate mrimile din termenul al doilea rmn constante, de underezult c aceast metod de reglaj se efectueaz la cuplu constant. Puterea variaz ns cuviteza unghiular.

Este o metod utilizat n cazul mecanismelor auxiliare ale mainilor unelte.n relaia (1.1) singura mrime care variaz este tensiunea de alimentare, ceea ce va

afecta doar valoarea vitezei unghiulare de mers n gol:

(2.1)

panta rmneconstant,

()

(2.2)

drept urmare caracteristicile artificiale obinute vor fi paralele, deplasate n jos fade caracteristica natural, ceea ce se poate observa n figura 2.1.

(rad/s)

M (Nm)MN

N0

0

UaN

1

1U Ua aN

2

02

01

e eN

R 0ext

2 1U U

a a

1

2

Fig.2.1. Caracteristicile mecanice obinute la variaia tensiunii de alimentare a indusului.

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

3/8

3

Se va avea grij ca fluxul de excitaie s rmn constant n timpul modificriitensiunii de alimentare a indusului.

Prin aceast metod se obin doar viteze ale motorului mai mici dect cea nominal.Utilizarea de tensiuni de alimentare mai mari dect cea nominal implic riscuri de

strpungere a nfurrilor indusului.

Reglajul turaiei prin variaia fluxului de excitaie

Fluxul de excitaie intervine n ambii membri a relaiei (1.1), drept urmarecaracteristicile care se vor obine pentru diferite valori de flux vor avea att viteza de mers

n gol, ct i panta caracteristicii diferit fa de caracteristica natural, ceea ce se poateobserva n figura 2.2.

(rad/s)

M (Nm)MN

N

0

0

eN

1

e eN

1

2 1

e e

2

02

01

U Ua aN

R 0ext

1

2

Fig. 2.2. Caracteristicile mecanice obinute la variaia fluxului de excitaie.

Examinnd relaia (1.1) se poate observa c viteza unghiular n gol variaz inversproporional cu fluxul de excitaie.

Reglajul prin variaia fluxului de excitaie se efectueaz la putere constant. Odat cucreterea vitezei unghiulare peste viteza nominal scade cuplul, lucru ce prezintimportan n cazul acionrilor cu maini unelte. Reglajul este limitat superior datoritscnteierilor la colector, i inferior datorit saturaiei.

Aceast metod de reglare a vitezei unghiulare a motorului electrice se mai numeteslbire de cmpsau slbire de fluxi se utilizeaz preponderent pentru a obine viteze alemotorului mai mari dect cea nominal.

Reglajul turaiei prin variaia rezistenei n circuitul indusului

Rezistenele suplimentare introduse n circuitul indusului aduc modificri numai n ceprivete panta caracteristicii mecanice:

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

4/8

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

5/8

5

Mr

0

0

-s

e eN

R 0ext

(rad/s)

M (Nm)

A

U Ua aN

-Mf

B

Fig.2.4. Caracteristica de frnare dinamic.

Viteza unghiular scade pn la zero, n cazul cuplului de sarcin reactiv, saucontinu s creasc n sens invers, dup anulare, n cazul cuplului de sarcin activ(potenial), (fig.2.4) i se va stabiliza la o valoare corespunztoare cuplului rezistentpotenial .

3.Montajul experimental

SURSD.C.

Excitaie

MCC

Aa

Va

R.U.T.

Rf

+

-K1

MI

As

Vs R

S

T

K2

AT

Rr

Ar1 1'

2 2'

Fig. 3.1. Montajul experimental.

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

6/8

6

Legend:SURSD.C.Surs de curent continuu reglabil (0 - 160 V, 3 A).R.U.T.Surs de curent continuu reglabil (0360 V, 15 A).ATAutotransformator trifazat ATR(220 V, 8 A). Ampermetre 0-20 A.

Voltmetru 0-250 Vcc.Voltmetru 0-250 V~.Reostat 30 .

Reostat 29 .Comutator basculant.Comutator tripolar.

Date de catalog:

MCCMotor de curent continuu MIMotor asincron cu inele

4.Mersul lucrrii

1. Se realizeaz montajul din figura 3.1.

2.

Se alimenteaz excitaia mainii de curent continuu la valori nominale .3. Se pornete R.U.T. i se ridic ncet tensiuneapana la urmarind pornirea

motorului si cresterea turatiei. Se citesc valorile la mersul in gol i se trec n tabel.4. Se fixeaza resistentele la 4 ohmi, iar a 15 ohmi si se alimenteaz AT, se

nchide , se mrete ncet tensiunea (voltmetrul ), de la 0 spre valori maimari, obinnd la ampermetrul dou valori ( ), nedepind10A pe parcursul lucrrii. Se fac msurtorile in sarcina de 5 si 10A i se trec n tabel.

5. Se repet punctul 4 pentru i .6. Cu , se reduce respectiv i se repet punctul 4.7. Cu i , avnd ridicat, se trece n poziia 2 (se

conecteaz rezistena de frnare). Se msoar curentul de varf (care va fi negativ)i timpul de frnare pentru dou valori ale rezistenei de frnare de 15 si 10

ohmi.

8. Se reduce la minim, se inverseaz dou faze ale MI, se inverseaza bornele dealimentare a excitatiei, se regleaz (respectiv i ) i secrete ncet tensiunea . Se repet punctele 3 i 4.

9. Se ridic caracteristicile mecanice ()pentru urmtoarele cazuri:a. La variaia tensiunii ( ) i , pentru

cadranul I, respectiv pentru cadranul III.

b. La variaia fluxului de excitaie, obinut prin variaia curentului de excitaie

pentru cadranul I respectiv pentrucadranul III, tensiunea n indus fiind cea nominal .

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

7/8

7

c. Caracteristicile de frnare conform figurii 2.4, pentru cele dou valori alerezistenei de frnare .

10.Relaii de calcul:

,

, ,

.

Avnd n vedere faptul c nu se cunoate curba de magnetizare a motorului, seconsider o dependen liniar ntre curentul de excitaie i fluxul de excitaie . Astfel:

Nr.

crt.[V]

[A]

[A]

[rpm] [V]

[s]

[][A]

[rad/s]

[V]

1

2

34

5

6

7

8

9

10

11

12

1314

15

16

17

18

19

20

21

22

2324

25

26

27

28

29

30

31

32

33

7/25/2019 L2b_v7_pdf.pdf

8/8

8

34