MPT - Laboratoare

Universitatea Politehnica Bucuresti

Facultatea de Inginerie Electrica

Laborator MPT Metode si procedee tehnologice

Student: Profesor: Petre Vasile

TEHNO 5 Tehnologia de executie a infasurarilor sistemelor electrice

TEMA DE CASA 3 Procesul tehnologic de bobinare unei masini electrice asincrone

Cuprins

1. Notiuni de baza2. Comentarea standardului 10570: 20063. Infasurarea de c.a. trifazata cu z=24, m=3, p=2

4. Date tehnice pentru un conductor de bobinaj

5. Procesul tehnologic de bobinare a statorului unei masini electrice asincrone6. Activitate de laborator

7. Concluzii

8. Bibliografie

1. Notiuni de baza

INFASURARILE MAINILOR DE CURENT CONTINUU

Exist dou variante constructive de nfurri de curent continuu care au cea mai larg rspndire: nfurarea buclat i nfurarea ondulat. n fig.1 se prezint schematic cele dou tipuri de nfurri (a buclat i b ondulat); s-a considerat desfurarea n plan a spirelor; n partea de jos sunt figurate legturile la lamalele colectorului, iar pe desene apar i umbrele polilor statorici.

Cu y1 s-a notat deschiderea bobinei, y este pasul nfurrii (distana dintre laturile de dus a dou bobine consecutive nseriate), iar y2 reprezint pasul de ntors (distana dintre latura de dus i cea de ntors a bobinei urmtoare). La nfurrile buclate y = y1 y2, iar la cele ondulate, y = y1 + y2. n cele ce urmeaz se va explica modul de realizare doar pentru nfurea buclat i repartiia corespunztoare a induciei B0 n ntrefier. n figura 2a este reprezentat schema desfurat a unei nfurri buclate. Prin schema desfurat se nelege o schem n plan obinut prin tierea rotorului dup o generatoare i desfurarea lui. In acest fel, crestturile care erau plasate la periferia unui cilindru apar situate n acelai plan. n figur este schiat i schema desfurat a colectorului, i anume, n partea de jos a figurii. De asemenea, apare n figur i umbra polilor de excitaie. Infurarea buclat din figura 2 aparine unei maini cu 2p= 4, rotorul respectiv posednd Z = 16 crestturi, numerotate n figur de la 1 la 16. Infurrile de curent continuu se realizeaz n dou straturi, n sensul c n aceeai cresttur sunt dou laturi de seciuni: una n partea superioar a crestturii (figurat cu linie plin ), iar cealalt, n partea inferioar (figurat cu linie ntrerupt). Infurarea const dintr-o serie de seciuni identice, fiecare seciune avnd una sau mai multe spire (n figur, pentru simplitate, s-a considerat c o seciune are o singur spir), seciunile fiind legate n serie. Capetele seciunilor se leag ntre ele pentru a se asigura nserierea seciunilor (sfritul unei seciuni se leag cu nceputul alteia) i, n acelai timp, se leag i la cte o lamel de colector. Practic, n cresttura practicat n aripioara unei lamele de colector se lipesc cu ajutorul cositorului captul de sfrit al unei seciuni i captul de nceput al altei seciuni, dup o regul bine precizat, pus n eviden de schema nfurrii. Prin urmare, nfurarea descris, ca de altfel toate nfurrile de curent continuu, nu are capete libere. Infurarea de curent continuu este deci o nfurare nchis.

nfurarea buclat se caracterizeaz prin faptul c toate seciunile au capetele lor legate la dou lamele vecine ale colectorului, nserierea seciunilor fcndu-se de aa manier nct acestea se succed la periferia rotorului n acelai sens, la distana de o cresttur ntre dou seciuni succesive (y = 1). Dac pornim de la un capt al uneiseciuni oarecare i urmrim conductorul din care sunt realizate diferitele spire i seciuni succesive ale nfurrii, descriem o serie de bucle la periferia rotorului, de unde i denumirea de nfurare buclat. Pe colectorul la care sunt legate capetele seciunilor freac 4 perii, legate alternativ dou cte dou, iar fiecare pereche astfel realizat este legat la borna A,respectiv B a mainii. Periile sunt egal distanate la periferia colectorului. Limea periilor este de ordinul de mrime al limii unei lamele sau a dou lamele de colector. n figura 2,a, periile au tocmai limea unei lamele. Poziia periilor pe colector are o foarte mare importan n funcionarea mainii de curent continuu. Se remarc cu uurin deocamdat c, atunci cnd maina este n funcionare, adic rotorul cu toate seciunile nfurrii rotorului este n rotaie, periile vin n contact cnd numai cu o singur lamel, cnd cu dou lamele vecine, fiindc colectorul se rotete o dat cu rotorul, iar periile sunt fixe n spaiu. Cum la dou lamele vecine ale colectorului sunt legate capetele unei seciuni a nfurrii, iar peria n anumite intervale de timp calc pe ambele lamele, seciunea respectiv este n scurtcircuit, peria fiind bun conducroare. Ori, dac polii mainii sunt excitai, adic exist un cmp magnetic de excitaie i rotorul se nvrtete, n diferite seciuni se induc t.e.m. alternative. Acest t.e.m. au valori instantanee depinznd de poziia seciunii respective n cmpul polilor de excitaie. Dac seciunea este scurtcircuitat de perie n momentul cnd latura sa de ducere este n axa polului nord, t. e.m. este maxim i va da natere unui curent important n seciunea scurtcircuitat. Seciunea acumuleaz n cmpul su magnetic o important energie i devine sediul unor pierderi Joule n intervalul de timp ct este scurtcircuitat. n momentul n care, datorit rotaiei, peria pierde contactul cu una din lamelele la care este legat seciunea respectiv i scurtcircuitarea seciunii nceteaz, atunci curentul de scurtcircuit din seciune trebuie s se anuleze. Cum energia localizat n cmpul magnetic al seciunii nu se poate anula brusc, curentul nu se anuleaz nici el brusc la prsirea lamelei de ctre perie, ci continu s se nchid prin aer ntre lamela prsit 4 i perie sub form de arc electric, n care se consum n scurt timp energia localizat n cmpul magnetic al seciunii. Aceste arcuri (scntei) la colector ntre lamele i perii sunt foarte duntoare bunei funcionri i nu sunt admisibile.

n schimb, dac periile sunt plasate pe colector n astfel de poziie nct scurtcircuiteaz vremelnic seciuni ale cror laturi de ducere sunt momentan n zona interpolar n care cmpul de excitaie este foarte slab sau nul, atunci i t.e.m. induse n seciunile respective n acele momente sunt foarte mici sau nule i toate fenomenele descrise mai sus au loc cu o intensitate apreciabil mai redus sau nu au loc, ceea ce este favorabil pentru funcionarea mainii. De aceea, ntocmai ca i n figura 2,a, periile se plaseaz pe colector ntr-o astfel de poziie nct fiecare perie s scurtcircuiteze, la funcionarea mainii, seciuni ale cror laturi se afl n zona de cmp de excitaie foarte slab sau nul, n zona interpolar. Dac periile scurtcicuiteaz vremelnic tocmai seciunile care au laturile exact n axa interpolar de simetrie, atunci se spune c periile sunt fixate n axa neutr. Dac periile ocup alt poziie dect cea de mai sus, se spune c periile sunt decalate din axa neutr. Se poate arta c decalarea periilor din axa neutr poate avea i alte influene asupra funcionrii mainii, influene, n general, negative. Atragem atenia asupra faptului c poziia periilor pe colector nu poate fi raportat, n general, la poziia polilor de excitaie. n cazul nfurrii prezentate n figura 2,a, cele dou legturi ale unei seciuni oarecare la dou lamele vecine sunt egal de lungi. Dac periile sunt fixate n axa neutr, aa cum este cazul nfurrii studiate, ele scurtcircuiteaz seciuni ale cror laturi sunt momentan n axele interpolare de simetrie i, prin urmare, periile, date fiind legturile egal de lungi la colector, se afl n axa de simetrie a seciunilor respective, adic n axele de simetrie ale polilor de excitaie. Dar mai pot fi realizate i astfel de legturi la colector. n figura 3, o legtur la colector a unei seciuni oarecare este direct, cea mai scurt posibil, iar cealalt legtur mult mai lung. Pentru o asemenea realizare constructiv a nfurrii, n situaia c periile se fixeaz n axa neutr, observm c periile cad n axa interpolar de simetrie i nu n axa de simetrie a polilor, ca n cazul precedent. Prin urmare, la o main dat, pentru care nu cunoatem modul precis de realizare a legturilor seciunilor la colector, nu putem ti dac periile sunt sau nu fixate n axa neutr prin raportarea poziiei periilor la poziia polilor deexcitaie. Pentru aceasta este nevoie de unele metode speciale.

Plasarea periilor pe colector i legturile dintre ele i la bornele mainii conduc la mprirea nfurrii reprezentate n figura 2,a n 4 ci de curent, n sensul c, dac la bornele A, B ale mainii s-ar aplica o tensiune de curent continuu, curentul absorbit de nfurare s-ar diviza pe 4 ci n paralel n interiorul ei. Ansamblul seciunilor nfurrii se mparte pe cele 4 ci de curent. Figura 2,b ne arat repartiia seciunilor nfurrii pe cele 4 ci de curent. Aceast repartiie este valabil la un moment dat, n care diferitele crestturi ale rotorului se afl n poziia relativ fa de polii de excitaie indicat n figura 2,a. Seciunile sunt artate prin dou cifre care indic crestturile n care sunt plasate laturile seciunii. Astfel, seciunea 2 6 are o latur n cresttura 2 (partea superioar), iar cealalt latur, n creasttura 6 (partea inferioar). n consecin, n momentul considerat, cele 4 ci de curent vor fi formate din urmtoarele seciuni:

Calea I: 2 6; 3 7; 4 8;

Calea II: 6 10; 7 11; 8 12;

Calea III: 10 14; 11 15; 12 16;

Calea IV: 14 2; 15 3; 16 4.

n figura 2,a sunt indicate i sensurile curenilor prin diferitele seciuni, n ipoteza alimentrii nfurrii n curent continuu. Se observ c n toate crestturile care se afl sub un pol, sensul curentului prin laturile diferitelor seciuni este acelai. Mai exist 4 seciuni care n momentul dat sunt scurtcircuitate de ctre perii.

Astfel, seciunea 1 5 este scurtcircuitat pe peria care calc simultan n momentul considerat pe lamelele 1 i 2 la care sunt legate capetele seciunii 1 5. n mod analog sunt scurtcircuitate i seciunile 5 9; 9 13; 13 1. Desigur c atunci cnd rotorul se nvrtete i o dat cu el i colectorul, se schimb componena diferitelor ci de curent, ns numrul cilor de curent rmne acelai. Diferitele seciuni trec succesiv dintr-o cale de curent n alta, iar o seciune dat intr succesiv, la o rotaie complet, n toate cele 4 ci de curent. Caracteristic pentru nfurarea buclat este faptul c numrul 2a de ci de curent n paralel este egal cu numrul 2p de poli, adic a = p.

n plus, numrul de perii pe colector este egal cu numrul de poli. S urmrim i poziia la momentul dat n cmpul magnetic de excitaie al seciunilor unei ci cde curent oarecare, de exemplu, calea I (figura 2,c). Cele 3 seciuni n serie 2 6; 3 7; 4 8, care la momentul t alctuiesc calea I de curent, sunt situate toate n cmpul primei perechi de poli. Se observ c cele 3 seciuni n serie ocup ns poziii diferite n cmpul de execuie, seciunile fiind decalate n mod uniform n cmp. Dac y1 = (cazul nfurrii studiate), fiecare seciune are o latur n cmp nord i cealalt latur n cmp sud. Se remarc uor c seciunile care intr n componena unei alte ci, de exemplu a II-a, ocup n acelai moment poziii similare n cmpul unei perechi de poli de excitaie, ceea ce reprezint o caracteristic a nfurrilor de curent continuu. Repartiia spaial a induciei (fig. 2,c) se explic prin faptul c ea este maxim pe axa polar i se menine astfel sub talpa polar i se anuleaz n dreptul axei neutre; n dreptul polului sud, repartiia este similar, dar de sens contrar.2. Comentarea standardului 10570:2006

STAS 10570-76

Generalitati

Obiect si domeniu de aplicare.

Prezentul standard stabileste modul de clasificare si simbolizarea a conductoarelor de bobinaj din cuprusi aluminiu, avand sectiune circular sau dreptunghiulara cu izolatie de hartie, bumbac, matase, fire sintetice , fire de sticla sau email, utilizate la realizarea infasurarilor masinilor si aparatelor electrice, precum si la realizarea diverselor bobine pentru echipamente electronice, de automatizari etc.

Clasificarea si simbolizarea conductoarelor de bobinaj din prezentul standard nu este limitative. La introducerea in fabricatie a unor noi tipuri de conductoare de bobinaj se va tine seama de principiile de simbolizare de la punctual 3.

Introducerea acestei simbloizari in standardele sau normele tehnice aprobate inainte de intrarea in rigoare a prezentului standard se face cu ocazia revizuirii lor.

Standarde conexe

In legatura cu prezentul standard sunt:

STAS 6007-80 -> Cabluri,conducte si conductoare de bobinaj,terminologie;

STAS 541-80 -> Conductoare de bobinaj cu izloatie din fire textile;

STAS 6163-76 -> Conductoare de bobinaj cu izloatie de hartie;

STAS 11202/1-78 -> Conductoare dreptunghiulare de cupru emailate, conductoare emailate cu indice de temperature 155, tip CU-PET-155;

STAS 11144 -> Conductoare rotunde de cupru emailate

STAS 10575-76 -> Conductoare de bobinaj dreptunghiulare cu izloatie de fire de sticla impregnate.

Clasificare

Dupa natura izloatiei, conductoarele de bobinaj se clasifica in:

Conductoare emailate;

Conductoare cu izolatie de hartie;

Conductoare cu izolatie din fire textile;

Conductoare cu izolatie din fire de sticla.

Dupa material, conductoarele de bobinaj se clasifica in:

Conductoare de bobinaj din cupru;

Conductoare de bobinaj din aluminiu;

Dupa forma sectiunii, conductoarele de bobinaj se clasifica in:

Conductoare de bobinaj cu sectiune rotunda;

Conductoare de bobinaj cu sectiune dreptunghiulara.

Dupa grosimea izolatiei, conductoare de bobinaj se clasifica in trei grade:

Grad 1 cu izolatie simpla;

Grad 2 cu izolatie dubla;

Grad 3 cu izolatie tripla.

Dupa indicele de temperature, conductoarele de bobinaj se clasifica in cinci clase:

Cu indice de temperatura 103;

Cu indice de temperatura 130;

Cu indice de temperatura 155;

Cu indice de temperatura 180;

Cu indice de temperatura 220;

Dupa modul de izolare, conductoarele de bobinaj se clasifica in doua grupe:

Izolate prin emailare;

Izolate prin infasurare sau impletire;

Simbolizare

Principii de simbolizare

Simbolizarea cuprinde, in ordine, simbolurile pentru:

Materialul conductorului;

Natura izolatiei;

Forma sectiunii conductorului;

Caracteristici de baza (M,S,T)

Caracteristici secundare (unde este cazul U,A,F,s,b);

Gradul de izolatie (1,2 sau 3)

Indicele de temperature (105,120,130,155,180 sau 220)

Semnficatia simbolurilor utilizate:

Cu: conductor de cupru;

Al: conductor de aluminiu;

P: sectiune dreptunghiulara;

E: email;

M: proprietati mecanice ridicate;

S: sudabil;

T: stabilitate termica ridicata;

A: termoaderent;

S: soc termic imbunatatit;

F: rezistent la agenti friorifici;

U: rezistent la ulei de transformator;

b: aptitudine de bobinare imbunatatita.

3. Date tehnice pentru un conductor de bobinaj

FIR DE CUPRU EMAILAT

TIP FIR

EMAILAT

CALITATIFIR DE CUPRU EMAILAT CU REZISTENTA MARITA LA TEMPERATURI RIDICATE

DNE 200; DNE 200f; DNE 200o;

STANDARDEIEC 60317-13

NEMA MW 25-C

NUME INTERN AL PRODUSULUIZALOM 200 HB

STRUCTURA EMAILULUI

Invelis de baza

Invelis de acoperire

Invelis pt. cositorie

Poliester sau poliestrimida

Poliamidimida

-

STRUCTURA PRODUCTIEI

Grad 1/mm/0.15=2.00

Grad2/mm/0.15=4.00

TEMPERATURA conf. IEC 172200

PROPRIETATI

Temperatura maxima 1 d,30 min(0C)220

Topire fir conf. IEC (0C)>360

Flexibilitate(elogenare%)10% 1 d

Tangenta & cot de legatura>180/250

Topire la temperatura(0C)-

Voltaj de scurt-circuitare>1.5 x IEC

Marcare dura6H

PROPRIETATI CHIMICE

1.Rezintenta la:

- solvent standard;

- uleiuri minerale;

- refrigeranti F22,F134;

2. Temperatura de cositorie(0C)

3. Temperatura de coacere

Foarte buna

Foarte buna

Foarte buna

-

-

UTILIZAREProrpietati termale foarte ridicate, rezistenta mecanica si chimica ridicata . Folosit la motoare si in transformatoare in baie de ulei, balaste (drosere), motoare inchise ermetic, care opereaza la temperaturi mai inalte de 2000 C.

4. Infasurarea de c.a. trifazata cu z=24, m=3, p=2

Calculele necesare pentru a putea executa acesta bobinare sunt:

6.Activitate de laborator

In timpul laboratorului 5 am onsultat mai multe stas-uri:

a) pentru sarme:

STAS 685-74 sarma de Cu rotunda pt conductoare de bobinaj

STAS 4130-77 sarma de Cu rotunda pt electrotehnica

SR EN 60317-0-1/2001 specificatii pt tipuri particulare de conductoare de bobinaj

STAS 2873/1-86 sarme si bare dreptunghiulare din Cu pt electrotehnica

STAS 6499/1-74 sarme si bare conductoare pt Al

SR EN 60317-0-1 conductor rectangular pt Cu

STAS 10570 83

STAS 270/3-79 Cupru Marci STAS 3033-87

Seria STAS 60317 conductoare de bobinaj

b) pentru benzi

STAS 6499/2-74 benzi de Al pt scopuri electrotehnice

SR HD 566 51:2002 clasificarea termica a izolatiei electrice

Tot la acest laborator am consultat cateva planse:

plansa ROTOR BOBINAT/PM 25898

foaie de catalog a unui conductor de bobinaj

Iar la final ne-au fost prezentate cateva aparate:

bobina spiralata

bobina cilindrica

rotor bobinat

masina de curent continuu

masina sincrona

Am mai consultat desenele: - PM 25 898 Rotor Bobinat

TMA 0,080 0,70 Fisa de bobinaj

Desenul 2,40. 4540 Carcasa 826

7.Concluzii

Conductoarele cu Cu si Al se fabrica din sarma rotunda;

Izolatia conductoarelor din hartie, din fire textile B(bumbac);

Grosimea izolatiei: gr. I izolatie simpla, gr. II izolatie dubla, gr. III izolatie trpila; Conductoare cu indice de temperatura: 105, 130, 205, 220;

SR HD 566 S1 identic cu CEI 565;

Un echipament electric are o caracteristica diferita de alte echipamente numita indice de temperatura;

Termice: - clasa termica C(220C)

i. temperatura de strapungere (350C)

ii. rezistenta la socuri termice (240C)

Mecanice: i. Rezistenta abraziva

ii. Flexibilitate

Electrice: i. Tensiune de avarie (8kV)

ii. pierderile dielectrice 9*10 la 220C

Chimice: i. Rezistenta la solventul standard

ii. Rezistenta la freon 12

iii. Rezistenta la freon 22

iiii. Rezistenta la toate transformatoarele

Caracteristici speciale: i. Rezistenta la F 12, F 22 ii. Rezistenta la ulei de transformator

iii. Rezistenta la radiatii nucleare

8.Bibliografie Indrumar de laborator Notite din clasa

Biblioteca

Asro.ro

Z2

A1

B1

C1

X2

Y2

X1

Y1

Z1

B2

C2

A2

_1227387973.unknown

_1227388343.unknown

_1227388540.unknown

_1227388811.unknown

_1227388160.unknown

_1227387477.unknown

_1227387489.unknown

_1227387450.unknown