UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA MOTOR ASINCRON CU ROTOR BOBINAT PROFESOR:MARIN MIHALACHE NUME:PANCIU MUGUREL MIHAI GRUPA:141SE MOTORUL ASINCRON TRIFAZAT,CU ROTOR BOBINAT DATE NOMINALE: a)Marimi mecanice: Putere nominala: 75kW Turatia nominal: 1465rpm b)Marimi electrice stator:Tensiune nominal: U1,n= 380 V (triunghi-) Frecventa nominala: f=50Hz Factorul de putere nominal: cosn 1 =0.87 Randamentul nominal: nq =0.92% c)Marimi electrice rotor: Tensiune nominala,inele si in gol:U20,n=220V(stea-Y) ELEMENTE CONSTRUCTIVE ALE MASINII ASINCRONE: Numim masina asincrona orice masina de curent alternativ care, la frecventa data a retelei, functioneaza cu o turatie variabila cu sarcina. In continuare vor fi prezentate numai masinile asincrone fara colector, numite obisnuit masini asincronecare sunt cele mai robuste si sigure in exploatare, motiv pentru care sunt si cele mai utilizate. Fig. 1.1. Masina asincrona. Principalele elemente constructive ale unei maini asincrone sunt: statorul (miez magnetic 1i nfurare statoric 3); rotorul (miez magnetic 2 si nfurare rotoric 4); alte elemente constructive (arbore 5, rulment 6, carcas 7, ventilator 8, etc.). Masina asincrona consta intr-o armatura statorica, numita pe scurt stator si o armatura rotorica, numita rotor (fig. 1.2.). Statorul format din unul sau mai multe pachete de tole are in crestaturi o infasurare monofazata sau trifazata care ne conecteaza la retea si formeaza inductorul masinii. Rotorul este format tot din pachete de tole dar in crestaturi poate avea o infasurare trifazata conectata in stea cu capetele scoase la trei inele sau o infasurare in scurtcircuit de tipul unei colivii. De aceea, dupa forma infasurarii rotorului, masinile asincrone se mai numesc masini asincrone cu inele si masini asincrone cu rotorul in colivie. In afara acestor parti, masina mai are, in functie de destinatie, de tipul de protectie si de forma constructive, de sistemul de racier de putere si tensiune, o serie de elemente constructive. Fig. 1.2. Masina de inductie cu inele. Semnificaia notaiilor din figur: 1. Miez statoric 2. nfurare statoric 3. Miez rotoric 4. nfurare rotoric 5. Carcas 6. Scut portlagr 7. Ax 8. Rulment 9. Tija cu perii 10. Legtura nfurare inele 11. Arc fixare inele 12. Izolaie i inele 13. Ventilator 14. Capac ventilator 15. Pan 16. urub de fixare a scutului 17. Capac rulment 18. Inel de ridicare Domenii de utilizare: Seutilizeazaaproapeinexclusivitatecamotorinactionarilecuturatiepracticeconstantasimairarla turatiivariabile,dincauzainstalatiilordealimentarecostisitoare.Motoareleasincronetrifazateformeazaceamai marecategoriedeconsumatorideenergieelectricadinsistemulenergetic,fiindutilizateintoatedomeniilede activitate (masini unelte, poduri rulante, macarale, pompe, etc). Motoarele monofazate sunt utilizate in special in intalatiile de uz gospodaresc (ventilatoare, aeroterme, pompe, masini de spalat rufe, polizoare, masini de gaurit etc.) MODELUL MATEMATIC: mi1i2i11 = uox 2 / 1Oox / 1MF MmU122u(d) +jCU1r1 , ojx2 , ojxmjx1u1iwr2is r /2mis s i jm/2 Schema echivalenta in T Parametrii schemei echivalente: a)3 /, 1 1 ~ =n n jp p r = 0.023 (u.r.), unden n nS P p / = =n n 1cos ) 1 ( q = 0.069 (u.r.) b) ns r ~2= 0.0233 (u.r.), unde n n n nn n n s1 2 1/ ) ( = =0.0233 c)2 /2 , 1 , o o ox x x = ~ = 0.078 (u.r.),unde) 2 /( 1Mm x ~o= 0.15 (u.r.) , si n m MM M m / = = 3.2 (u.r.)d) n m mi x,/ 1 ~ =2.64(u.r.),unde n n n mi i1 2 1 ,sin sin =oni ~ =0.35(u.r.), n n ni2 1 2cos / cos ==0.88 (u.r.) unde) / tan(2 m n ns s a ~ =0.15(rad)=8.88(grade), si ox r sm/2~ =0.14(u.r.) (vezidiagrama cerc. din fig.1) e) n wp r0/ 1 ~ =31.41(u.r.),unde) (, 2 , 1 , 1 , n j n j n v m Fe onp p p p p p + = + ==0.28(u.r.),cu 22 2 2 n n ji r p = = 0.18 (u.r.) CARACTERISTICI DE FUNCTIONARE: 1. Caracteristicile electromecanice:In functie de factorul de sarcina6 . 0 / /, 2 2= ~ =n ns s P P o ,rezulta urmatoarele caracteristici analitice: -caracteristica curentului absorbit: 2 2,2, 1) 1 ( ) ( o o + =n o n oi i i , -caracteristica factorului de putere:829 . 0 ) ( ( / ) ( cos2 2,21= + + = o o o o ox in o, cu un maxim pentruo o x in o m/, , = =1.517 -caracteristica randamentului: ) /( ) (2, ,o o o o q + + =- -n k n op p=0.518 unde385 . 0 / ) (2, , 1 , ,= + =-efn i p p pn o n j n o n o,si477 . 0 / ) ) 1 ( (, 12, , 2 ,= + =-efn p i p pn j n o n j n k, unde8 . 0 cos1 = ~n nefn q2.Calculul numeric al caracteristicilor de functionare: Date nominale: Pn=75000%putere nominala n2n=1465%turatie nominala f1n=50%frecventa nominala cosfi1n=0.87%factor de putere nominal rann=0.92%randament nominal Mm=3.2 %Mm/Mn Date nominale calculate: p=2%nr perechi de poli n1n=1500%turatia de sincronism sn=(n1n-n2n)/n1n %alunecarea nominala sumapn=(1-rann)*cosfi1n %suma pierderilor in regim nominal, in u.r. efn=rann*cosfi1n/(1-sn) mm=Mm*efn sinfi1n=sqrt(1-cosfi1n^2) fi1ng=acos(cosfi1n)*180/pi Predeterminare parametri schema echivalenta(relatii,aproximative)xsc=1/(2*Mm)%reactanta totala de scapari(u.r.);se considera influenta saturatiri,diminuare xs r2=sn %rezistenta infasurarii rotorice,raportata la stator sm=r2/xsc%alunecarea corespunzatoare cuplului maxim fi2c=atan(sn/sm)%din diagrama cercului fi2cg=fi2c*180/pi i2c=cosfi1n/cos(fi2c)%triunghiul curentilor imc=sinfi1n-i2c*sin(fi2c)%triunghiul curentilor Separarea pierderilor nominale(varianta simplificata) pj1c=sumapn/3 pj2c=sn*i2c^2%varianta simplificata,r2=sn poc=sumapn-(pj1c+pj2c)

Parametri schemei echivalente (varianta simplificata) r1c=pj1c r2c=sn kx=1 %rotor bobinat(reactante de scapari egale in stator si rotor) xs1c=xsc/(1+kx) xs2c=xsc-xs1c z1c=r1c+j*xs1c;fi1n=acos(cosfi1n);i1zc=exp(-j*fi1n); umzc=1-z1c*i1zc; umc=abs(umzc) xmc=umc/imc rwc=(umc^2)/poc

Verificare performante cu schema in T-sursa de tensiune u1=1 sis=[sn/1000:sn/20:1.2*sn];%pt.regim gol-nominal s=[0:sn:1]; %caracteristici de pornirez1=r1c+j*xs1c; z2=r2c./s+j*xs2c; zmm=j*xmc; rm=rwc; zm=zmm*rm/(zmm+rm); z1e=z1+(z2.*zm)./(z2+zm); i1z=1./z1e; i1zz=(z2+zm)./(z1.*z2+zm.*(z1+z2));%u1=1 i1=abs(i1z); fi1=angle(i1z); umz=1-z1*i1z; umx=abs(umz); i2z=-i1z*zm./(zm+z2); i2=abs(i2z); imz=i1z+i2z; im=abs(imz); pe=(r2c./s).*i2.^2; % puterea electromagnetica,transferata rotorului me=pe; %cuplul electromagnetic,raportat la cuplul de baza(Mb=Sn/ ) p1=i1.*cos(fi1); p2=pe.*(1-s); ran=p2./p1;

%plot(s,i1,'-');% pentru i1=1 (nominal),rezulta snx=0.0096 (fata de sn=0.01)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.030.40.50.60.70.80.911.11.21.3 snx=0.0185;% alunecarea nominala rezultata,pt i=1(nominal),alfa=s./snx;

Caracteristici analitice i1cx=sqrt(imc^2+(1-imc^2).*alfa.^2);%expr. analitica pt curent cosfi1cx=alfa./sqrt(alfa.^2+(imc+xsc.*(alfa.^2)).^2);%expr.analitica pt cosfi pocx=(poc+pj1c*imc^2)/efn; pkcx=(pj2c+(1-imc^2)*pj1c)/efn; rancx=alfa./(alfa+pocx+pkcx.*alfa.^2);%expr.analitica,pt randament Me=me./efn; %cuplul electromagnetic,raportat la cuplul nominal(Mn) Mmx=(Mm.*s)./s; Mec=(2*Mm)./((s./sm)+(sm./s));%relatia lui Kloss,simplificata %plot(alfa,i1,'-',alfa,i1cx,'.') %plot(alfa,cos(fi1),'-',alfa,cosfi1cx,'.')

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40.40.50.60.70.80.911.11.21.30 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.400.10.20.30.40.50.60.70.80.91 %plot(alfa,ran,'-',alfa,rancx,'.')

%plot(s,i1,'*',s,Me,'-',s,Mmx,'.',s,Mec,'+')%caracteristici de pornire 'Erori fata de datele nominale' snx=0.0215%se va inlocui,din 71,fig.2c,valoarea snx,pt i=1 cosfi1nx=0.85 %se va inlocui,din 84, valoarea cosfi1n pt alfa=1 rannx=0.8627 %se va inlocui, din 85, valoarea rann pt alfa=1 Mmax=2.3 %se va inlocui,din 86,valoarea maxima Me epsisn=(snx-sn)/sn epsicosfi1n=(cosfi1nx-cosfi1n)/cosfi1n epsirann=(rannx-rann)/rann epsiMm=(Mmax-Mm)/Mm 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.400.10.20.30.40.50.60.70.80.910 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 101234567