Motor electricDe la Wikipedia, enciclopedia liber Salt la: Navigare, cutare

Motorul de inducie trifazat este cel mai rspndit motor electric Un motor electric (sau electromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transform energia electric n energie mecanic. Transformarea n sens invers, a energiei mecanice n energie electric, este realizat de un generator electric. Nu exist diferene de principiu semnificative ntre cele dou tipuri de maini electrice, acelai dispozitiv putnd ndeplini ambele roluri n situaii diferite.

Cuprins[ascunde]

1 Principiul de funcionare 2 Utilizare 3 Clasificare o 3.1 Motoare de curent continuu 3.1.1 Cu excitaie derivaie 3.1.2 Cu excitaie serie 3.1.3 Cu excitaie mixt 3.1.4 Cu excitaie separat o 3.2 Motoare de curent alternativ 3.2.1 Motoare asincrone 3.2.1.1 Motoare cu inele de contact ( rotorul bobinat) 3.2.1.2 Motoare cu rotorul n scurtcircuit 3.2.1.3 Motoare de tipuri speciale 3.2.1.3.1 Motoare cu bare nalte 3.2.1.3.2 Motoare cu dubl colivie Dolivo-Dobrovolski 3.2.2 Motoare sincrone 4 Elemente constructive 5 Motorul de curent continuu 6 Motorul de curent alternativ o 6.1 Motorul de inducie trifazat o 6.2 Motorul de inducie monofazat o 6.3 Servomotorul asincron monofazat

6.4 Motorul sincron trifazat 6.5 Motorul sincron monofazat 6.6 Motorul pas cu pas 7 Bibliografie 8 Legturi externe

o o o

[modificare] Principiul de funcionareMajoritatea motoarelor electrice funcioneaz pe baza forelor electromagnetice ce acioneaz asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat n cmp magnetic. Exist ns i motoare electrostatice construite pe baza forei Coulomb i motoare piezoelectrice.

[modificare] UtilizareFiind construite ntr-o gam extins de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte multe aplicaii: de la motoare pentru componente electronice (hard disc, imprimant) pn la acionri electrice de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale).

[modificare] ClasificareMotoarele electrice pot fi clasificate dup tipul curentului electric ce le parcurge: motoare de curent continuu i motoare de curent alternativ. n funcie de numrul fazelor curentului cu care funcioneaz, motoarele electrice pot fi motoare monofazate sau motoare polifazate (cu mai multe faze).

[modificare] Motoare de curent continuuFuncioneaz cu curent ce nu-i schimb sensul, curent continuu. n funcie de modul de conectare al nfurrii de excitaie, motoarele de curent continuu se mpart n patru categorii: [modificare] Cu excitaie derivaie [modificare] Cu excitaie serie [modificare] Cu excitaie mixt [modificare] Cu excitaie separat

[modificare] Motoare de curent alternativ[modificare] Motoare asincrone Mainile electrice asincrone sunt cele mai utilizate maini n acionrile cu maini de curent alternativ. S-au dat mai multe definiii n ceea ce privete maina electric asincron. Dou dintre cele mai folosite definiii din domeniul acionrilor electrice sunt:

1.O main asincron este o main de curent alternativ pentru care viteza n sarcin i frecvena reelei la care este legat nu sunt ntr-un raport constant. 2.O main este asincron dac circuitului magnetic i sunt asociate dou sau mai multe circuite ce se deplaseaz unul n raport cu cellalt i n care energia este transferat de la partea fix la partea mobil sau invers prin fenomenul induciei electromagnetice. O caracteristic a mainilor asincrone este faptul c viteza de rotaie este puin diferit de viteza cmpului nvrtitor, de unde i numele de asincrone. Ele pot funciona n regim de generator (mai puin rspndit) sau de motor. Cea mai larg utilizare o au ca motoare electrice (n curent trifazat), fiind preferate fa de celelalte tipuri de motoare prin construcia mai simpl (deci i mai ieftin), extinderea reelelor de alimentare trifazate i prin sigurana n exploatare. La aceste motoare, viteza scade puin cu sarcina; din acest motiv caracteristica lor mecanic se numete caracteristic tip derivaie. Motoarele asincrone se folosesc n acionrile n care se cere ca turaia s nu varieze cu sarcina: maini-unelte obinuite, ventilatoare, unele maini de ridicat, ascensoare, etc.[modificare] Motoare cu inele de contact ( rotorul bobinat) [modificare] Motoare cu rotorul n scurtcircuit [modificare] Motoare de tipuri speciale[modificare] Motoare cu bare nalte [modificare] Motoare cu dubl colivie Dolivo-Dobrovolski

[modificare] Motoare sincrone

[modificare] Elemente constructiveIndiferent de tipul motorului, acesta este construit din dou pri componente: stator i rotor. Statorul este partea fix a motorului, n general exterioar, ce include carcasa, bornele de alimentare, armtura feromagnetic statoric i nfurarea statoric. Rotorul este partea mobil a motorului, plasat de obicei n interior. Este format dintr-un ax i o armtur rotoric ce susine nfurarea rotoric. ntre stator i rotor exist o poriune de aer numit ntrefier ce permite micarea rotorului fa de stator. Grosimea ntrefierului este un indicator important al performanelor motorului.

[modificare] Motorul de curent continuuMotorul de curent continuu a fost inventat n 1873 de Znobe Gramme prin conectarea unui generator de curent continuu la un generator asemntor. Astfel, a putut observa c maina se rotete, realiznd conversia energiei electrice absorbite de la generator. Astfel el a constatat, c generatorul "iniial" era de fapt o main electric reversibil, care putea lucra ca un convertizor de energie bidirecional. Motorul de curent continuu are pe stator polii magnetici i bobinele polare concentrate care creeaz cmpul magnetic de excitaie. Pe axul motorului este situat un colector ce schimb

sensul curentului prin nfurarea rotoric astfel nct cmpul magnetic de excitaie s exercite n permanen o for fa de rotor. n funcie de modul de conectare a nfurrii de excitaie motoarele de curent continuu pot fi clasificate n:

motor cu excitaie independent - unde nfurarea statoric i nfurarea rotoric sunt conectate la dou surse separate de tensiune motor cu excitaie paralel - unde nfurarea statoric i nfurarea rotoric sunt legate n paralel la aceai surs de tensiune motor cu excitaie serie - unde nfurarea statoric i nfurarea rotoric sunt legate n serie motor cu excitaie mixt - unde nfurarea statoric este divizat n dou nfurri, una conectat n paralel i una conectat n serie.

nfurarea rotoric parcurs de curent va avea una sau mai multe perechi de poli magnetici echivaleni. Rotorul se deplaseaz n cmpul magnetic de excitaie pn cnd polii rotorici se aliniaz n dreptul polilor statorici opui. n acelai moment, colectorul schimb sensul curenilor rotorici astfel nct polaritatea rotorului se inverseaz i rotorul va continua deplasarea pn la urmtoarea aliniere a polilor magnetici. Pentru acionri electrice de puteri mici i medii, sau pentru acionri ce nu necesit cmp magnetic de excitaie variabil, n locul nfurrilor statorice se folosesc magnei permaneni. Turaia motorului este proporional cu tensiunea aplicat nfurrii rotorice i invers proporional cu cmpul magnetic de excitaie. Turaia se regleaz prin varierea tensiunii aplicat motorului pn la valoarea nominal a tensiunii, iar turaii mai mari se obin prin slbirea cmpului de excitaie. Ambele metode vizeaz o tensiune variabil ce poate fi obinut folosind un generator de curent continuu (grup Ward-Leonard), prin nserierea unor rezistoare n circuit sau cu ajutorul electronicii de putere (redresoare comandate, choppere).

Motor universal folosit la rniele de cafea Cuplul dezvoltat de motor este direct proporional cu curentul electric prin rotor i cu cmpul magnetic de excitaie. Reglarea turaiei prin slbire de cmp se face, aadar, cu diminuare a cuplului dezvoltat de motor. La motoarele serie acelai curent strbate nfurarea de excitaie i nfurarea rotoric. Din aceast consideraie se pot deduce dou caracteristici ale motoarelor serie: pentru ncrcri reduse ale motorului, cuplul acestuia depinde de ptratul curentului electric absorbit; motorul nu trebuie lsat s funcioneze n gol pentru c n acest caz valoarea intensitii curentului electric absorbit este foarte redus i implicit cmpul de

excitaie este redus, ceea ce duce la ambalarea mainii pn la autodistrugere. Motoarele de curent continuu cu excitaie serie se folosesc n traciunea electric urban i feroviar (tramvaie, locomotive). Schimbarea sensului de rotaie se face fie prin schimbarea polaritii tensiunii de alimentare, fie prin schimbarea sensului cmpului magnetic de excitaie. La motorul serie, prin schimbarea polaritii tensiunii de alimentare se realizeaz schimbarea sensului ambelor mrimi i sensul de rotaie rmne neschimbat. Aadar, motorul serie poate fi folosit i la tensiune alternativ, unde polaritatea tensiunii se inverseaz o dat n decursul unei perioade. Un astfel de motor se numete motor universal i se folosete n aplicaii casnice de puteri mici i viteze mari de rotaie (aspirator, mixer).

[modificare] Motorul de curent alternativMotoarele de curent alternativ funcioneaz pe baza principiului cmpului magnetic nvrtitor. Acest principiu a fost identificat de Nikola Tesla n 1882. n anul urmtor a proiectat un motor de inducie bifazat, punnd bazele mainilor electrice ce funcioneaz pe baza cmpului magnetic nvrtitor. Ulterior, sisteme de transmisie prin curent alternativ au fost folosite la generarea i transmisia eficient la distan a energiei electrice, marcnd cea de-a doua Revoluie industrial. Un alt punct important n istoria motorului de curent alternativ a fost inventarea de ctre Michael von Dolivo-Dobrowlsky n anul 1890 a rotorului n colivie de veveri.

[modificare] Motorul de inducie trifazatMotorul de inducie trifazat (sau motorul asincron trifazat) este cel mai folosit motor electric n acionrile electrice de puteri medii i mari. Statorul motorului de inducie este format din armtura feromagnetic statoric pe care este plasat nfurarea trifazat statoric necesar producerii cmpului magnetic nvrtitor. Rotorul este format din armtura feromagnetic rotoric n care este plasat nfurarea rotoric. Dup tipul nfurrii rotorice, rotoarele pot fi de tipul:

rotor n colivie de veveri (n scurtcircuit) - nfurarea rotoric este realizat din bare de aluminiu sau -mai rar- cupru scurtcircuitate la capete de dou inele transversale. rotor bobinat - capetele nfurrii trifazate plasate n rotor sunt conectate prin interiorul axului la 3 inele. Accesul la inele dinspre cutia cu borne se face prin intermediul a 3 perii.

Prin intermediul induciei electromagnetice cmpul magnetic nvrtitor va induce n nfurarea rotoric o tensiune. Aceast tensiune creeaz un curent electric prin nfurare i asupra acestei nfurri acioneaz o for electromagnetic ce pune rotorul n micare n sensul cmpului magnetic nvrtitor. Motorul se numete asincron pentru c turaia rotorului este ntotdeauna mai mic dect turaia cmpului magnetic nvrtitor, denumit i turaie de sincronism. Dac turaia rotorului ar fi egal cu turaia de sincronism atunci nu ar mai avea loc fenomenul de inducie electromagnetic, nu s-ar mai induce cureni n rotor i motorul nu ar mai dezvolta cuplu. Turaia motorului se calculeaz n funcie alunecarea rotorului fa de turaia de sincronism, care este cunoscut, fiind determinat de sistemul trifazat de cureni.

Alunecarea este egal cu: n1 este turaia de sincronism i n2 este turaia rotorului.

, unde

, unde f este frecvena tensiunii de alimentare i p este numrul de perechi de poli ai nfurrii statorice. Turaia mainii, n funcie de turaia cmpului magnetic nvrtitor i n funcie de alunecare este: .

Se observ c alunecarea este aproape nul la mers n gol (cnd turaia motorului este aproape egal cu turaia cmpului magnetic nvrtitor) i este egal cu 1 la pornire, sau cnd rotorul este blocat. Cu ct alunecarea este mai mare cu att curenii indui n rotor sunt mai inteni. Curentul absorbit la pornirea prin conectare direct a unui motor de inducie de putere medie sau mare poate avea o valoare comparabil cu curentul de avarie al sistemelor de protecie, n acest caz sistemul de protecie deconecteaz motorul de la reea. Limitarea curentului de pornire al motorului se face prin creterea rezistenei nfurrii rotorice sau prin diminuarea tensiunii aplicate motorului. Creterea rezitenei rotorului se face prin montarea unui reostat la bornele rotorului (doar pentru motoarele cu rotor bobinat). Reducerea tensiunii aplicate se face folosind un autotransformator, folosind un variator de tensiune alternativ (pornirea lin) sau conectnd iniial nfurarea statoric n conexiune stea (pornirea stea-triunghi - se folosete doar pentru motoarele destinate s funcioneze n conexiune triunghi) sau prin nserierea de rezistoare la nfurarea statoric. La reducerea tensiunii de alimentare trebuie avut n vedere c cuplul motorului este proporional cu ptratul tensiunii, deci pentru valori prea mici ale tensiunii de alimentare maina nu poate porni. Turaia mainii de inducie se modific prin modificarea alunecrii sale sau prin modificarea turaiei cmpului magnetic nvrtitor. Alunecarea se poate modifica din tensiunea de alimentare i din rezistena nfurrii rotorice astfel: se crete rezistena rotoric (prin folosirea unui reostat la bornele rotorice - doar la motoarele cu rotor bobinat) i se variaz tensiunea de alimentare (folosind autotransformatoare, variatoare de tensiune alternativ, cicloconvertoare) sau se menine tensiunea de alimentare i se variaz rezistena din rotor (printr-un reostat variabil). Odat cu creterea rezistenei rotorice cresc i pierderile din rotor i implicit scade randamentul motorului. O metod interesant de reglare a turaiei sunt cascadele de recuperare a puterii de alunecare. La bornele rotorice este conectat un redresor, iar la bornele acestuia este conectat un motor de curent continuu aflat pe acelai ax cu motorul de inducie (cascad Krmmer cu recuperare puterii de alunecare pe cale mecanic). Tensiunea indus n rotor este astfel redresat i aplicat motorului de curent continuu astfel nct cuplul dezvoltat de motorul de curent continuu se nsumeaz cuplului dezvoltat de motorul de inducie. Reglarea turaiei motorului de inducie se face prin reglarea curentului prin nfurarea de excitaie. n locul motorului de curent continuu se poate folosi un invertor cu tiristoare i un transformator de adaptare (cascad Krmmer cu recuperare puterii de alunecare pe cale electric). Tensiunea indus n rotor este astfel redresat i prin intermediul invertorului i a transformatorului este reintrodus n reea. Reglarea vitezei se face din unghiul de aprindere al tiristoarelor.

Turaia cmpului magnetic nvrtitor se poate modifica din frecvena tensiunii de alimentare i din numrul de perechi de poli ai mainii. Numrul de perechi de poli se modific folosind o nfurare special (nfurarea Dahlander) i unul sau mai multe contactoare. Frecvena de alimentare se modific folosind invertoare. Pentru frecvene mai mici dect frecvena nominal a motorului (50 Hz pentru Europa, 60 Hz pentru America de Nord) odat cu modificarea frecvenei se modific i tensiunea de alimentare pstrnd raportul U/f constant. Pentru frecvene mai mari dect frecvena nominal la creterea frecvenei tensiunea de alimentare rmne constant i reglarea vitezei se face cu slbire de cmp (ca la motorul de curent continuu). Sensul de rotaie al motorului de inducie se inverseaz schimbnd sensul de rotaie al cmpului nvrtitor. Aceasta se realizeaz schimbnd dou faze ntre ele. Motorul de inducie cu rotorul n colivie este mai ieftin i mai fiabil dect motorul de inducie cu rotorul bobinat pentru c periile acestuia se uzeaz i necesit ntreinere. De asemenea, motorul de inducie cu rotorul in colivie nu are colector i toate dezavantajele care vin cu acesta: zgomot, scntei, poluare electromagnetic, fiabilitate redus i implicit ntreinere costisitoare. Motoarele de curent continuu au fost folosite de-a lungul timpului n acionrile electrice de vitez variabil, deoarece turaia motorului se poate modifica foarte uor modificnd tensiunea de alimentare ns, odat cu dezvoltarea electronicii de putere i n special cu dezvoltarea surselor de tensiune cu frecven variabil, tendina este de nlocuire a motoarelor de curent continuu cu motoare de inducie cu rotor n colivie.

[modificare] Motorul de inducie monofazatn cazul n care sistemul trifazat de tensiuni nu este accesibil, cum este n aplicaiile casnice, se poate folosi un motor de inducie monofazat. Curentul electric monofazat nu poate produce cmp magnetic nvrtitor ci produce cmp magnetic pulsatoriu (fix n spaiu i variabil n timp). Cmpul magnetic pulsatoriu nu poate porni rotorul, ns dac acesta se rotete ntr-un sens, atunci asupra lui va aciona un cuplu n sensul su de rotaie. Problema principal o constituie deci, obinerea unui cmp magnetic nvrtitor la pornirea motorului i aceasta se realizeaz n mai multe moduri. Prin ataarea pe statorul mainii la un unghi de 90 a unei faze auxiliare nseriat cu un condensator se poate obine un sistem bifazat de cureni ce produce un cmp magnetic nvrtitor. Dup pornirea motorului se deconecteaz faza auxiliar printr-un ntreruptor centrifugal. Sensul de rotaie al motorului se poate schimba prin mutarea condensatorului din faza auxiliar n faza principal. n locul fazei auxiliare se poate folosi o spir n scurtcircuit plasat pe o parte din polul statoric pentru obinerea cmpului nvrtitor. Curentul electric indus n spir se va opune schimbrii fluxului magnetic din nfurare, astfel nct amplitudinea cmpului magnetic se deplaseaz pe suprafaa polului crend cmpul magnetic nvrtitor.

[modificare] Servomotorul asincron monofazatServomotorul asincron monofazat este o main de inducie cu dou nfurri: o nfurare de comand i o nfurare de excitaie. Cele dou nfurri sunt aezate la un unghi de 90 una fa de cealalt pentru a crea un cmp magnetic nvrtitor. Rezistena rotorului este foarte mare pentru a realiza autofrnarea motorului la anularea tensiunii de pe nfurarea de

comand. Datorit rezistenei rotorice mari, randamentul motorului este sczut i motorul se folosete n acionri electrice de puteri mici i foarte mici.

[modificare] Motorul sincron trifazatMotorul sincron trifazat este o main electric la care turaia rotorului este egal cu turaia cmpului magnetic nvrtitor indiferent de ncrcarea motorului. Motoarele sincrone se folosesc la acionri electrice de puteri mari i foarte mari de pn la zeci de MW. Statorul motorului sincron este asemntor cu statorul motorului de inducie (este format dintr-o armtur feromagnetic statoric i o nfurare trifazat statoric). Rotorul motorului sincron este format dintr-o armtur feromagnetic rotoric i o nfurare rotoric de curent continuu. Pot exista dou tipuri constructive de rotoare: cu poli necai i cu poli apareni. Rotorul cu poli necai are armtura feromagnetic crestat spre exterior i n cresttur este plasat nfurarea rotoric. Acest tip de motor are uzual o pereche de poli i funcioneaz la turaii mari (3000 rpm la 50 Hz). Rotorul cu poli apareni are armtura feromagentic sub forma unui butuc poligonal pe care sunt plasate miezurile polilor rotorici i bobine polare concentrate. n unele situaii n locul bobinelor polare concentrate se pot folosi magnei permaneni. Motorul sincron cu poli apareni are un numr mare de poli i funcioneaz la turaii mai reduse. Accesul la nfurarea rotoric se face printr-un sistem inel-perie asemntor motorului de inducie. Motoarele sincrone cu poli apareni pot avea cuplu chiar i n lipsa curentului de excitaie, motorul reactiv fiind cel ce funcioneaz pe baza acestui cuplu, fr nfurare de excitaie i fr magnei permaneni. nfurarea rotoric (de excitaie) a motorului parcurs de curent continuu creeaz un cmp magnetic fix fa de rotor. Acest cmp se lipete de cmpul magnetic nvrtitor statoric i rotorul se rotete sincron cu acesta. Datorit ineriei, cmpul magnetic rotoric nu are timp s se lipeasc de cmpul magnetic nvrtitor i motorul sincron nu poate porni prin conectare direct la reea. Exist trei metode principale de pornire a motoarelor sincrone:

pornirea n asincron - pe tlpile polare rotorice este prevzut o colivie asemntoare coliviei motorului de inducie i motorul pornete pe acelai principiu ca al motorului de inducie. pornirea la frecven variabil - este posibil doar atunci cnd este disponibil o surs de tensiune cu frecven variabil sau un convertor cu frecven variabil. Creterea frecvenei se face lent, astfel nct cmpul nvrtitor s aib viteze suficient de mici la nceput pentru a putea permite rotorului s se lipeasc de cmpul magnetic nvrtitor. pornirea cu motor auxiliar - necesit un motor auxiliar ce antreneaz motorul sincron conectat la reea. Cnd motorul ajunge la o turaie apropiat de turaia de sincronism motorul auxiliar este decuplat, motorul sincron se mai accelereaz puin pn ajunge la turaia de sincronism i continu s se roteasc sincron cu cmpul magnetic nvrtitor.

[modificare] Motorul sincron monofazatEste realizat uzual ca motor sincron reactiv cu sau fr magnei permaneni pe rotor. Asemntor motoarelor de inducie monofazate, motoarele sincrone monofazate necesit un cmp magnetic nvrtitor ce poate fi obinut fie folosind o faz auxiliar i condensator fie folosind spir n scurtcircuit pe polii statorici. Se folosesc n general n acionri electrice de puteri mici precum sistemele de nregistrare i redare a sunetului i imaginii.

[modificare] Motorul pas cu pasMotorul pas cu pas este un tip de motor sincron cu poli apareni pe ambele armturi. La apariia unui semnal de comand pe unul din polii statorici rotorul se va deplasa pn cnd polii si se vor alinia n dreptul polilor opui statorici. Rotirea acestui tip de rotor se va face practic din pol n pol, de unde i denumirea sa de motor pas cu pas. Comanda motorului se face electronic i se pot obine deplasri ale motorului bine cunoscute n funcie de programul de comand. Motoarele pas cu pas se folosesc acolo unde este necesar precizie ridicat (hard disc, copiatoare).

[modificare] Bibliografie

Constantin Ghi - Maini electrice, Ed Matrix Rom, Bucureti, 2005, ISBN 973-685919-3 Ion Mihai - inginer, Dorin Merica - inginer, Eugen Mnzrescu - inginer -Manual pentru autorizarea electricienilor instalatori Centrul de Informare i Documentare pentru Energetic, Bucureti 1998

[modificare] Legturi externe

MOTOARE ELECTRICE Motoarele electrice transforma energia electrica absorbita din retelele de alimentare in energie mecanica. Aceasta transformare se face prin cuplajul electromagnetic in rotatie, al celor doua circuite electrice (circuitul statoric si circuitul rotoric). Motoarele electrice se impart in doua mari grupe: - Motoare de curent continuu. - Motoare de curent alternativ. Motoarele electrice de curent continuu se impart, in trei categorii, potrivit celor trei tipuri de excitatie si anume:

- Motoare derivatie. - Motoare serie. - Motoare mixte. Motoare electrice de curent alternativ sunt: - Monofazate. - Polifazate. Motoarele electrice de curent alternativ se impart in doua categorii principale si anume: motoare asincrone si motoare sincrone. Cele asincrone pot fi: cu inele de contact (rotorul bobinat), rotorul in colivie si de tipuri speciale. MOTORUL ELECTRIC ASINCRON Motorul electric asincron este o masina electrica simpla, robusta, avand un randament bun si un cuplu de pornire ridicat. Este caracterizat printr-o viteza de functionare care variaza cu sarcina (la frecventa constanta a curentului de alimentare). Ca orice masina electrica, motorul asincron este reversibil, adica, daca este antrenat de un alt motor primar la viteze suprasincrone, el functioneaza ca generator electric. Cand motorul asincron functioneaza in gol, el absoarbe un curent aproape in intregime reactiv (pentru magnetizarea circuitului sau magnetic). Pentru pierderi in infasurari, mecanice si de ventilatie, el absoarbe un curent activ relativ redus. Masina sincrona consta dintr-o armatura statornica, numita stator si o armatura rotorica numita rotor. Statorul format din unul sau mai multe pachete de tole are in crestaturi o infasurare monofazata sau trifazata care este conectata la retea si formeaza inductorul masinii. Rotorul este format tot din pachete de tole, care in crestaturi poate avea o infasurare trifazata conectata in stea cu capetele scoase la trei inele sau o infasurare in colivie. Dupa forma infasurarii rotorului masinile asincrone se mai numesc masini asincrone cu inele si masini asincrone sau cu rotor in colivie. Elemente de baza ale infasurarilor : infasurarile de curent alternativ au unele particularitati specifice. Astfel, infasurarea de faza corespunde unei tensiuni de faza a masinii si poate fi formata din una sau mai multe bobine repartizate in crestaturi si conectate serie, paralel sau serie-paralel. Trei infasurari de faza conectate in stea sau in triunghi formeaza o infasurare trifazata. Tensiunile electromotoare induse in cele trei infasurari de faza trebuie sa fie simetrice (decalate la 120 de grade) si echilibrate suma lor vectoriala fiind nula. Aceste conditii sunt indeplinite daca cele trei infasurari de faza au aceiasi numar de spire, iar bobinele lor se succed in aceiasi ordine sub toti polii.

Succesiunea curentilor din cele trei infasurari de faza este in sensul orar si coincide cu succesiunea fazelor. Daca se inverseaza doua conductoare de la reteaua de alimentare de exemplu R cu S, succesiunea fazelor curentilor din infasurari se schimba, iar succesiunea zonelor de faza devine II-I-III, deci campul invartitor isi schimba sensul, schimband la randul sau sensul de rotatie al arborelui motorului. Regimurile de functionare a masinii asincrone - regim de motor, in acest caz masina primeste energie electrica si dezvolta la arbore un cuplu mecanic - regim de generator, in acest caz masina primeste energie mecanica la arbore si da energie electrica Reglajul turatiei motoarelor asincrone Regajul turatiei prin schimbarea numarului de perechi de poli se adopta pentru motoarele asincrone in colivie bobinate special. Regajul se face in doua su trei trepte cu rapotul de 2/1, respectiv 1,5/1, prin comutarea sectiunilor bobinajelor de faza. Prin micsorarea turatiei performantele motorului scad cea ce inpune atentie in alegerea lor. Reglajul turatiei prin variatia frecventei curentului statoric se face cu ajutorul convertizoarelor care dau la iesire tensiuni si frecvente variabile in limitele 35-380 V si 5-200Hz. Convertizorul este capabil de sarcini de durata scurta, permitand motoarelor sa functioneze la cupluri de pornire si la socuri de sarcina. Reglajul turatiei prin variatia alunecarii se adopta la motoarele asincrone cu inele prin introducerea in circuitul rotoric a reostatelor de pornire si reglaj, reglajul nefiind insa sensibil in sarcini reduse si fiind si neeconomic din cauza pierderilor de energie activa se aplica de regula numai la motoare de puteri relativ reduse si numai in cazuri extreme la motoare mari. Factorul de putere(cosf), imbunatatirea factorului de putere Receptoarele electrice prevazute cu bobinaje, cum sunt motoarele electrice, consuma in afara de energie electrica activa care serveste la efectuarea lucrului mecanic, si o energie suplimentara denumita energie reactiva, care serveste la magnetizarea lor interna In procesul de producere a energiei electrice, energia reactiva provoaca o defazare (intarziere intre tensiune) reprezentata printr-un unghi de defazaj f. Aceasta defazare este cu atat mai mare cu cat cererea de energie reactiva este mai mare. Puterea activa- P=UIcosf

Putere reactiva- Q=UIsinf Furnizarea de catre centralele electrice si a unei energi reactive, simultan cu cea activa, produce o incarcare suplimentara a generatoarelor si a retelelor de transpot, cea ce conduce la pierderi mari de putere si energie in acestea. Relatia care da factorul de putere este : - cosf=P/S ; care reprezinta raportul dintre puterea electrica activa si puterea electrica aparenta. Instalatii pentru inbunatatirea factorului de putere Compensarea energiei reactive se face : - centralizat sau semicentralizat, prin monatrea bateriilor de condensatoare la tablourile generale sau la tablourile de distributie ale grupelor de receptoare. - local, la bornele receptoarelor Condensatoarele ca si bateriile de condensatoare se aleg astfel in cat sa suporte in fuctionare continua un curent de maxim 1,3 ori curentul nominal si o tensiune de maxim 1,9 ori tensiunea retelei. Bateriile de condensatoare se prevad cu dispozitive de descarcare automata sau manuala, alese astfel in cat, dupa cel mult 1 minut de la deconectarea bateriei, tensiunea la bornele ei se scada su 42V. Bateriile de condensatoare comutabile se prevad cu dispozitive de descarcare automate. Compensatorul sincron este un motor sincron care se utilizeaza exclusiv pentru inbunatatirea factorului de putere, fara sarcina la arbore, se construiesc in general pentru puteri mari (peste 5000kvar) si se folosesc pentru inbunatatirea factorului de putere in retele electrice. Compensatorul sincron, in afara de inbunatatirea factorului de putere, poate servi si ca regulator al tensiunii unei retele electrice, prin variatia excitatiei Domenii de utilizare a motorului asincron Se utilizeaza aproape in exclusivitate ca motor in actionarile cu turatie constanta si mai rar la turatie variabila, din cauza instalatiilor de alimentare costisitoare Motoarele asincrone trifazate formeaza cea mai mare categorie de consumatori de energie electica din sistemul energetic, fiind utilizate in toate domenile de activitate (masini-unelte, macarale, pompe, ventilatoare, etc.)

PORNIREA MOTOARELOR ASINCRONE Alegerea motorului si a modului de pornire depind de cuplul static rezistent al mecanismului deantrenat si de curentul de pornire admis pentru motor (sa nu distruga termic infasurarile) si pentru reteaua de alimentare (caderea de tensiune produsa sa nu dauneze receptoarelor cuplate la aceiasi retea). Pornire trebuie sa se faca fara socuri periculoase pentru elementele de transmisie. Pornirea prin conectare directa la reteaua de alimentare se adopta cand motorul are putere mai mica de 4 kW-220V si 5 kW-380V, consumatorul fiind racordat direct la retea. In functie de necesitatile de actionare, conectare se poate face : -prin intrerupator manual pentru motoare pana la 1kW - prin contactor fara sau cu relee termice sau prin intrerupator automat, comandate local sau de la distanta, manual sau automat Alegerea aparatelor de conectare trebuie sa asigure capacitatea de conectare din momentul pornirii, iar acelor de protectie, nefunctionarea sub actiunea curentului de pornire. Pornirea prin comutator stea-triunghi se adopta cand motoarele depasesc puterile maxim admise pentru pornire directa si pana la 100kW (pentru puteri mai mari nu se obtin rezultate satisfacatoare din cauza valorilor mari ale socurilor si variatilor de curent si cuplu din momentul comutatiei). Conectarea se face prin comutatoare stea-triunghi manuale sau automate cu comanda de la distanta sau automat. Avantajul scaderi curentului de pornire este limitat de scaderea in aceiasi raport a cuplului de pornire. Alte conditii ce se cer la acest gen de pornire : - tensiunea motorului actionat trebuie sa fie astfel ca in conexiunea de regim normal (triunghi) sa primeasca tensiunea de linie a retelei de alimentare - capacitatea de inchidere si de rupere a contactelor trebuie sa reziste curentilor actionati la comutare - comutatia din stea in triunghi trebuie reglata (la comutatorele automate) sau manevrata (la cele manuale) pentru momentul in care cuplul motor al conxiunii in stea are aceiasi valoare cu cuplul rezistent si punctul de functionare pe ramura stabila a functionarii sale Pornirea prin autotransformator se adopta cand motoarele au puteri peste 100kW.

Autotransformatoarele de pornire pot fi comandate manual, prin controlari inclus, sau automat, de la distanta. Raportul de transformare al autotransformatorului U1/ U2=1/0,64=1,57 Functionarea schemei b. (pornirea motorului asincron in colivie prin autotransformator cu doua contactoare) La apasarea butonului S1 se inchide circuitul : faza T, S1 apasat, contactul K3 normal inchis, bobina de comanda a contactorului KR la nul (pe E). Cupland contactorul KR prin contactele acestuia se aplica tensiunea trifazata a retelei la contactele normal inchise ale releului termic F2, prin contactele acestuia se alimenteaza autotransformatorul T. Care are rolul de a limita tensiunea, implicit curentul la pornire. Dupa ce motorul a intrat in turatie nominala se decupleaza intrerupatorul K2 (care scoate din circuit autotransformatorul T) si se cupleaza intrerupatorul K2 care scurtcircuiteaza autotransformatorul si comuta alimentarea motorului direct la retea. La decuplare se apasa butonul S2 care intrerupe alimentarea bobinei contactorului KR, care la randul sau desface contactele, intrerupand alimentarea motorului. Pornirea prin reactor se adopta mai rar pentru motoare de mare putere si medie tensiune cand nu sunt autotransformatoare . Reactoarele utilizate pot fi comutate prin separatoare de sarcina, contactoare sau intreruptoare automate, comandate de regula manual de la distanta. Functionarea schemei (pornire motorului asincron in colivie prin reactor) La apasarea butonului S1 ,se inchide circuitul care alimenteaza bobina a contactorului K1 (faza T, siguranta fuzibila, contactele butonului S1 apasat, contactele normal inchise ale butonului S2 prin bobina contactorului la nul) care cupleaza contactele contactorului K1 alimentand de la retea reactorul L, prin contactele normal inchise ale releului de curent F2. Dupa ce motorul a intrat in turatie nominala se cupleaza intrerupatorul K2 care scurtcircuiteaza reactorul L, alimentand direct de la retea motorul M. La decuplare se apasa butonul S2 care intrerupe alimentarea bobinei contactorului K1, care la randul sau deschide contactele contactorului K1 intrerupand alimentarea motorului. Pornirea prin rezistente electrice montate in circuitul statoric, se mentioneaza numai ca posibilitate, nu se asigura decat pornirea in gol sau la sarcini foarte reduse in plus mareste pierderile de putere activa

Functionarea schemei (de pornire a motorului asincron in colivie prin rezistente) este identica cu schema pornirii motorului asincron in colivie prin reactor. Pornirea motoarelor electrice asincrone cu inele - problemele de baza ale pornirii motoarelor asincrone cu inele, sunt puse de marimea cuplului de pornire si de marimea socului de curent la pornire. Pentru ca rotorul motorului sa poata sa se accelereze, trebuie ca motorul sa dezvolte un cuplu mai mare decat cuplul rezistent produs de mecanismul antrenat si de frecari. Intr-o serie de cazuri (mori cu bile, compresoare, intalatii de foraj) este necesar un cuplul de pornire, chiar mai mare uneori decat cuplul nominal cea ce duce la marirea curentului de pornire absorbit la reteaua de alimentare care este limitat de unele conditii inpuse chiar de retea. La pornire alunecarea este mare ce ii corespunde unui curent mare de pornire (5-7ori mai mare decat curentul nominal). Pe masura ce motorul se accelereaza si alunecarea scade, scade si curentul absorbit de la retea pana la limitele impuse de sarcina motorului. Metoda cea mai eficace este aceea a introducerii in serie cu infasurarile de faza ale rotorului a unor rezistente care vor micsora curentul prin acest circuit si implicit pe cel absorbit de stator din retea. Scoaterea treptata din circuit a acestor rezistente, pe masura ce turatia motorului creste, pana la scurtcircuitarea rotorului cand se obtine turatia nominala, permite variati curentului si a cuplului de pornire in limite normale. Aceste limite se asigura prin selectionarea rezistentelor de pornire in trepte sau a reostatelor reglabile care sunt construite de obicei pe baza de rezistente metalice (uneori cu ulei de racire) sau rezistente lichide (placi metalice care se introduc mai mult sau mai putin intr-o baie de apa). Functionarea schemei a (pornirea motorului asincron cu inele prin reostat). Prin cuplarea intrerupatorului Q1 si contactorului Q2 se asigura alimentarea infasurarilor statorice ale motorului, contactele S1e si S2e ale contactorului Q2, se asigura alimentarea reostatului cu tensiunea retelei (faza R si S) iar faza T prin siguranta fuzibila F2. Maneta controlerului la pornire se afla pe pozitia N (toate rezistentele sunt cuplate in circuit ce asigura un curent minim la pornire. Trecand maneta controlerului pe pozitile A, A1, A2, se obtine scoaterea treptata din circuit a acestor rezistente, pe masura ce turatia creste pana la scurtcircuitarea acestora. La decuplare, se decupleaza intrerupatorul Q1 care intrerupe alimentarea motorului. MOTORUL ELECTRIC SINCRON Motorul sincron se conpune din doua parti constructive de baza

- statorul, partea imobila care cuprinde miezul feromagnetic statoric, infasurarea, carcasa, scuturile cu paliere. - rotorul, parte mobila, care cuprinde miezul feromagnetic, infasurarea rotorica, inele colectoare si ventilator. Miezul statoric al motoarelor sicrone nu se deosebeste in principiu de miezul statoric al motoarelor asincrone. El este construit din tole de otel electrotehnic izolate intre ele, cu crestaturi in care este plasata o infasurare trifazata. Miezul rotoric are doua variante constructive : cu poli aparenti sau poli inecati Miezul cu poli aparenti este format dintr-o serie de poli cu piese polare, fixate la periferia unei roti polare solitare cu arborele masinii. Poli poseda infasuari de excitatie in curent continuu, bobinele de excitatie ale polilor se leaga in serie sau paralel, in asa fel incat polaritatea polilor sa alterneze. Alimentarea bobinelor de excitatie de la o sursa exterioara se realizeaza prin intermediul a doua inele colectoare solitare cu arborele, izolate intre ele si fata de masa, la care se leaga capetele infasurari de excitatie, si prin intermediul a doua perii fixe care freaca pe inelele colectoare. Miezul rotoric cu poli inecati este o constructie cilindrica masiva din otel, cu mare rezistenta mecanica, la periferia rotorului se taie o serie de crestaturi, in care se plaseaza spirele bobinelor de excitatie in curent continuu ale polilor. Aceasta constructie prezinta o mare siguranta mecanica, se folosesc la masini sincrone cu viteze mari de rotatie. Motorul sincron nu dezvolta cuplu de pornire, dar printr-un mijloc oarecare este antrenat pana la viteza de sicronism, atunci el poate dezvolta un cuplu activ. PORNIREA MOTOARELOR SINCRONE Motorul sincron poate fi adus la viteza de sincronism prin antrenarea lui de catre un motor asincron cuplat pe acelasi arbore, care dupa intrarea in sincronism a motorului sincron, este scos din functiune. O alta metoda este pornirea in asincron in acest caz, motorul sincron este prevazut cu o colivie pe rotor, care dezvolta un cuplu asincron suficient pentru a accelera rotorul la mersul in gol sau cu sarcina redusa, pana aproape de viteza de sincronism. In timpul pornirii in asincron, infasurarea de excitatie este pusa in scurtcircuit sau inchisa pe o rezistenta pentru anihilarea efectului tensiunii electromotoare care s-ar induce la pornire. Daca este cazul se introduc in circuitul statoric reactorul sau autotransformatorul si se cupleaza

motorul la retea. Cand turatia atinge valoarea de intrare in sincronism, se scoate din circuit agregatul de pornire si se comuta infasurarea de excitatie de pe rezistenta de pornire pe excitatoare. MOTORUL DE CURENT CONTINUU La motorul de curent continuu, de regula inductorul este stator, iar indusul rotor. Circuitul magnetic al masinii este format din jugul statoric masiv sau lamelat (din tole), poli principali lamelati pe care se gasesc bobinele infasurari inductoare si miezul magnetic lamelat al rotorului in crestaturile caruia este infasurarea indusa. Motoarele mai mari, pentru inbunatatirea functionarii lor, sunt prevazute cu poli auxiliari, numiti si de comutatie care au o infasurare proprie. In motoarele de curent continuu campul inductor este produs de infasurarea de excitatie asezata pe polii principali, sau de magneti permanenti. Infasurarea indusa de pe rotor este conectata la colector, rolul acestuia este de a redresa curentul alternativ din infasurarea indusa pentru a da in circuitul exterior curent continuu. Infasurarea de excitatie a motoarelor de curent continuu poate fi alimentata de la surse exterioare masinii cand se spune ca masina are excitatia separata, sau chiar de la masina cand se spune ca masina este autoexcitata. Masinile cu autoexcitatie pot avea infasurarile de excitatie conectate in derivatie, serie si mixta. Domenii de utilizare Motoarele de curent continuu se folosesc in diferite sisteme de actionare electrica cu turatie variabila si cuplu mare la pornire (laminoare, masini unelte, masini de extractie miniera, electrocar, tranvai si locomotive electrice) PORNIREA MOTOARELOR DE CURENT CONTINUU Motoarele de curent continuu au in momentul pornirii un curent deosebit de mare in raport cu curentul nominal. Socul de curent din momentul pornirii este periculos, desi este de scurta durata, acest soc este periculos uneori pentru reteaua electrica care nu poate sa suporte si este totdeauna periculos pentru motorul insusi. Socul de cuplu este la randul lui periculos, fiindca el este preluat de catre elementele cinematice intermediare dintre motor si instalatia antrenata. Pentru a evita aceste neplaceri se utilizeaza reostate speciale de pornire conectate in serie cu motorul, care au o rezistenta variabila in trepte sau continuu, in asa fel incat socul de curent la pornire sa fie micsorat la o valoare acceptabila atat pentru comutatie cat si pentru obtinerea cuplului de pornire. Aceasta rezistenta se micsoreaza treptat pana la 0, dupa ce motorul sa pus in miscare si pe masura ce el se accelereaza, curentul scade.

La motoarele de putere relativ mica se utilizeaza de obicei reostate de pornire cu variatie continua. Pentru motoarele de putere medie si mare se utilizeaza reostate cu variatie in trepte. Pornirea fara reostat de pornire a motoarelor de curent continuu este permisa numai la puteri mici sub un kW. Motoarele de curent continuu prezinta in privinta reglajului de viteza atat manual cat si automat, avantaje nete fata de motoarele de curent alternativ, privind limitele de reglaj si economicitatea reglajului care se realizeaza prin doua metode: - Variatia tensiunii la bornele motorului care se realizeaza prin intercalarea intre retea si infasurarea motorului a unei rezistente variabile. - Variatia fluxului de excitatie care conduce evident la variatia fluxului rezultat se poate realiza prin variatia curentului de excitatie cu ajutorul unui reostat.

MASINA ASINCRONA Prof. indrumator: Elev: Filimon IonCristian Raul COJOCARU ~ 2010 ~ CUPRINS ARGUMENTCAPITOLUL l :Descrierea masinilor asincroneCAPITOLUL ll :Principiul si ecuatiile de functionare ale masinilor asincroneCAPITOLUL lll :Bilantul de puteri , randamentul si factorul de putereCAPITOLUL lV :Caracteristicile de functionare ale masinilor asincroneCAPITOLUL V :Pornirea si schimbarea sensului de rotatie ale motoarelor CAPITOLUL Vl :Reglarea turatiilor motoarelor asincrone trifazate CAPITOLUL IDescriereamasinilorasincrone1. Elemente constructive de baza. Numimmasinaasincronaoricemasina de curentalternativcare, la frecventa data aretelei, functioneazacu o turatievariabilacu sarcina. In continuare vor fi prezentate numaimasinile asincrone fara colector, numite obisnuit masini asincrone care sunt cele mai robuste sisigure in exploatare, motiv pentru care sunt si cele mai utilizate. F ig. 1.1. Masina asincrona .

Masina asincrona consta intr-o armatura statorica, numita pe scurt stator si o armaturarotorica, numita rotor (fig. 1.2.). Statorul format din unul sau mai multe pachete de tole are increstaturi

o infasurare monofazata sau trifazata care ne conecteaza la retea si formeazainductorul masinii.Rotorul este format tot din pachete de tole dar in crestaturi poate avea o infasuraretrifazata conectata in stea cu capetele scoase la trei inele sau o infasurare in scurtcircuit de tipulunei colivii. De aceea, dupa forma infasurarii rotorului, masinile asincrone se mai numescmasini 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 deforma constructive, de sistemul de racier de putere si tensiune, o serie de elemente constructive.Terminologia generala pentru masinile electrice, data in STAS 4861-73 cuprinde siterminologia subansamblurilor si pieselor componente. Simbolizareaformelor constructive estedata in STAS 3998-74. F ig. 1.2. Masina de inductie cu inele . .

care 2 . Scheme conventionale Se dau o parte din semnele conventionale pentru masinile asincrone (STAS 1590-71). Notarea infasurarilor statorice si rotorice se face conform STAS 353071. La infasurareastatorica trifazata, cu cele sase capete scoase, bornele sunt notate si asezate pe placa.(STAS8457-69). F ig.1.3. Scheme conventionalepentrumasinileasincrone:a- motor asincrontrifazat cu rotorul in scurtcircuit; b motor cu rotorulbobinat;c motor monofazat; d motor monofazat cu faza auxiliara. F ig.1.4. Notarea si asezarea bornelor pe placa la motoarele asincrone trifazate:a conexiunea stea; b conexiunea triunghi(cordoanele de alimentare se leaga la bornele U 1 ,V 1 si W 1 ). 3 . Domenii de utilizare Se utilizeaza aproape in exclusivitate ca motor in actionarile cu turatie practiceconstanta si mai rar la turatii variabile, din cauza instalatiilor de alimentare costisitoare.Motoarele asincrone trifazate formeaza cea mai mare categorie de consumatori de energieelectrica din sistemul energetic, fiind utilizate in toate domeniile de activitate (masini unelte, poduri rulante, macarale, pompe, etc). Motoarele monofazate sunt utilizate in special inintalatiile de uz gospodaresc (ventilatoare, aeroterme, pompe, masini de spalat rufe, polizoare,masini de gaurit etc.) 4. Intreprinderi constructoare de masini sincrone. La noi in tara se construiesc la nivelul cerintelor actuale aproape toata gama de masiniasincrone trifazate cu puteri P 10 MW si monofazate cu destinatie speciala, cu puteri

P 1kW.Motoare trifazate cu puteri pana la 10 kW se fabrica la IE PS, IME P si la intreprindereade motoare electrice din Sfantu Gheorghe . La IEMT se fabrica motoare cu puteri pana la 100kW, iar la IMEB se fabrica seriile de motoare asincrone cu destinatie speciala (antiexplozive, antigrizutoase, pentru macarale si poduri rulante, pentru ascensoare etc.). Motoare asincrone cu puteri pana peste 100 kW se fabrica la IE PC si la ITMF , iar motoare cu destinatie speciala laIntreprinderea de masini grele-Bucuresti (IMBG) si la Intreprinderea constructoare de masini-Resita (I C MR). Motoare monofazate se fabrica la IEMT , la IME P si la Intreprinderea Electroarges dinCurtea de Arges. In afara acoperirii necesitatilor interne, R.S. Romania exporta o mare parte dinmotoare in zeci de tari. CAPITOLUL IIPrincipiul si ecuatiile de functionareale masinilor asincrone1. Principiul de functionare Se considera o masina asincrona cu cate o infasurare trifazata pe fiecare din cele douaarmaturi. Daca infasurarea statorica se conecteaza la o retea de tensiune si frecventacorespunzatoare, ea va fi parcursa de un sistem trifazat de curenti care vor produce -o infasurare de faza a ei, devenita secundara, se inducet. e. m. Daca infasurarea rotorului se inchide (fig. 1.5.) ea va fi parcursa de curenti care , larandul lor, produc un camp invartitor de reactie cu o viteza unghiulara fata de infasurarea care lF ata de stator, campul de r de turatiarotorului, campulinductor sic el de reactieauaceeasivitezarelative fatade stator. Deci, cele doua campuri sunt fixe intre ele si se pot insuma, dand un camp resultant inintrefier. Prin interactiunea dintre acesti campi si curentii dintre infasurari, se exercita intrecele 2 armaturi un cuplu electromagnetic, asa cum s-a aratat si la masina de curent continuu.Relatia arata ca in infasurarea rotorica sunt curenti, deci se poate exe

notatiile sunt cele cunoscute. 2 . Regimuri de functionare

n2=n1-

" n1, deci n2

( F

generator. 3. Cnd rotorul este " ( F sens opus lui ( F

de motor. F ig.1.6. Regimuri de functionare. 3 . Ecuatiile de functionare si schemaechivalenta Se stabilescpentrumarimile de faza si stator (primar) si din rotor (secundar) . Ca si latransformator, in afarafluxuluiutilcare este comuncelordouainfasurarisunt si fluxuri dedispersiesau de scapari.Luandaceleasisensuri de referintapentrucurentii : primar - I1, si secundar - I2, ca sila tranformator, ecuatiiletensiunilorpentrudouafazeomoloage se deducca siecuatiiletransformatorului, avandaceeasi forma cudeosebireaca U2 = 0, infasurarea secundara(rotorica) fiind in scurcircuit (Rp = 0):U 1 =R 1

I 1 1 I 1 E 1 =Z 1 I 1 E 1 O=R 2 I 2 2 rI 2 E 2 r=Z 2 rI 2 E 2 r

cele doua infasurari, la masina asincrona. F ig.1.7. CAPITOLUL IIIBilantul de puteri , randamentul si factorul de putere Puterea active absorbita de motorulasincron de la retea este: F acandbilantulputerilor active pe baza schemeiobtinuteca si la transformator:Relatiile 5.12 si 5.13. Unde: N N cos3cos3 1 U II UP ff !

e 1 2 10a1 11 2 10am 222 P ss1 PPP IIss1II 3 II 2 1I1 3 1 P 21012222'2'222111 3333 am Feww IR P IRIR P IR P !!!! suntpierderile in infasurareastatorului pierderile in infasurarearotorului pierderile in circuitul magnetic statoric Fig. 1.8 . Repartitia puterii primate de la retea de motorul asincrona putere aparentaDaca se au in vedere relatiile de la 5.12, 5.13, se reprezinta in figura 1.8. schema bilantului de puteri si se deduce expresia randamentului masinii asincrone: F acand bilantul puterilor reactive, ca si la transformator se obtine:Unde puterile reactive necesare crearii campurilor de dispersie 1 W Q

si W Q suntneglijabile fata de puterea Q Q =3 Q IX m necesara mentinerii campului magnetic principal careeste practic constant de la functionarea in gol la sarcina. Spre deosebire de transformator,masina asincrona absoarbe de la retea o data puterea active P1 si o putere reactiva 1 ct. Deci retelele care alimenteaza multe motoare asincrone sunt incarcate cu un curentreactiv, necesar magnetizarii care , pentru o retea data , limiteaza componenta activa, decitransportorul de putere activa. Pentru cresterea eficientei liniilor de transport si scaderea pierderilor de putere activa in retele , se face compensarea puterii reactive , alimentandmotoarele cu energie reactiva de la o sursa apropiata compensand factorul de putere al retelei. N N L cos3cos3 2112 UI P P P P UI P P fv Feww

N QQQ I X I X I X I U Q mff 212112222111 3sin3 Ca surse de putere reactiva se pot utiliza baterii de condensatoare sau masini sincrone ,iar motorul primeste de la retea numai puterea activa . F ig.1.9. Alimentarea motoarelor sincrone cu puterereactiva de la o baterie de condensatoare C pentrucompensareafactoruluideputere a retelei. CAPITOLUL IVCaracteristicile de functionare ale masinilorasincrone1. Cuplulelectromagnetic

unde:Luand C1, modulul lui I2 considerand pe U1 ca origine de faza este: 2 . Caracteristici de functionare In figura 2.0 s-a reprezentatgraficexpresia Me =f (s), la U1 =ct si Rp = 0 si, pentruaceleasiconditii , n =f (M) (numita caracteristicamecanicanaturala a motorului ),dedusadin Me =f(s) pe baza legaturiidintreturatie si alunecare.

521 211 211121 2121121212 21211211 21 21 211122 / CX X j s CR U CZ Z U ZZZZZZ U ZZZZZZ U Z U ZZZ U Z I Z U I W

05,102,1/1/1/ 12112112121 XXZZZZZ C W

2 212 211 2 / W W XX s RR U I F ig.2.0Caracteristicanaturala a masiniiasincrone (U1 = U1n si R2) rezistentainfasurariirotorice,iarrezistentaaditionaladincircuitulrotoricRp = 0 CAPITOLUL VPornirea si schimbarea sensului de rotatie ale motoarelor1. Pornirea motoarelor cu rotorul bobinat Alegera motorului si a modului de pornire depinde de cuplul static rezistent M, almecanismului de antrenat si de curentul de pornire admis pentru motor (sa nu se distrugatermic infasurarile) si pentru reteaua de alimentare (caderea de tensiune produsa sa nudauneze receptoarelor cuplate la aceeasi retea). Totodatapornireatrebuiesa se faca farasocuripericuloaseelementelor de transmisie. F ig. 2.1.Variatia cuplului in timpul pornirii la un motor cu rotorul bobinatcand rezistentele din circuitul rotoric scad in trepte. Motorul se poate porni la cuplul dorit (fig. 2.1.) prin introducerea de rezistente incircuitul rotorului.Avand rezistenta Rp in circuitul rotoric si se cupleaza motorul la retea, apare la s = 1(n=0) cuplul Mpm care pune in miscare rotorul, punctul de functionare deplasandu-se din Acatre B.Cand ajunge in B trece pe caracteristica care are Rp < Rp in punctul C si procesul pornirii continua pana cand punctul de functionare ajunge in punctul H corespunzator cuplului rezistent Mn al mecanismului.Trebuie mentionat ca valoarea curentului de pornire Ip se poate reduce si prinintroducerea in circuitul rotoric a unei reactante Xp cum reiese din relatia pentru s=1. Dar inacest caz scade cuplul de pornire Mp, cuplul critic

MkM si alunecarea critica sk cum reiesedin relatiile corespunzatoare daca se pune in loc de

.,8,1....5,1 p orniredetim p uluiredarea p entru M M n p M ! CAPITOLUL VIReglarea turatiilor motoarelor asincrone trifazate1. Reglarea turatiei prin schimbarea numarului de poli Se face in trepte (p = numar intreg) la motoarele cu rotorul in colivie. Schimbandconexiunile unei infasurari (fig. 2.2), se poate obtine 2 turatii in raportul cand se cer treptele diferite de acest raport cum este in cazul la motoarele pentru ascensoare, se dispun pestator doua infasurari distincte pentru turatiile respective. Recent a inceputsa seutilizezemodificareanumarului de poli prinmodulareacampuluimagneticdinintrefier. F ig. 2.2.Modificarea conexiunilor infasurarilor pentru schimbareanumarului de poli inductoria pentru 2p = 4 2 . Reglarea turatiei prin modificarea frecventei f 1 a tensiunii dealimentare Modificarea frecventei unei surse de c.a. se face cu generatoare de c.a. sau cuconvertizoare statice de frecventa. Prin modificarea lui f 1 se modifica turatia de sincronism n 1 si reactantele ( X =2 f 1 L 1 , X

2 f 1 L 2 ). Deci , la o variatie a tensiunii de alimentare si a frecventei ei, pentru U 1 / f 1 ct , se pastreaza si M kM . Aceasta metoda de reglare a turatiei este avantajoasa sub aspectulrandamentului masinii, dar sursele de tensiune si frecventa variabile sunt inca prea scumpe. 3 . Reglareaturatieiprinmodificareaalunecarii Regland tensiunea de alimentare U 1 , la acelasi cuplu rezistent M r , se obtin diversealunecari s