Valentin GUU 559 PARTEAIII APLI CAREAENERGI EI ELECTRI CE CAPITOLUL 14.ACIONRIELECTRICE CAPITOLUL 15.SUDAREA ELECTRIC CAPITOLUL 16.ILUMINAREA ELECTRIC CAPITOLUL 17.APROVIZIONAREA INDUSTRIEI ALIME-NTARE CU ENERGIE ELECTRIC CAPITOLUL 18.ELECTROTERMIA. TRATAREA TERMI-C A METALELOR PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 560 Valentin GUU 561 CAPITOLUL 14 ACIONRI. CINEMATICA I DINAMICA ACIONRILOR ELECTRICE 14.1.NOIUNI INTRODUCTIVE Acionareaelectric(sauelectromecanic)nseamnpune-rea n stare de funcionare auneimainisaumeca-nism de lucru. Instalaia de acionare este constituit din cteva pr-i componente: maina de lucru sau maina ce trebuie acionat; motorul de acionare acesta pune n micare maina de lucru; organul de transmisie facelegturadintremotorul de acionare i maina de lucru; instalaia de comand i control a ansamblului. Motoruldeacionarepoatefi,larndulsuelectric(naceast lucrarenevomreferidoarlaacionri,bazatepeacesttipde motor), hidraulic saupneumatic. Atunci cnd legtura dintre motorul de acionare i maina de lucru se face n mod direct, organul de transmisie poate lipsi. Oricemaindelucru,pentruaproduce,trebuiesfieantrenat (saupurtat)cuoforcelpuinegalcuforautilfu, necesarpentrurealizareaprodusuluirespectiv,plusoforegal cu fora de frecri ffcareaparentreprilecompo-nentenmicarealemainiidelucru.Aceastforsumar,egal cuFs = fu + ff i numit for rezistent statictrebu-ie s fie depit de motorulu de acionare. n afar de aceast for, motorul trebuie s mai nving i o for rezistent dinamicFdcare se datoreaz ineriei pieselor nmicare antregii instalaii i careaparen timpulprocesuluide PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 562 pornire,oprire,inversareasensuluiderotaieaansambluluiide fiecare dat, la modificarea vitezei de lucru a acestuia. Prin urmare, pentru ca motorul de acionare s poat pune n micaremaina de lucru, el trebuie s dezvolte o for egal cu: F = Fs + Fd .(14.1) Ecuaia (14.1) care pune n eviden legtura dintre forele rezisten-tedatedemainadelucruiforapecaretrebuies-odezvolte motorulpentruarealizascopulfinal,poartdenumireadeecuaie fundamental a micrii. 14.2.FORME ALE ECUAIEI FUNDAMENTALE A MICRII Ecuaiafundamentalnforma(14.1)prezintovariantgenerali-zat care, pentru a fi utilizat n rezolvarea unor probleme practice deacionare,trebuiescrisntr-oformmaiconcret,explicit.n continuarevorfiluatenconsideraredoucazuridemicare: liniar i de rotaie. 1.Micarea liniar Este cunoscut c fora dinamic Fd =m a, unde m este masa total a organelor sistemului de acionare, aflate n micare iar a = d v / dt este acceleraia liniar, imprimat organelor n micare, v fiind vite-za liniar a acestor organe. Prin urmare, ecuaia fundamental poate fi scris astfel: d v F = Fs + m. (14.2) dt Aceast form de scriere a ecuaiei fundamentale este folosit n ca-zulacionrilorcumicareliniar.Dacsistemuldeacionare funcioneaznregimstabilizat(vitezconstant),dv/dt=0, Fd = 0iF =Fs . 2.Micarea de rotaie Se tie ns c majoritatea acionrilor, ndeosbi cele electrice sunt Valentin GUU 563 cu micare de rotaie, deci este mai comod ca n locul forelor s se introduccupluri(momentenliteraturadelimbrus).nacest scopseconsideruncorpceserotetenjurulunuipunctnumit centru de rotaie, sub aciunea unei fore F, aplicat ntr-un punct al corpuluiaflatladistanardecentrulderotaie;cumbinesetie, produsulM=Frpoartdenumireadecupluderotaie.nmulind toi termenii ecuaiei (14.1) cu r se va obine: F r = Fs r + Fd r sauM = Ms + Md , (14.3) reprezentndaceastaecuaiafundamentalamicriincazul acionrilor cu micare de rotaie; M cuplul dezvoltat de motor laarborelesu,Msestecuplulrezistentdatoratforelorrezistente statice,Md cuplul rezistent datorat forelor rezistente dinamice. Dat fiind Fd =m a,rezult cMd = Fd r = m a r = m r d v/dt i,nlocuindvitezaliniarvcuceaunghiularO,idestev=rO obinem d v/dt = r dO/dt iar pentru cuplul dinamic Md = m r2 d O/dt. EstecunoscutdeasemeneacJ=mr2reprezintmomentulde inerie al unui corp n micare de rotaie; astfel,Md = J d O/dt. Prin urmare, ecuaia findamental a micrii (14.3) poate fi scris i sub forma dO M = Ms + J. (14.4) dt nmultecazuripracticevitezaestedatnrot/min,decisepoate nlocui viteza unghiular O (n rad/sec) egal cu t n / 30 i dO/dt = =t/30(dn/dt).Totodat,inndu-seseamacm=G/g,undeG greutateatotalapieselornrotaieiarg=9,81m/s2esteaccele-raia gravitaiei i r = D/2, pentru momentul de inerie J i cel dina-mic Mdrezult: G dOGD 2 t dn GD 2 dn J = m r2 =iMd = J = =. Gdt g 4 30dt375 dt PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 564 Ecuaiafundamentalamicriiderotaiapoatefiscrisnforma utilizat frecvent n practic:GD 2 dn M = Ms + .(14.5) 375d t ProdusulGD 2senumete moment de volantalcorpului, aflat n micare de rotaie.14.3.SEMNELE CUPLURILOR REZISTENTE STATICE I DINAMICE nconformitatecuconveniastabilit,cupl ur i l er ezi st ent e st at i ceseconsidercsuntpozitive,dacseopunmicrii datedemotor i negative,atuncicndacioneaznacelai sens cu micarea dat de motor. Cuplurile rezistente statice sunt de dou tipuri: reactive(saudereacie)cndiaunumaivaloripozitive;de exemplu,lamaini-unelteprinachierecuplulpoateluanumai valoripozitive,deoarececuplulrezistentstaticseopunecuplului dezvoltat de motor; potenialecndpotluaattvaloripozitivectivalori negative;exemplulmecanismelorderidicareauneisarcini,cnd cuplulrezistentstaticestepozitivlaridicare,deoareceseopune micriidatedemotor,iarlacoborreasarciniiestenegativ, deoareceacioneaznacelaisenscumotorulcareestecuplatla reea n sensul coborrii sarcinii. Cupl ul r ezi st ent di nami cestepozitivlapornireasistemului de acionare i de fiecare dat, cnd viteza variaz n sens cresctor i negativ la oprirea sistemului de acionare i de fiecare dat, cnd viteza variaz n sens descresctor. Lund n considerare ecuaia fundamental a micrii (14.3) rezult ccupluldezvoltatdemotorpoateluaasemeneavaloripozitivei negative,nfunciedevaloareaisemnulcuplurilorrezistente, statice i dinamice. Cnd cuplul dezvoltat demotor estenegativ se spune c acesta funcioneaz nregim de frnare. Valentin GUU 565 14.4.CARACTERISTICIMECANICE I REGIMURI DE FUNCIONAREALE MAINILOR DE LUCRU 1.Caracteristicile mecanice Car act er i st i camecani ca unei maini de lucru este depende-na cuplului rezistent static al acesteia de un parametru care deter-minvaloareaacestuicuplu.nmajoritateacazurilor,cuplulrezi-stentstaticalmainiidelucrudepindedevitez,adic:M=f(n), viteza poate fi la puterea 0, 1, 2 sau i mai mare. Dac viteza este la puterea 0, se poate considera c cuplul rezistent static este constantMs =const, iar forma caracteristicii mecanice aa cum este dat n figura 14.1. Din aceast categorie de maini fac Fig. 14.1. Caracteristica mecanic a unei maini de lucru cu cuplul inde-pendent de vitez. Fig. 14.2. Caracteristica mecanic a unei maini de lucru cu cuplu varia-bil cu viteza. Fig. 14.3. Caracteristica mecanic cu cuplul vari-abil cu ptratul vitezei (turaiei). parte mecanismele de ridicare i de deplasare ale podurilor rulante, ascensoarele cu sarcin util constant, benzile transportoare ncr-cate uniform pe toat lungimea lor etc. ncazulcndcuplulrezistentstaticvariazliniarcuvitezaMs== M0 + K n, forma caracteristicii mecanice arat ca n figura 14.2; n relaia scris i n figura prezentat M0 este cuplul de mers n gol, sau cuplul datorat frecrilor. Caracteristici mecanice de acest tip se ntlnesc la mainile de bobinat, valurile din industria cauciucului. n figura 14.3 este reprezentat caracteristica mecanic a unui cuplu rezistentstatic,proporionalcuptratulvitezeiMs=M0 +Kn2; asemeneacaracteristicimecanicesentlnesclapompecentrifuge, elice de pe nave marine, ventilatoare, turbocompresoare etc.nc o categorie de maini de lucru frecvent ntlnite sunt mainile care au n componena lor mecanisme biel-manivel (figura 14.4).PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 566 Glisiera C a acestor maini se deplaseaz de la A la C i napoi la A pedistanasntimpuluneirotaiicomplete.Distanaparcursde glisieraCdepindedeunghiulopecarelfacemanivelarcu direciadedeplasareaglisierei.Esteposibildedemonstratc s ~r (1 cos o), viteza glisierei fiind vc = ds / dt = r O sin o, unde O este viteza unghiular a fusului B. Fig. 14.4. Mecanism biel-manivel. Fig. 14.5. Caracteristica mecanica unei maini de lucru cu mecanism biel-manivel. Asemntorsepoatedemon-straccuplulrezistentstaticdepinde de unghiul o : Ms = M [sino + (r/2b) sin 2o], undeM este cuplul rezistentopusglisiereiCiarbestelungimeabieleiBC.Uorde observatcdacs-arneglijacelde-aldoileatermendinparanteza ptrat,cuplulrezistentstaticarvarianfinciedeunghiuloconform sinusoidei (figura 14.5).Aceast categorie de maini este prezentat prin: foarfecele de tiat metale,ferstraielemecanice,compresoareleipompelecupiston, ciocanele mecanice etc. Un alt grup de maini de lucru, ca de exemplu troleibuzele, tramva-iele,locomotiveleelectricesaualtevehiculeaucuplulrezistent static dependent de pante, rampe, curbe ale drumului parcurs, la fel ca i de viteza cu care se deplaseaz mainria. 2.Regimuri de funcionare ale mainilor de lucru Regimuldefuncionarealuneimainidelucruprezintfelul,n care se modific cuplul rezistent static n timp. Mainile de lucru se mpart n mai multe categorii, n dependen de regimul de funcio- nare: Valentin GUU 567 mainidelucrucufuncionarededurat,cusarcini invaria-bilentimp.Regimulsentlnetelaventilatoare,mainide fabricat hrtie, pompe centrifuge etc. (regimul n figura 14.6); Fig. 14.6. Cuplul rezistent static al unei maini de lucru cu sarcin de durat invariabil Fig. 14.7. Caracteristica mecanic a unei maini de lucru cu sarcini vari-abile n trepte. maini de lucru cu funcionare de durat, cu sarcini n trepte (figura 14.7). Din aceast categorie de maini fac parte mainile de ridicat,transportoarele,mainile-uneltelacarecuplulrezistentsta-tic depinde de grosimea i limea panului tiat de cuit etc.; maini de lucru cu funcionare n regim intermitent. Un astfel deregim(figura14.8)estecaracterizatprinacionareamainiiun timp timp de acionare ta , urmat de un timp de pauz tp dup care ciclultc se repet. nc o caracteristic a regimului intermitent este durata relativ de acionare DA % definit astfel: tata

DA [%] = 100 =100 .(14.6) tcta + tp

Dar n realitate, n timpul de acionaresarcina mainii de lucru poa-te s se modifice, ca n figura 14. 8, b i n acest caz durata tata1 +ta2 +ta3 + ta4 DA [%] = 100 = 100.(14.7)tcta1 + ta2 + ta3 + ta4 + tp

Datfiindfaptulcntreprinderileconstructoaredemainielec-trice produc motoareelectrice speciale pentru a funciona n regim intermitent,durateledeacionarepotfistandardizate;nRomnia, PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 568 deexemplu,duratelerelativedeacionarestandardizatesunt25% i 40%. Standardizat este i ciclul complet: tc = 10 min. Din aceast ab Fig. 14.8. Caracteristica mecanic a unei maini de lucru cu funcionare n regim intermitent. categoriedemainifacparte: excavatoarele,mainilederidicat de diverse tipuri, unele mecanisme ale mainilor-unelte etc.; mainidelucrucufuncionarenregimdescurrtdurat, caresecaracterizeaz,caiceleprecedente,printr-untimpde acionare(ta =ta1+ta2)iuntimpdepauz(tp),darpentrucare tp> ta (figura 14.9) . La aceste maini de lucru durata total a ciclu-lui de funcionare este de asemenea standardizat la 30, 60, 90 min- Fig. 14.9. Caracteristica mecanic cu funcionare n regim de scurt durat. Fig. 14.10. caracteristica mecanic cu ocuri de sarcin. ute.Dinaceastcategoriefacparte:mecanismeledeprinderea pieselordeprelucratlamainile-unelte,polizoareledinsculrii, servomecanisme etc.;maini de lucru cu funcionare n regim pulsatoriu sunt ace- Valentin GUU 569 elemainicareauncomponenalormecanismebiel-manivel considerate anterior; mainidelucrucufuncionarecuocuridesarcin,carac-teriszateprintr-ofuncionarengolcuM0,urmatdeocreterea sarciniilaMscareestemultmaimaredectceademersngol:Ms >4M0(figura14.10).Laminatoarele,mainiledetanatetc. sunt exemple da maini din aceast categorie; maini de lucrucu funcionarefoarte neregulat n timp, sau cufuncionarealeatoare,ca:ferstraielepentrulemn,morilecu bile, sondele de foraj etc.Cuplul rezistent static al acestor maini delucru depinde de o seam de para-metri care variaz neregulat (figu-ra 14.11). Aa, de exemplu, la fer-srtupentrulemncuplulstatic depinde de textura lemnului, umi-ditate, de prezena sau lipsa nodu-rilor (cioturilor) etc. Fig. 14.11. Caracteristica mecanic a unei maini cu funcionare aleatoare. ncontinuaresevaartaccunoatereacaracteristicilormecanice alemainilordelucruservetelaalegereatipuluidemotorde acionare,iarcunoaterearegimurilordefuncionareladeter-minareaputeriimotoruluielectricdeacionare(inndu-secontde nclzirea acestuia). Exemple 1.Ssedeterminecuplulrezistentstaticraportatlaarborelemotorului,datde mecanismulderidicaredinfigura14.12,cunoscnd:greutateasarciniiG=800N, diametrultobeidenfurareacabluluiDT=0,5m,vitezatobein1=80rot/min, viteza arboreloi motorn = 960 rot/min, randamentul transmisieiq = 0,86. nrezolvareaacestuiexerciiusevainecontcdatoritprezeneiscripeteluiSpe periferiatobeiserepartizeaznumaijumtatedinsarcinautilG,astfelccuplul rezistent static al mainii G D 8000, 5 Ms == =100 Nm; 222 2 i = n / n1 =960 / 80= 12;PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 570 Fig. 14.12. Exemplul 1. Fig. 14.13. Exemplul 2. 1 1 Mr=Ms=100 =7,16 kgm. iq12 0,86 2. S se determine cuplul echivalent i puterea motorului electric de acionare pentru o maindelucrucefuncioneazdupgraficuldesarcindinfigura14.13,cuplurile rezistente statice raportate la arborele motorului (n Nm) i timpii de funcionare (sec) fiind cei indicai pe figur; se mai d nn = 980 rot/min. Pentru rezolvare se aplic relaia:

M12 t1 +M22 t2 +M3 2t3 +M42 t4 +M52 t5

Me =. t1 + t2 +t3 +t4 + t5 Cunoscnd apoicMe nn Pe= [ kW ] , 9 550 din catalog se alege motorul de putere nominal Pn Pe . Deci, rspunsul este: Me = 224,4 Nm;Pe =23,02 kW;Pn = 24 kW. 3.Presupunndcmainadelucrufuncioneazdupgraficuldesarcinprecedent, darnregimintermitent,cuoduratacicluluidefuncionaretc =600secsse determine duratapauzei tp i durata relativ de acionare a mainii de lucru. Se determintp =tc (t1 + t2 +t3 +t4 + t5) , dup ce durata de acionare t1 + t2 +t3 +t4 + t5 DA [%]=100 . tc Rspuns:tp = 120 s;DA [%]=80 % . Valentin GUU 571 14.5.ALEGEREA MOTOARELOR ELECTRICE DE ACIONARE 1.Noiuni introductive Alegerea corect a tipului de motor i determinarea ct mai precis aputeriiacestuiaesteunadinproblemeledebazaleacionrilor electrice.Darnaintedeatrecelaalegereamotoruluielectricde acionare, este necesar o serie de investigaii ale condiiilor, n care va fi pus s funcioneze ulterior motorul respectiv. Printre acestea: modulncarevafuncionaianume:dacvalucrantr-un mediu curat sau cu praf i alte impuriti n suspensie, ntr-un mediu uscatsauumed(graduldeumiditate);dacvalucrantr-unmediu cu pericol de explozie, de incendiu etc.; condiiile impuse de procesul tehnologic i anume: funcionare la vitezconstant sau viteze reglabile i n acest cazlimitele de reglareavitezei,dacreglareavitezeitrebuiessefaccontinuu sau n trepte etc.; caracteristicamecanicamainiidelucruimoduldeinter-condiionarentre aceast caracteristic i cea a motorului electric; regimul de funcionare a mainii de lucru, determinarea corect aputeriimotoruluielectricdeacionare,pentruaevitanclzirea excesiv a acestuia. Laalegereamotoruluielectricdeacionaresemaiinecontide uneleconsideraiideordineconomic,cumarfi:cheltuielilede investiiiideexploatare(consumenergieelectric),cheltuieli legate de sigurana n expluatare, de deservire i ntreinere etc. 2.Alegerea tipului de motor din punct de vedere constructiv Un motor electric poate funciona corectn condiii normale, dac construciasacorespundentocmaimediuluinconjurtor.Prin construcia lor, motoarelor electrice li se pot asigura dou tipuri de protecie (conformstandardului STAS 5370-70, Romnia): protecia persoanelor contra atingerii prilor interioare af-late sub tensiune sau n micare iprotecia motorului contraPARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 572 ptrunderii corpurilor strine solide, simbolizat cu litera I; proteciamotoruluicontraptrunderiiapei,simbolizatcu litera P. Cucifredela0la6estesimbolizatgraduldeprotecie,realizat pentruprotecia detipIicucifreledela0la8gradulde pro-tecie realizat pentru protecia de tip P. Ca exemplu: IC fr protecia persoanelor sau a ptrunderii corpurilor strine; I2 nu este posibil atingerea prilor interioare cu degetele i nici ptrunderea corpurilor strine mai mari de 12 mm n diametru; PC fr protecie contra ptrunderii apei; P4 protecie contra stropirii cu ap din orice direcie; P8 motoare submersibile (cu funcionare sub ap). nunelecazurimotoarelepotfiprevzutecuambeletipuride protecie,deexemplu:IP32unmotorprotejatcontraptrunderii corpurilor strinemaimaride2,5mmicontra picturilorde ap, ce cad sub un unghi maximum de 15 (fa de vertical). Sunt de dou tipuri motoarele care lucreaz ntr-un mediu cu pericol deincendiusaudeexplozie:cuprotecieantigrizutoasicu protecie antiexploziv.3.Alegerea motoarelor dup condiii de vitez Motoareleelectricei,deciacionrileelectrice,potficuvitez constantsaucuvitez(turaie)variabil(reglabil),funciede procesul tehnologic al mainii de lucru. Astfel, ncazulcndviteza(turaia)delucruesteconstsnt,tipulde motor cel mai recomandabil este motorul asincron, trifazat, pent-ru puteri mici i mijlocii i motorul sincron pentru puteri mari. Dacviteza(turaia)trebuiemeninutstrictconstant,se recomandmotoareledec.c.cuexcitaieseparat,lucrndn sistemulgrupgenerator-motorcureaciedupcurent,tensiunesau vitez.Atunci cnd este necesaro reglare a vitezei (turaiei) n limite nguste,potfiutilizatemotoareleasincrone,reglabileprinmodi-ficarea frecvenei tensiunii de alimentare, sau motoare de c.c. n sis-Valentin GUU 573 temulgrupgenerator-motorsimplu,saualimentatedelapunicu redresoare comandate (de exemplu, cu tiristoare). La o reglare de vitez n trepte, se pot folosi motoare asincrone deconstruciespecial,cudouviteze,prinmodificareanum-rului de perechi de poli ai statorului. Dac este necesar o reglare a vitezei n limite largi, pot fi uti-lizateimotoareasincronecureglareavitezeiprinmodificarea frecvenei tensiunii de alimentare, sau motoare de c.c. n sistem ge-nerator-motor sau cu alimentare de la puni redresoare comandate. Evidentc,ngeneral,laalegereatipuluidemotordupcondiiile de vitez, trebuie s se in seam i de considerente de ordin eco-nomic. De exemplu, nu se recomand folosirea metodei de reglare a vitezei prin modificarea rezistenei din circuitul indusului motoare-lordec.c.sauarezisteneidincircuitulrotoricalmotoarelor asincrone, din cauza consumului mare de energie pe rezistenele de reglare. Doar n cazul motoarelor mici cu puteri de ordinul ctorva kW aceast metod de reglare a vitezei poate fi admis, excepional. 4.Alegerea motoarelor n funcie de caracteristica mecanic a mainii de lucruCaracteristicilemecanicealemotoarelordec.c.ialemotoarelor asincrone(trifazate)aufostprezentatencapitoleleanterioare(v. Capitolul7irespectiv8),iarn14.4alactualuluicapitol caracteristicile mecanice (c.m.) ale mainilor de lucru (m.l.).Funcionareacorectaunuisistemdeacionareesteposibil,dac ntrec.m. a motorului de acionare i c.m. am.l. exist o interdep-endenianume:sistemuldeacionarepoatefunciona,dac existunpunctdefuncionarecomunalcaracteristicii mecanice a motorului i a mainii de lucru, adic cnd cele dou caracteristici mecanice se intersecteaz n domeniul de funcionare ca motor. Drept exemplu, n figura 14.14 c.m. natural a motorului 1 se intersecteaz n punctul A cuc.m. a mainii de lucru 2. Punctul Aesteunpunctstabildefuncionareasistemului.Elcorespunde cuplului nominal Mn i vitezei nominale nn a motorului. Dac moto-PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 574 rul ar funciona pe o caracteristic mecanic artificial 1' , sistemul ar putea s funcioneze stabil, dar ntr-un alt punct B, la un cuplu M Fig. 14.14. Poziia punctului stabil de funcionare a sistemului de acionare electric. Fig. 14.15. Regimuri de funcionareale unei maini electrice. i la o vitez n. n figura 14.15 se prezint domeniile de funcionare a mainii electrice n regim de motor sau generator (regim de frna-re),nfunciedesemnelecuplurilorialevitezelor:atuncicnd cuplurileivitezelesuntdeacelaisens,mainaelectricfuncio-neaznregimdemotor(cadraneleIiIII).Regimuldemotorn cadranulIIIaresensderotaieinversceluidincadranulI.Dac cuplurilesunt n sensinvers fa de viteze,atuncimotorulfuncio-neaznregimdefrn(cadraneleIIiIV).Aadar,nfunciede cadranul n care se afl c.m. a motorului (sau o poriunea acesteia) se poate determina regimul de funcionare al motorului electric. Fig. 14.16. Realizarea unei acionri stabile fr punct de interseciecomun (n prealabil). Dac c.m. a motorului 1 i cea a mainiidelucru2ocuppoziia can figura 14.16, cele dou ca-racteristici mecanice neavnd un punctdeinterseciecomun(n cadranulI),funcionareastabil nuesteposibil;arfiposibil numaidacmotorulartreces funcionezepeoc.m.artificial 1' n punctul A, sau dac mainade lucru ar fi acionat de un motor de curent continuu cu excitaie n serie (caracteristica mecanic 1'' ) n punctul B. Valentin GUU 575 Poateapreaioaltsituaie,ncazulutiliztriiunuimotorasin-cron a crui caracteristic mecanic este 1 (figura 14.17), caretreb- Fig. 14.17. Modificarea c.m. a mitirului de acio nare. uiesacionezeomaindelucrucu caracteristicamecanic2.Deiexist, cum se observ un punct de funcionare stabilA(punctulBnuestepunctde funcionarestabil,fiindcseaflpe poriunea nestabil a caracteristicii mec-anice), acionarea nu este posibil deoa-rececupluliniialdepornirealmotoru-lui MpmMpr,sauserecomandintrodu-cereaderezistenesuplimentarencircuitulrotoricalmotorului carevafuncionapeocaracteristicmecanicartificial1',pentru care (v. figura 14.17)Mpm1 >Mpr. 5.Determinarea puterii motorului electric deacionare din punct de vedere termic Unfaptbinecunoscut:oricemotorelectricsenclzetentimpul funcionrii sale. Curba acestei nclziri are un caracter exponenial, aa cu se vede n figura 14.18. Seobserv c la nceput, cnd temp- eraturamotoruluiesteapropiatde temperaturamediuluiambiant(u0), aproape toat cldura ce se degaj n motor este cheltuit pentru nclzirea lui,deci temparatura sa crete repede. Pemsurcemotorulsenclzete maimult,ocantitatedecldurdin ce ncemai mareesteevacuatn Fig. 14.18. Procesul de nclzire a unui motor electric. mediul nconjurtor i, la limit, cnd temperatura motorului atinge valoarea maxim umax , admis declasa deizolaie a motorului, ap- roapentreaga cantitate de cldur degajat n motor esteevacuat PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 576 n mediul nconjurtor i motorul nu se mai nclzete.Relaiacaredefinetecurbadenclzireamotoruluidinfigura 14.18 are urmtorul aspect: u = umax 1 e t / T , (14.8) undeT esteconstantade timpanclziriimotorului.n general,se recomandcaputereamotoruluisfiestabilitastfel,ncts funcionezelaotemperaturctmaiapropiatde umax .Alegerea unuimotorcaresfuncionezelaotemperaturu>umaxducela supranclzire i deci la defectarea lui n final. i, din contra, alege-rea unui motor care s funcioneze la o temperaturu < umax , duce la o subutilizare a motorului, ceea ce echivaleaz cu utilizarea sa la un randament sczut, iar n cazul motoarelor de curent alternativ i la un factor de puteremic.Alegerea corect a motorului electric de acionare necesit cunoa-tereaperfectaregimuluidefuncionareamainiidelucrucare trebuie acionat. Astfel, n cazul mainilor de lucru cu funcionare de durat i sarcini invariabilentimp,cunoscndcuplulrezistenttotalraportatla arborelemotoruluiivitezamotorului,putereasecaiculeazcu relaia: Mr n Pc=,(14.9) 9 550 iapoi,dincatalogulcumotoareelectrice,sealegemotorulcu puterea nominal PnPc ; pentrumainidelucrucusarcinideduratntrepte(figura 14.13) se calculeaz cuplul echivalent prin relaia M12 t1 + M22 t2 + M3 2t3 + M42 t4 + ... Me =, (14.10) t1 + t2 +t3 +t4 + ... dup care se determin puterea echivalent Valentin GUU 577 Me nn Pe=[ kW ] , 9 550 i din catalogul de maini se alege motorul pentru care PnPe ; dacmainadelucrufuncioneaznregimintermitentide scurt durat, puterea motorului de acionare se determin de ase-meneapebazacupluluiechivalent(figura14.8),inndu-seseama de dou situaii distincte: a)cndmotorul se alegedintr-uncatalogpentrumotoare obi-nuite cuplul echivalent se calculeaz cu relaia M12ta1+ M22ta 2 + M32ta 3+ M42 ta 4

M'e =.(14.11) t a 1 + t a 2 +t a 3 +t a 4 + t p

nrelaia(14.11),spredeosebirede(14.10) nnumitorintervine i timpulde paut irezultcM'e 90, tensiunea redresat este negativ (figura 14.31, d ). n figura 14.32 este prezentat schema de redresare trifazat n care, dacnuestecomandatiartensiunilealternativepeceletreifaze din secundarul transformatoruluisunt u1 , u2 i u3 (figura 14.32, a), forma tensiunii redresate Udm este artat n figura 14.32, b. Valoa-rea medie a acestei tensiuni este mai mare ca n cazul redresrii mo- PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 590 nofazate(figura14.31,b),forma eifiindmaiapropiatdeceaa tensiuniiconstante.nfig.14.33 suntprezentateformeletensiu-nilorredresateladiferitevalori ale unghiului de aprindere o, atu-ncicndredresoruldinfigura 14.29 este comandat.n cazul schemei din figura 14.34 seobine:puntenecomandat dacT1T6suntdiode;puntese-micomandat dac T1 T3 sunt Fig.14.33. Forma tensiunii unui red-resor trifazat cu elemente comandate pentru diferite valori o. tiristoare,iarT4 T6 diode;puntecomandatcndT1 T6 sunt tiristoare.Formeletensiunilorredresatesuntasemntoarecucele ale redresorului din figura 14.29 i prezentate n figura 14.33. 3.Recomandri practice n utilizarea diferitorredresoare cu elemente semiconductoare n acionrile electrice pot fi utilizate, n general, scheme de redre-sare att monofazate, ct i trifazate. Trebuie ns de menionat c schemele de redresoare monofazate se folosesc doar pentru alimen-tarea unor motoare de acionare de putere mic, de ordinul kilowa-ilor. n cazul puterilor mai mari utilizarea redresoarelor monofazate ducelaoncrcareneuniformareeleitrifazatedealimentarecu energie electric. Redresarea trifazat, cum a fost deja subliniat, are nc un avantaj fa de cea monofazat: asigur o form a tensiunii redresate mai aproape de cea constant.Redresoarele n punte (figura 14.30) permit obinerea unor forme ale tensiunilor i curenilor mai convenabile, n comparaie cu red-resoareletransformatorcuprizmedian(figura14.28).Unalt avantaj al acestor redresoare pot fi realizate la puteri considerabil mai mari. Pentruacionrielectricenereglabilesuntutilizatengeneralre-dresoarelenecomandate, fiindctensiunearedresat, cuma fostartat anterior se menine constant. Valentin GUU 591 Pentruacionrielectricereglabile,darnereversibilesuntfolosite redresoarele semicomandate care nu permit inversarea sensului de rotaie al motorului. Pentru acionri electrice reglabile i reversibile sunt utilizate red-resoarelesemicomandatecarepermit,cums-aartat,pentruun-ghiuride aprindere o > 90 obinerea tensiunii negative i, deci re-versul motorului de acionare electric. 14.8.SCHEME DE COMAND ALE SISTEMELOR DEACIONARE ELECTRIC (SAE) 1.Noiuni introductive Prinschem de comand se subnelege un ansamblu ce con-st din elemente de execuie, de control i msurare, de protecie i elementesuplimentare(intermediare).Diferiteleelementedintr-o schemdecomandsereprezintprinsimboluri,pentruareda schemei respective claritate i suficient simplitate.PrincipalelesimbolurifolositenschemeledecomandaleSAE suntdatentabelul14.1.Dacntr-oschemexistmaimulte contactoaresaurelee,acesteasenoteazcucteolitern dreptunghiul gol (v. tabelul, poziia 6, de sus); de exemplu, bobina unui contactor de linie cu L, bobina unui contactor de accelerare cu A etc.n cazul prezenei mai multor elemente care ndeplinesc acelai rol, cumarficontactoareledeaccelerare,deexemplu,acestease noteaz cu aceeai liter precedat de o cifr: 1A, 2Aetc.Onelegeremaiuoaramoduluidefuncionareaschemeide comandseobineprinamplasareaprilorcomponentealeunui elementncircuitulncareacioneaz;deexemplu,bobinaunui contactoresteconectat ncircuitulcareoalimenteaz, iar contac-tele sale n circuitul pe care-l comand.Astfel,nfigura14.34estereprezentatschemadecuplarea statorului unui motor asincron trifazat la reea. Cuplarea la reea es- te fcut cuajutorul unui buton de pornire P, prin intermediul unui PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 592 Tabelul 14.1 DENUMIREA SIMBOLULUISIMBOLUL STANDARDI ZAT (ROMNIA) ncruciare de conductoare: fr legtur electric ntre ele cu legtur electric Rezisten Inductan Capacitate Transformator monofazat (fr miez i cu miez) Element redresor Bobin de contactor sau releu (semn general) Buton de comand: pornire; oprire Contact de contactor sau releu: normal deschis normal nchis Contact de releu normal deschis: cu temporizare la deschidere cu temporizare la nchidere Contact de releu noemal deschis: cu temporizare la deschidere cu temporizare la nchidere Siguran fuzibil Lamp de semnaliare Contact de releu termic Valentin GUU 593 contactor de linie L. Cumsevede,butonulPibobinacontactoruluidelinieLse instaleaz ntr-un circuit separat, numitcircuit de comand, iar contactele normale deschise L, n circuitul de cuplare a statorului la reea, numitcircuit de for. AttbobinacontactoruluiLcticontacteleLsuntpri componente ale aceluiai element, deaceeasenoteazcuaceeai litersemnificativ.Stareaunui contactnormalnchissaunormal de-schis corespunde strii nealim-entateabobineiaparatuluirespe-ctiv.Deexemplu,contacteleL dincircuituldefordinfigura alturatcorespundstriincare bobinacontactuluiLnuesteali-mentat;elesuntnormaldeschi-se,deoareceatttimpctnueste acionat butonul de pornire P, bo- Fig.14.34. Schemade comand a pornirii directe a unui motor asin- cron trifazat nereversibil. binacontactoruluiLestenealimentatinuacioneazasupra contactelor.nmomentulacionriibutonuluidepornireP,bobina contactorului L fiind alimentat, nchide contactele sale.2.Scheme de comand pentru pornirea motoarelor electrice Exist dou modaliti de pornire a motoarelor electrice: prin cuplare direct la reea ; prin intermediul rezistenelor de pornire. Lapornireadirectamotoarelornuaparproblemedeosebite, legatedeschemadepornire;pornireapropriu-zissefacefiecu ajutorulunuintreruptormanualintercalatncircuituldeforal motorului, fie cu ajutorul unui buton de pornire i al unui contactor, montate dup o schem ca cea din figura 14.34. PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 594 Lapornireacutreptederezisten,scoatereatreptelorsecere fcut n mod automat, treptat, evitndu-se variaia brusc a vitezei sau depirea valorilor limit a curenilor n circuitele respective. Scheme de comand pentrupornirea direct a motoarelor electrice.Unexempludeschemdeporniredirectaunuimotorasincron trifazatcurotorulnscurtcircuitestedatnfigura14.34.Precum bine se vede, pornirea se face cu ajutorul unui contactor de linieL, contactul cruia din circuitul de for (L) realizeaz cuplarea stato-rului motorului la reea. Un ntreruptor manual tripolar L are rolul de cuplare a ntregii scheme la reeaua de alimentare, fr a realiza pornireamotoruluicidoarpregtireactrepornire.Comandade porniresedprinapsareabutonuluiP;fiindnchisntreruptorul tripolar,senchideisealimenteazcircuituldecomandntre fazele S i T ale reelei: de la fazaS prin sigurana fuzibil S2, prin butonul de oprire O normal nchis, prin butonul de pornire P apsat, prin bobina contactoruluiL, prin contactul releului termicRunor-mal nchis, prin sigurana fuzibil S1 la faza T. Cu nchiderea circui-tului bobinei L, se nchide i contactulL, i contactele din circuitul de for, cuplnd statorul motorului la reea i, deci pornirea moto-rului.ConcomitentcuceletreicontacteLdincircuituldeforse nchide i contactul L, aflat n paralel cu butonul de pornire P. Pre-zenaacestuicontactestenecesar,deoarecebutonulPsemenine nchisnumaiapsat; dacnuesteapsat, circuituldealimentareal bobineicontactoruluiLsedeschide,sevordeschidecontacteleL dincircuituldeforimotorulseoprete.Aceastaseevitprin prezena contactului L n paralel cu butonul P, care se numete con-tact de blocare a butonului de pornire. Celedoucircuitealeschemeisuntprotejateastfel:circuitulde comand prin siguranele fuzibileS1 i S2, circuitul de for fiind prevzutpedoufazecuelementeledenclzirealeunuireleu termic Ru ; acesta, cnd sarcina motorului crete peste limita admi-s, comand deschiderea contactuluiRudin circuitul bobinei con-tactorului L, alimentarea motorului nceteaz i acesta se oprete.Valentin GUU 595 Motorul poate fi oprit i voluntar, prin apsarea butonului de oprire OcaredeschidecircuitulbobineicontactoruluiL,cuconsecinele de mai sus. n cazul schemei considerate mai sus nu poate fi realizat sensul invers de rotaie al motorului. Motorulpoatefipornitnambelesensuri,utiliznddoucontac-toare de linie, unul pentru mers direct (D), altul pentru mers invers (I).Defaptns,setiecinversareasensuluiderotaiealunui motorasincrontrifazatsepoatefaceinversndlegturileadou fazealemotoruluilareea(figura14.35).Dacfuncioneazcon-tactorulD,serealizeazurmtoarelelegturintrefazelereeleii ale motorului: R U, S V, T W; dac funcioneaz contactorul I, serealizeazlegturile:RV,SU,TWadicseinverseaz legturile fazelor U i V ale motorului (v. Capitolul 8). Fig. 14.35. Inversarea sensului de rotaie a unui motor asincron. Fig. 14.36. Schema de comand pentru pornirea direct a unuimotor trifazat reversibil. O schem complet de comand pentru pornirea direct a motorului n ambele sensuri este dat n figura 14.36. n comparaie cu sche-ma precedent (figura 14.34), aici sunt utilizate dou contactoareD i I, fiecare comandat de un buton de pornire: direct PD i inver-s PI . Un contact normal nchis al contactorului I este introdus n circuitulbobineicontactoruluiDiuncontactnormalnchisal contactoruluiDesteintrodusncircuitulbobineicontactoruluiI; PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 596 acesteapermitsseevitescurtcircuitareafazelorRiSalereelei dealimentareamotorului.ntr-adevr,dacconcomitents-arn-chideDiIdincircuituldefor,aravealocolegturelectric directntrefazeleRiS.DacfuncioneazcontactorulD,con-tactul su normal nchis, aflat n circuitul bobinei contactoruluiI se deschide;astfel,chiarincazulapsriibutonuluidepornirePI bobina lui I nu poate fi alimentat. Asemntoare este situaia, dac funcioneaz contactorul I: contactul su normal nchis se deschide, ntrerupndastfelalimentareabobineicontactoruluiD.ncazc apare necesitatea inversrii sensului de rotaie, de la direct la invers seapasbutonuldeoprireO,contactorulDnceteazsfuncio-neze,contactulluinormalnchisrevinelanormalitateinumai dup aceasta poate fi comandat butonul de pornire invers PI, alim-entnd astfel bobina contactorului I, iar sensul de rotaie schimbn-du-se. Apsarea butonului O oprete motorul,indep-endentdesensulderotaiepecarelarela mo-ment.Scheme de comand pentrupornirea motoarelorelectrice n funcie de timp. Pornirea motoarelor electrice n funcie de timp este posibil n pre-zena dispozitivelor ce poart denumirea derelee de timp. Schema de pornire a unui motor de c.c. derivaie n funcie de timp este reprezentat n figura 14.37. Pornirea ca atare se realizeaz cu doutreptederezistene,R1iR2 .Funcionareaacesteischeme poate fi descris n felul urmtor: ntreruptorul manual (bipolar) se nchide,sepunesubtensiunenfurareadeexcitaieamotorului, pregtindu-seastfelpornireaacestuia.Laapsareabutonuluide pornireParelocnchidereacircuituluibobinelcontactoruluide linieLiacontactelorsaleL,dincircuitulindusuluimotoruluiM (circuitul 2 - 2' ), din circuitul bobinei releului de timp 1T (circuitul 3 - 3' ) i pentru blocarea butonului de pornire P (circuitul 1 - 1' ). O dat cu nchiderea circuitului2 - 2'se cupleaz la bornele + i ale reelei indusul motorului M , acesta ncepe s funcioneza avnd legate n serie cu circuitul indusului rezistenele de pornire R1 i R2 . Valentin GUU 597 nchidereacircuitului3-3'pu-nesubtensiunebobinareleuluide timp 1T; dup timpul t1 de la punerea n fincie a releului, co-ntactul sudincircuitul4-4'senchideiestealimentatbobi-na contactorului de accelerare 1A. Fig. 14.37. Schema pornirii n funcie de timp a unui motor de curent con-tinuu cu excitaie derivaie.Funcionnd,aceastainchide contactul su din circuitul2 - 2' scurtcircuitndprimatreaptde rezistenR1icontactul1A(circuitul5-5'),carenchide circuitulbobineireleului2T. Releul este reglat astfel nct s-inchidcontactulsunormal deschis, cu temporizare la nchi-dere(dupuntimpt2).nchi-dereaacestuicontactducela nchidereacircuituluibobineicontactorului2A(circuitul6- 6')alcruicontact2A(nchi-zndu-se)scurtcircuiteazia doua treapt de rezisten R2 din circuitul indusului. Fiindscoasedincircuitambeletreptederezisten,vaavealoc accelerareamotoruluipnlaviteza(turaia)nrprezzutde regimuldefuncionare.Trecereafuncionriimotoruluidepeo treapt derezisten pealtaareloc nmodautomat,fiind necesar numai comanda iniial de pornire (apsarea butonului P). Oprirea seefectueazprinapsareabutonuluiO,scoindu-seastfel de sub tensiune toate elementele schemei, cu excepia doar a circui-tului de excitaie a motorului. La motorul asincron treptele de rezisten pentru pornire se introduc n circuitul rotoric, prin urmare o astfel de pornire este posibil doar ncazulmotoarelorasincronecurotorbobinat.Schemadepornire (figura14.38)funcioneaznmodanalogceleiconsideratemai sus, cumeniuneaccontactoarele 1A i 2Ascurtcircuiteaz trep- PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 598 tele de 1R i 2Rrespectiv, pe toate cele trei faze rotorice. Scurtcir-cuitatfiindtreaptaderezisten2R,motorulfuncioneazn continuare ca un motor asincron n scurtcircuit, accelerndu-se pn la atingerea vitezei nr prevzute de regim. Fig. 14.38. Schema de pornire a unui motor asincron trifazatn funcie de timp: a contactoare cu releu pendular; b cu relee de timp. Contactoarele de linie L i de accelerare 1A pot fi prevzute n acest caz cu relee pendulare de timp, id est i cu contacte normal deschise cutemporizarelanchidere.Astfel,laactivizareabutonuluiPse alimenteaz bobina contactorului de linieL care nchide contactele Lpentrucuplareamotoruluilareeai,dupuntimpt1senchide contactultemporizatLdincircuitulbobineicontactoruluide accelerare 1A; acestai nchide contactele 1A din circuitul rotoric, scurtcircuitndtreptelederezisten1Rpetoateceletreifaze rotorice.Dup untimpt2 se nchide icontactultemporizat1Adin circuitul3-3',carenchidecircuitulbobineicontactoruluide accelerare2A;acestascurtcircuiteaziceade-adouatreaptde rezisten 2R prin nchiderea contactelor 2A, motorul funcionnd nValentin GUU 599 continuare ca un motor asincronn scurtcircuit, accelerndu-se p n la turaia nr prevzut de regim.De menionat:1. n lipsa contactoarelor cu relee pendulare de timp schema poate fi realizat cu contactoare obinuite de curent alternativ, utilizndu-se separat i relee de timp ca n figura 14.38, b. 2. n figurile 14.37 i 14.38, pentru simplificare, schemele nu conin elementeledeprotecie,deintr-oschemuzualintroducerea acestorelementenusepunelandoial(esteobligatorie,puri simplu).

PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 600 Valentin GUU 601 CAPITOLUL 15 SUDAREAELECTRIC. TEHNOLOGIA SUDRII 15.1.SUDABILITATEA METALELOR I ALIAJELOR Sudareaprezintunprocestehnologicdeunire(saumbinare)a dousaumaimultepiesemetalicenstaresolid,careulteriornu mai pot fi demontabile. Aceast mbinare se realizeaz prin aciunea forelor de coeziune ce apar ntre atomii marginali ai pieselor sudate Existena forelor de coeziune care permit sudarea pieselor, necesit unaport deenergie dinexterior,obinutcuajutorulinstalaiilorde sudare,prinnclziresaupresare.mbinareapieselorprinsudarea lor poate fi fcut cu material de adaos sau fr acesta.ngeneral, sudareaseaplicuneigamelargidemateriale,ca:oe-luri carbon i oeluri aliate, fonte, metale i aliaje neferoase, materi-ale metaloceramice i plastice etc. nprocesulsudriimetalelesecomportdiferit,aulocoseriede modificrincompoziiachimicinstructurametalului,astfel nctsemodificcaracteristicilemecanice,ceeacepoateinfluena negativ sigurana construciilor sudate, ulterior aflate n expluatare. S-a constatat c n timpul expluatrii construciilor metalice nu sunt suficientecaracteristicilemecaniceicalitilemetalelordestinate sudrii, determinate prin testri i ncercri curente. n vederea celor expusemaisusafostintrodusdefiniiauneinoiproprietiale metalelor sudabilitatea [12]:a pt i t udi ne a unui me t a l , c a pr i nt r - una numi t pr o -c e de u i pe nt r uuna numi t s c op , s a s i gur e n mbi n r i l e s uda t e c a r a c t e r i s i t i c i l e l oc a l e i ge -ne r a l e pr e s c r i s e une i c ons t r uc i i s uda t e .Sudabilitatea poate fi apreciat prin complexitatea precauiilor (con-diiidemediu,prenclzireetc.),necesarelarealizareambinrilor sudate. n continuare ne vom limita doar la enumerareaunor astfel PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 602 de condiii, fr a intra n detalii cu care cititorul poate lua cunotin-nlucrarea[12]:condiiiledesudabilitate(comportareai siguranalasudare);comportareametalelorlasudare(com-poziiachimic,coninutuldecarbon,coninutuldeelementede aliere); comportarea tehnologic; comportarea constructiv; comportarea nexpluatare. Ceamaibunsudabilitateseobineprinaceametoddesudarela carecusturarezultcucaracteristicimecaniceiproprietide plasticitate mai bune, fr modificri ale proprietilor iniiale. Sub acest aspect, sudabilitatea la principalele metode de sudares c a d e n ordinea dat mai jos: sudarea prin presiune; sudarea cu jet de plasm; sudarea n baie de zgur; sudarea sub strat de flux; sudarea cu electrod nvelit; sudarea cu flacr. 15.2. CLASIFICAREA MBINRILOR SUDATE mbinrilesudate, n funcie de procedeul concret de sudare, pot fi obinute printopire sau prin presiune. 15.2.1.mbinri obinute prin topire Dupseciuneatransversalacordonuluidesudarembinrile sudate prin topire pot avea: seciune de tip pan, care se obine prin sudarea cape-teloralturateatablelorsauaprofilelordeasamblatpeoparte (figura 15.1, a) sau pe ambele pri (pan dubl, figura 15.1, b); seciune de tip echer (sudurnLsaunD)carese obinelasudareatableloraezatepecol,suprapuse,pemuchie (figura 15.1, c). Duppoziiileprincipale alecusturii, mbinrile sudate pot avea(figura 15.2): Valentin GUU 603 custuri orizontale,ncazulmbinrilorcapncapa tablelor orizontale (figura 15.2, a), oblice (figura 15.2, d) sau verti-cale(figura15.2,e),ctiambinrilordecolatablelor(figura 15.2, b), n jghiab (figura 15.2, c) sau perei nclinai la 45 (figura 15.2, f ); Fig. 15.1. Clasificarea mbinrilor sudate dup seciunea transversal a cordonului de sudur: a, b seciunea I (tip pan); c seciunea tip echer Fig. 15.2. Clasificarea mbinrilor sudate dup poziiile principaleale custurii. custuriverticale,ncazulmbinrilorcapncap (figura 15.2, g) sau de col (figura 15.2, h); custuri de plafon(pestecap)ntlnitedeasemenean cazul mbinrilor cap n cap (figura 15.2, i) sau de col (fig. 15.2, j); Dupclasadeexecuiembinrilesudatepotfimpritenurm-toarele clase: clasa de execuie I,laconstruciilesudate deosebit de solicitate,aaca:poduri,macarale,recipientesubpresiunesupuse la temperaturi, vehicule etc. Aceste suduri sunt supuse unui control radiografic integral; clasa de execuie II, aplicat la solicitri medii: diver- PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 604 seconstruciimetalice,conducte.Auprescripiiobligatoriipentru recepie i control radiografic parial;clasa de execuie III,lalucrristaticesupusesolici-trilorreduse,cumarfi:stlpiibalustrade,scrietc.Larecepie nu sunt supuse testrilor speciale. Dup poziia relativ a pieselor ce se asambleaz mbinrile pot fi: cap n cap,cucusturdirect(figura15.3,a)icueclis (figura 15.3, b); Fig. 15.3. Poziia relativ a pieselor ce se asambleaz (clasificare mbinri). suprapuse,cucusturde margine (figura 15.3, c); Dup forma suprafeei exterioa-re a cordonului de sudur, mbi-nrile sudate pot fi: plane(figura15.4,a)cu suprafaaexterioarplan,cea maiobinuitformasudurilor de col; Fig. 15.4. Forma suprafeei exterioare a cordonului de sudare (clasificare mbinri). conexe(figura15.4,b),su-, prafaa exterioar ngroat, care este forma cea mai indicat a sudurilor de col; concav (figura 15.4,c), cu suprafaa exterioar concav, uti-lizatlasuduridecolpentruconstruciilesupusesarcinilorde oboseal. Aceast form se prescrie n caietele de sarcini. Dup poziia cordoanelor de sudur fa de direcia sarcinii mbi-nrile sudate pot fi: frontale (figura 15.5, a); Valentin GUU 605 laterale (figura 15.5, b); combinate (figura 15.5, c). Fig. 15.5. Clasificarea mbinrilor sudate dup poziia custurilor fa de direcia forei de solicitare. Dup continuitate mbinrile sudate pot fi: continue; discontinue, putnd fi dispuse fa n fa sau n zigzag (fi-gura 15.6.). Fig. 15.6. Custuri discontinue. 15.2.2.mbinri sudate obinute prin presiune. Clasificare Dup starea metalelor presate, se deosebesc: mbinrisudaterealizateprinpresareametalelor nclzite; mbinrisudaterealizateprinpresareametalelor nenclzite. Dup poziia relativ a pieselor ce se asambleaz, mbinrile suda-te pot fi: cap n cap (figura 15.7), prin refulare i cu topire superficial; PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 606 cumarginisuprapuse(figura15.8),npunctesaunlinie continu sau ntrerupt. Fig. 15.7. mbinri sudate cap n cap. Fig. 15.8. mbinri sudate cu margini suprapuse ncontinuarenevomlimitadoarlaenumerareaicaracteristicile fundamentalealetipurilordesudareutilizatepelargnpractica industrialideproducere,fraintranamnuntelefiecruitip, lucru care, n caz de necesitate, poate fi fcut apelnd la publicaiile de profil, ca [12] i altele . 15.3. SUDAREA CU ARC ELECTRIC Elementulprincipalaluneiinstalaiidesudarecuarcelectriceste sursa de curent electric, care poate fi: surs decurent conti-nuu;sursdecurent alternativ.Dupcurentulmaximde sudare se deosebesc: sursepentru cureni de sudareredui pn la maximum180 A, destinate sudrii manuale cu electrozi ntre 1,5 i 4 mm; sursepentrucureni de sudare pn la350 A , destinate sudrii manuale cu electrozi de 2 6 mm i montate pe roi; sursepentrucurenidesudaremari(60010001500)A, destinate sudrii manuale cu electrozi groi peste 8 mm diametru i sudriisemiautomateiautomate.Grupurileitransformatoarele pnla1000Asuntmontateperoi,iarncazulalimentriimai multor posturi sunt staionare. Sudarea cu arc electric poate fi: cu electrozi fuzibili nvelii; automat, sub strat de flux (figura 15.9); cu electrod fuzibil (figura 15.10); Valentin GUU 607 Fig. 15.9. Main de sudat sub strat de flux autoghidat i automat: 1 buncr cu fondant; 2 panou de comand; 3 arztorul; 4 bobin de srm-electrod. Fig. 15.10. Instalaie de sudare cu s-rmde electrozi fuzibil, A 9 / 400: 1 transformator; 2 derulator (capt de co- mand); 3 furtun; 4 arztor (pistolet) de sudare; 5 butelie; 6 regulator tensiune. cu electrod nefuzibil. n acest caz arcul electric este amorsat n-tre doi electrozi nefuzibili sau un electrod nefuzibil i piesa de sudat cu sau fr materialul de sudat.Protecia bii de metal topit i a arcului se obine printr-un gaz inert argonsauheliu,sauunamestecalacestora.Majoritateameta-lelorsuntsudatecucurentcontinuu,electrodulfiindconectatla borna negativ; tablele subiri de Al, magneziu i aliajele respective sunt sudate cu polaritatea invers.Sudareacuarculelectriccuelectrodnefuzibilnmediudegaze inerte poart denumirea deprocedeu WIG (Wolfram-Inert-Gaz), la carearculseproducentreunelectroddewolframipiesade sudat,iarproteciaseasigurcuuncurentdegazinertsuflatn jurulelectrodului(figura15.11,aib).Aceastmetodseaplic uneigamefoartelargidemetale:oeluri(slabaliatecucrom-molibden, oeluri de nalt rezisten, oeluri feritice i martensitice, PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 608 oeluriinoxidabile),metaleuoare(aluminiu,magneziu),materiale refractare (wolfram, vanadiu, molibden, zincroniu), cupru i aliajele sale, metale preioase i altele. Fig. 15.11. Sudarea WIG: a principiul sudrii;1 electrod de wolfram; 2 suportul contactor al electrodului; 3 gaz inert; b arztoare WIG: 1 arztor creion; 2 arztor cu cap rotativ; 3 arztor cu cap mi-niatur; 4 arztor obinuit. Altevariantedesudarecuelectrodnefuzibilsuntsudareacuhid-rogenatomic(figura15.12)isudareacujetdeplasm(figura 15.13). La temperatura nalt a arcului hidrogenul biatomic disocia- Fig. 15.12. Principiul de sudare cu hidrogen atomic: 1, 2 electrozi nefuzibili; 3 mediul de hi-drogen; 4 piesa; 5 vergea de adaos. Fig. 15.13. Sudarea cu get de plasm: 1 electrod de wolfram; 2 ajutaj de cupru;3 ajutaj de ceramic; 4 gaz plasmagen; 5 gaz protector; G1 i G2 surse de curent. z n monoatomic (H2 2 H), absorbind o cantitate de cldur din arc.Lacontactulcupiesasaumaterialuldeadaoscutemperaturi mai coborte, reacia este invers, cu degajare de cldur. Valentin GUU 609 ncazulsudriicujetdeplasm,pentruobinereacelormaibune rezultate, n prezent se folosete un arztor cu trei cureni de gaz (fi-gura 15.13): argon ca gaz plasmogen; argon cu hidrogen ca gaz de focalizare; argon sau alte amestecuri drept gaz protector la ex-teriorul gazului de focalizare pentru protecia acestuia [12 ]. 15.4. MSURI DE TEHNIC A SECURITII Nerespectarea regulilor de tehnic a securitii muncii poate produ-ce aa accedente, ca : mbolnvireaochiloriarsurialepielii,provocatederadiaiile arcului electric; arsuri i rniri produse de scntei, picturi de metal, de zgur sau de piesele nfierbntate; intoxicri provocate de la gaze i fumul degajat; incendii cauzate de scnteile mprtiate de arcul electric; ordinare...electrocutri. Sursele de curent, masa de lucru trebuie s fie legate la priza de p-mnt nainte de punerea lor n funciune (este treaba electricienilor). Sudorul trebuie s lucreze numai pe covoare de cauciuc sau pe gr-taredelemnimbrcatcuechipamentdeprotecie:mnui,or din piele, bocanci, care s-l apere att de stropi ct i de radiaii. Se interzice sudarea pieselor vopsite sau n preajma substanelor infla-mabile (se pot provoca incendii). Cablurile de sudare trebuie s fie n stare perfect. Nu se admite le-garea pieselor i apoi izolarea lor cu band izolatoare. Mtile i ecranele trebuie s protejeze complet faa, gtul i urechi-lesudorului.Lacurareazgureiiapicturilordemetal,sudorul trebuiespoarteochelarideproteciecuvizoaredesticlneco- lorat.Locurilefixedesudareseamenajeazcugurideaspirare pentru gazele i fumul ce se degaj n procesul sudrii, bine se ven-tileaz. Pe antiere (de construcii sau navale) n locuri periculoase, sudoriipoartcenturidesiguransaulucreazpescaunesus-pendate. PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 610 Valentin GUU 611 CAPITOLUL 16 ILUMINAREAELECTRIC 16.1.NOIUNI I UNITI 16.1.1. Energia radiant, fluxul de lumin Dincursuldefizic estecunoscutc toatecorpurilecuo tempera-tur superioar nulului absolut, sunt capabile s emit (radia) ener-gieradiant. Aceast energie se propag sub forma de osilaii elec-tromagnetice cu lungimi de und diferite, de care depinde frecvena acestor oscilaii; l u n g i m e a d e u n d se calculeaz astfel: = c/v,(16.1) undeestelungimeadeund,m(deobiceisemsoarnnm:1 nm =10 9 m); c viteza propagrii emisiei (viteza luminii este egal cu 3 10 8 m / s); v frecvena oscilaiilor electromagnetice, Hz.Emisiapoatefiuniformicomplex;dacareloccuosing-ur lungime de und, atunci se numeteu n i f o r m , n caz cont-rar ea se numetec o m p l e x . Majoritatea surselor moderne de luminemitnmediulnconjurtorenergieradiant,alctuitdin unde electromagnetice de lungime diferit. Cantitateadeenergieemisntr-ounitatedetimpestenumit flux radiant; unitatea de msurare watt (W). Energia radian-t existent n natur i care se propag (rspndete) cu lungimi de und ntrezecimi de mm i pn la 1000 km, este doar parial per-ceputde organul de vz omenesc: numai lungimile de und ntre 380 i 760 nm . Restul rmne neobservat de ochiul omenesc! Partea energiei radiante (fluxului radiant) percepute de ochiul ome-nesc i care creeaz senzaia de lumin se numeteflux de lu-min ().Fluxul delumin,ca ifluxulradiant poate fimsurat n wai; dar n practic fluxul de lumine se msoar nl u m e n i PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 612 (lm).Ceprezint1lm?Olumnareobinuit(destearin)emite un flux de lumin de 10 15 lm, iar un bec cu incandescen la 15 W i 220 V 105 lm. 16.1.2. Densitatea de suprafa a fluxului de lumin. Luminozitatea Fluxul de lumin, cznd pe o suprafa o ilumineaz. Pentru o eva-luare cantitativ a densitii fluxului de lumin pe o suprafa lumi-nat este utilizat noiunea deluminozitate, egal cu: E = / S, (16.2) undeestefluxuldelumin(lm)cecadeuniformpesuprafaa dat, iar S suprafaa luminat (m2). Unitatea de msur a lumino-zitii se numetel u x(lx) i este egal: 1 lx=1 lm / 1 m2.Luminozitatea unui punct depesuprafaailuminat poate fi deter- Fig. 16.1. Stabilirea dependenei luminozitii de puterea luminii. minat prin puterea luminii(aceasta estedensitateafluxuluiluminosnspaiu)uneisursepunctiformede lumin.Aa,unelementdSalsup-rafeiiS(figura16.1)esteiluminat deosursdeluminA.Sepresu-punedatputerealuminiiacestei surse,Ioidistanadintresursade lumin A i elementul dS egal cu l. Unghiul format ntre normala pe su-prafaa dS i direcia luminii esteo, iarunghiulspaialelementar(parte aspaiului,mrginitdeosuprafa conic) de; acestadinurm este egal cu:dS cos o de =.(16.3) l 2 Valentin GUU 613 Fluxul elementar de lumind ce cade pe elementul dS al supra-feei este egal [13]: Io dS cos o d = I de= .(16.4) l 2 Conform relaiei (16.2), n cazul iluminrii neuniforme a suprafeei, luminizitatea se calculeaz ca E = d / dS i, substituind d d Io dS cos o Io cos o E == = , (16.5) dSdS l 2l 2 adic luminozitatea unui punct al suprafeii iluminate ce se afl sub un unghi o fa de fluxul de lumin ce cade pe suprafa, este direct proporionalcuputerealuminiindreptatspreeaicosinusului unghiuluidintrerazadelumincecadeinormalapesuprafaa iluminat i inversproporional ptratului distanei punctului ilumi-nat de la sursa de lumin. Dac suprafaa iluminat este perpendicu-lar fluxului de lumin, atumci o = 0, cos o = 1 i luminozitatea I E =.(16.6) l 2 Exemplu 1. S se calculeze luminozitatea medie la suprafaa mesei egal cu 0,9 m 2, dac deasupra mesei se afl o lamp electric incandescent de 60 W i 220 V, cu un flux de lumin egal bec = 790 lm. Pe suprafaa mese cade un flux de lumin mas =0,1 bec.mas =0,1 bec =0,1 790 = 79 lm. Conform expresiei (16.2) luminozitatea medie a suprafeei mesei va fi egal: E = mas / S= 79 /0,9 =88 lx. PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 614 Exemplu 2. n mijloculcamerei la o nlime de 3mdelapodeaseaflsursadelumin.Ssecalculeze luminozitatea la nivelul podelei, n centru punctul C i laodistande2mdelacentrunpunctulB,dac puterealuminiisurseintoatedireciileestede200 candele (cd).Luminozitatea la podea (v. figura alturat) n centrul C este(expresia 16.6):E = I/ AC 2 = 200/3 2 = 22,2 lx.

Luminozitatea n punctul B se calculeaz conform relaiei (16.5): Io cos o200 0,83 E === 13 lx. AB 23,6 2 Aicicos o = AC / AB (v. figura);distana AB ca hipotenuza triunghiului ABC este egal: AB =AC 2 + SC 2 =32+22=3,6 m, i deci,cos o = 3 / 3,6 = 0,83. 16.1.3. Luminana (strlucirea) Fluxul de lumin de la o surs dat, cznd pe suprafaa unui obiect oarecare, este parial reflectat de aceast suprafa. n ochiul obser-vatorului ptrunde doar o parte din fluxul de lumin, reflectat de su-prafaaobiectului,careprovoacpercepereavizual.Cuctmai mareesteaceastparteafluxuluide lumin,cuattmaiputernic este perceperea vizual a obiectului. La o luminozitate egal, perce-perea vizual a suprafeelor obiectelor cu nuane de culoare i capa-citi de reflectare diferite, este de asemenea diferit. Estefirescastfelcsuprafaeuneibuceledecret,ceposed capacitiderefle-ctaremainaltedectsuprafaauneiparcelede crbune,vareflectaopartemaimareafluxuluideluminspre ochiul observatorului i va fi mai bine vzut.Aadar, un obiect iluminat se vede cu att mai bine, cu ct mai ma- Valentin GUU 615 reesteputerea luminii(densitatea fluxuluidelumin) reflectat Fig. 16.2. Luminana suprafeii.desuprafaaluindireciaochiului observatorului i cu ct mai mare este aceastsuprafavzut.Cantitativ, condiiilevizualesecaracterizeaz prinmrimea(valoarea)luminan-ei. Luminanauneisuprafee iluminate ntr-o direcie oarecareeste raportul puterii luminii radiate de sup-rafa n direcia dat i aria proieciei suprafaei iluminate pe planul perpendicular aceleiai direcii. Dac razeledeluminreflectatedesuprafa,cenimerescnochiul observatoruluisuntperpendiculareacesteisuprafee,atuncilumi-nana suprafeei iluminate este egal L = I / S ,(16.7) undeLesteluminana,Iputerealuminiiperpendicularepesup-rafaailuminat,cd(candele);Sariasuprafeeiiluminate,m2 (figura 16.2). Dac ochiul observatorului vede suprafaa iluminat sub un unghi o dintre normala suprafeei i linia de vedere, el observ doar o parte a acestei suprafee, adic proiecia ei pe planul liniei de vedere: S1 = = S cos o (figura 16.2). Pentru o suprafa iluminat uniform lumin-ana, n orice direcie, este Lo = Io / S cos o.(16.8) Noiuneadeluminancaracterizeaznunumaisuprafeeleilumi-nate, ci i izvoarele (sursele) de lumin. Unitatea de luminan este candela pe metru patrat, cd / m2 . Aa, o surs de lumin cu forma de sfer i diametrul D, care radia-zuniformntoatedireciileoputeredeluminI,posedo luminanL = I / Ssfer .(16.9) PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 616 tiindcproieciasfereintoatedireciileesteegalcuariacerc-ului, se poate calcula luminana medie a unei sfere radiante: L = 4 / t D 2.(16.10) Luminana medie a unui cilindru radiant n direcia normalei pe ax este L = I / D l , (16.11) unde Di L sunt diametrul i lungimea cilindrului, m. 16.2. SURSE DE LUMIN16.2.1. Lampa cu incandescen Surseledeluminpotfimpritendougrupe:1)bazatepe emisie termic i 2) tuburi cu descrcare n gaz. Din primul grup fac parte lmpile cu incandescen de uz general i lmpile halogen, din al doilea grup lmpile tubulare de presiune joas, lmpile cu vap-oridemercurdepresiunenalt,tuburilecuxenon,lmpilecu vapori de sodiu (natriu) de joas i nalt presiune. Lmpile cu incandescen funcioneaz n baza principiului iradierii termice. Conin un filament (figura 16.3) parcurs de curent electric care l infierbnt pn la starea de incadescen. Filamentul se fab- Fig. 16.3. Construcia unei lmpi incadescente de uz general: 1 colb; 2 spirala (filamentul); 3 crlige; 4 lenti-l; 5 tabic; 6 electrozi; 7 lopele; 8 tangel; 9 soclu; 10 izolator; 11 contactul inferior. Materiale:awolfram;sticl;molibden; nichel; cupru, oel, nichel; cupru; - mastic de soclu; alam, oel; plumb,cositor (staniu).bricdintr-unmetal cu fuzibilitate grea wolfram (temperatura de topire n jur de 3400C), se nfierbnt pn la 2500 2700C. Cu ct mai nalt este temperatura filamentului, cu att mai mult lumi-Valentin GUU 617 neman.Acesttipdelmpiposedtotui,unrandamentfoarte sczut:doar24%dinenergiaelectricconsumatsetransform nenergiacare,practic,sevedelumin,restulsecheltuieise transformncldurainutilispectruldeluminlacareochiul este insensibil. Dar, deiacest tip de lmpi nu este unul ecomomi-cos,datoritconstrucielementare,preuluiredusiexpluatrii simple, este pe larg utilizat pentru iluminare blocurilor rezideniale, teritoriilorincperilorauxiliarealentreprinderilorindustrialei cldirilorpublice,pentruiluminareamediilorexterioare.nfigura 16.3 este reprezentat construcia unei lmpi cu incadescen. Lm- pile pentru puteri pn la 150 W se fabric dearte, adic fr aer ncolb,ceeaceprotejeazfilamentuldinwolframdeoxidarei majoreaztermenuldefuncionare.Pentruputerimaimari(>150 W) lmpile cu incandescen se fabric umplute cu gaze inerte; me-diulgazatcenconjoarfilamentulincandescentlprotejeazde evaporare, crete temperatura filamentului i fluxul de lumin. Ast-fel,temperaturafilamentuluilmpilorcugazestemainaltdect ale celor cu vacuum, cu acelai termen (durat) de funcionare. Dar prezenaunuimediugazatmajoreazpierderilepecontulcldurii, ncomparaiecuceldevid.Colbeleseumplcugazegrele,cuo conductibilitate redus a cldurii, cum ar fi argonul cu un adaus de azot(1416%).nultimavremetotmaifrecventestefolositun amestecdecripton-xenoncarepermiteomajorareconsiderabila temperaturiifilamentuluii,deciafluxuluidelumin.nsprodu-cereaanevoiasaacestorgazerare(criptonixenon)nupermite fabricarea acestor lmpi n cantiti semnificative. n scopul minim-izrii pierderilor filamentul are form de spiral sau bispiral; astfel de lmpi la puterea de 40, 60 i 100 W se produc i cu vacuum, i cu cripton. Caracteristicile de baz ale lmpilor incandescente sunt: tensiunea nominal,puterea(electric),fluxuldelumin,randamentul luminos idurata de ardere [13]. Se fabric de asemenea lmpi incandescente cu unstrat ref-lector (lmpi lucioase sau lmpi-oglind) care difer de cele obi-PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 618 nuite prin construcia i forma colbei. Suprafaa colbei din jurul so-cluluiacestorlmpiesteacoperitcuunstratlucios(oglind)de aluminiu sau argint, iar partea inferioar a colbei este opac (mat). Stratul reflector este un bun reflector i, datorit lui, n dependen de mrimea prii reflectoare a colbei fluxul de lumin poate fi dire-cionatpeaxalmpiisubformaunuifascicul(concentrat)saua unuijetmailarg.Deci,lampareflectoareestesimultanisurs,i armtur de iluminare; n lipsa armturii de iluminare trebuie s fie luate msuri de protecie a colbei contra defectrilor mecanice. Lmpile reflectoare sunt folosite pe larg pentru iluminare edificiilor industriale (nalte), atunci cnd este necesar de a creea o zon cu lu-minozitatemajor,lafelcaipentruiluminareaexterioaratere-nurilor deschise (transformatoare, terenuri sportive etc.). nedificiipublicelmpilereflectoaresuntfolositefrecventpentru iluminareancperilorlargiideparad(discoteciislidefesti-viti, foaiere), la fel ca i pentru iluminarea unor elemente de arhi-tectur.Acestelmpi,instalatepeperimetrulncperilornscafe (carnie) speciale, creeaz o iluminare reflectat i relativ uniform. Tendina savanilor de a majora randamentul de lumin i durata de lucrualmpilorincandescenteaconduslacrearealmpilorcuun ciclu wolfram-iodic(lmpile halogenice).Acestea prezintocolbcilindriccuundiametrude712mm,fabricat din sticl de cuar refractar i umplut cu o cantitate anumit de iod i de gaz inert bine curat (argon, xenon saucripton ). Filamentul din wolfram este instalat pe axa cilindrului. Sub influena tempera-turii nalte a filamentului vaporii de iod se deplaseaz spre pereii fierbini ai cilindrului (colbei).ntrndncontactcupereiifierbiniaicolbei,vaporiideiod formeaz,cuparticuleledewolframdepusepesuprafaacolbein urmavaporizriiacestuiadinfilament,osubstangazoaswol-framul iodat. Acesta, atingnd filamentul incandescent, se descom-puneniodiwolfram;iodaesteantrenatdinnounciclulde funcionarealmpii,iarwolframulsedepunepefilament.Secre-eaz astfel un ciclu interminabil. Valentin GUU 619 Randamentul de lumin al lmpilor cu ciclu iodic este cu 15 20% maimaredectallmpilorobinuite,iarprinduratadelucrule depetededouori(2000h).nindustriarespectivseproduc lmpi halogenice de 1,1,5 i 2 kW.Lmpile cu ciclu iodic nu sunt pe larg folosite din cauza procesului tehnologicdefabricarecomplicati,decicostullornalt.Sunt utilizateninstalaiideiluminareexterioaricelmaifrecventn ultimavremenindustriaconstructoaredeautomobile,casurse puternice (de multe ori chiar prea!) de lumin. 16.2.2. Lmpi luminiscente cu presiune sczut Randamentul foarte sczut al lmpilor incandescente a fost motivul careaconduslacreareaunorsursedeluminmaieconomicoase, bazatepefenomenulluminisceneiinupeprincipiulemiteriiter-mice.Acestfenomenestelegatdecapacitatealuminiscentasub-stanei, ce apare n anumite condiii, sub influena energiei electrice sauradiante.Funcionarealmpiiluminiscentesebazeazpeutili-zarearadiaiei ultraviolete a vaporilor de mercur de presiune joas, Fig. 16.4. Aspectul general al unei lmpi luminiscente:1 soclul; 2 colba (tubul); 3 vapori de mercur; 4 strat de luminofor; 5 pi- voi de contact; 6 electrod. cucareesteumplutcolba(sautubulnacestcaz)lmpii,latre-cereacurentuluielectric(electroluminiscen)iconvertireaulteri-oar a radiaiei ultraviolete invizibile n radiaie de lumin, cu ajuto-rul unor substane speciale cristaline luminofori. Constructivlampaprezintuntubcilindricdesticl,lacapetele cruia,nsoclurisuntmontaielectroziibispiralidinwolfram.Pe suprafaa interioar, n toat lumgimease aplic un strat subire de praf de substan cristalin luminofor (figura 16.4). Dup evacua-rea aerului (6 10 3 1 10 2mm st. mer.) n interiorul tubului se introduceopictur(2030mg)demercurcarenprocesulde funcionarealmpiiseevapor,iocantitatemicdegazcurat PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 620 argon care frneaz procesul de evaporarea wolframului electrodic i favorizeaz aprinderea lmpii. Ca luminofor pentru fabricareal-mpilorluminiscentedepresiunejoasestefolositgaliufosfatulde calciucuodozdemanganistibiu.Modificndproporiile componentelor luminoforului, pot fi obinute tuburi luminiscente cu diferitenuanedeculoareafluxuluidelumin.Industriaprodu-ctoarefabricvreocicncitipuridelmpicaresedeosebescprin culoareafluxuluideluminradiat:lmpilumin-de-zi;lmpi lumin-de-zicuoemisiecolormbuntit;lmpiluminalb; lmpiluminalb-cald;lmpiluminalb-rece.Pentrublocuri rezidenialeidedestinaiepublicsefabriclmpisunformadeUiW,iarnscopuridecorativeogamdelmpicolorate (dizainul foaierelor, a slilor de spectacole, a scenelor). Pentru aprinderea lmpilor luminiscente n practic sunt folosite trei metode:1aprinderecuimpulsuri(custarter);2aprindere rapid fr starter; 3 aprindere instantanee fr starter. 1.Aprindere cu starter (cu impulsuri) Pentru aprinderea lmpii i funcionarea ei normal este necesar un starter (sau aprinztor), un drosel i condensatoare. Starterul prezin-tunreleutermiccareservetepentruconectareaideconectarea nclzirii prealabile a electrozilor, se instaleaz ntr-o colb de sticl umplut cu gaz inert, cel mai frecvent neon (figura 16.5). Releul are doi electrozi, unul bimetalic i cellalt din metal. ntre electrozi un spaiu de 2 3 mm,caresestabiletedectrefabricaprodu-ctoare i care depinde de tensiunea reelei de alimentare; tensiunea deaprinderealmpiicuneontrebuiesfiemaimicdect tensiunea reelei i cea de aprindere a lmpii luminiscente cu electr- ozi reci. Drossel-ul care prezint o bobin cu miez din tole de oel, servete unei aprinderi mai uoare a lmpii i, de asemenea, limitea-z curentul i asigur un regim stabil de funcionare. Schema elec-triceste dat n figura 16.6. Acestdrossel ns aduce un consum suplimentardeenergie(~20%)imicoreazrandamentulde puterela0,50,6.Pentrumajorarearandamentuluideputeren schem este prevzut condensatorul C1; o astfel de schem cu con-Valentin GUU 621 densator se numete schem compensat. n ce privete con-densatorul C2, acesta este prevzut pentru a lichida radioperturbaii-le ce apar n urma funcionrii lmpii Fig. 16.5. Construcia schematic starter: 1 borne; 2 electrod metalic; 3 colb de sticl; 4 electrod bimetalic; 5 gaz neon; 6 - soclu Fig. 16.6. Schema conectrii lmpii luminiscente n reea: 1 drossel; 2 starter; 3 lampa;C1 i C2 condensatoare. . Schemamenionatestesimplisuficientdeieftin,deaceease folosetepelargntehnicailuminrii.Arensaceastschemcu starter i unele dezavantaje defectarea frecvent a starterelor, care micoreazsiguranaifiabilitatealorpractic.Aproximativ80% din armtura (sau corpurile) de iluminare, fabricate n industriaele-ctrotehnic sunt prevzute cu startere de aprindere a lmpilor.Existmultipleschemedeconectare,pentruunasaumaimulte lmpi luminiscente; n instalaiile pentru iluminare cel mai frecvent este folosit schema cu dou lmpi i defazaj artificial (sau schema cu divizare a fazei). 2. Aprindere fr starter npracticsuntfolositeunnumrmaredeschemedeaprinderea lmpilorluminiscente,frstarter;printreacesteasenumri schemeledeaprindererapidiaprindereinstantanee.Schemele deaprindererapidsemaimpartndougrupe:1)cutransfor-matoare i 2) scheme de rezonan.Cudetaliireferitoarelaacesteschemedeaprindere,lafelcaila caracteristicileiparticularitiledeexpluatarealmpilorluminis-cente, cititorul poate lua cunostin n surse mai specializate [13]. PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 622 16.2.3. Lmpi cu arc (mercur-cuar) cu presiue ri- dicat i crominan (coloraie) corectat Pentru iluminarea unor edificii industriale mari i nalte (peste 6 m) ncarenuestenecesaroredarecorectacoloraiei,lafelcai pentru iluminarea strzilor i a pieelor sunt folosite lmpile lumini-scente cu arc i mercur sub presiune nalt. n lmpile obinuite cu mercur,nprocesuldedescrcarenvaporidemercurspectrul radiaiei nu conine razele de culoare roie, ca urmare coloraia obi-ecteloriluminateesteputernicdistorsionat.nlmpilecuarceste utilizat un luminofor special care, fiind influenat de rezele ultravio-lete ale descrcrii, radiaz o lumin portocalie-roie; astfel se poate corecta crominana radiaiei lmpii. Constructiv(figura16.7)lampacuarcmercur-cuar(LAMC)este constituit dintr-un tub de cuar 2 umplut cu gaz argon i o pictur dozat de mercur care uureaz aprinderea lmpii. La capetele tubu-lui suntinstalai doi electrozi de baz din wolfram activat 3 (figura 16.7, a) sau la cei doi electrozidebaz 7 suplementar se mai adau- Fig. 16.7. Construcia lmpilor cu arc mercur-cuar (LAMC). Fig. 16.8. Schema de conectare aunei lmpi cu arc mercur-cuar. gdoielectrozi8careuureazapariiadescrcriintreceidoi electrozi de baz (figura 16.7, b). Tubul de cuar se introduce ntr-o colb din sticl refractar 1, suprafaa intern a creia este acoperit Valentin GUU 623 cu un strat luminofor 4. n calitatea de luminofor de baz este folo-sit ftorgermanatul de magniu, activat cu mangan. Schema principial de conectare la reeaua 220 V este reprezentat nfigura16.8.nmomentulconectrii,condensatorulCsencarc prin redresorul D i rezistena de limitare R. Cnd tensiunea pe con-densator atingeo valoare anumit, prin eclatorul (descrctorul) C sedescarcpebobinasuplimentaradrossel-uluiB;nbobinade bazaacestuiaapareunimpulsdetensiunenalt,careaprinde lampa.Avantajulmajorallmpiicu4electrozi(figura16.7,b)n comparaiecuceacudoielectrozi(figura16.7,a)constnfaptul cpentruaprinderea ei nu este necesar instalaia deaprindere dinfigura16.8.SefabricLAMClatensiuneade220Viputerede 250, 500, 750 i 1000 W cu doi electrozi i la puterea de 80, 125, 250,400,700i1000Wcupatruelectroziicuunfasciculde lumin de 3200, 5600, 11000, 19000, 35000 i 50000 lm. Randame-ntul luminos este mai nalt dect la lmpile incandescente, dar mai mic dect la lmpile luminiscente i alctuiete ntre 40 i 55 lm/W. 16.2.4. Lmpi de descrcare speciale n afar de lmpile luminiscente de presiune joas i lmpile cu arc mercur-cuar (LAMC) sunt utilizate i alte tipuri de lmpi de desc-rcaren gaze: lmpi xenon, cu natriu, lmpi eritem i bactericide.Lmpile xenon. Aceste lmpi cu descrcare n vapori de xenon au un spectru de radiaie aproape de spectrul solar, de aceeaasigur o crominan bun a obiectelor luminate. Deoarece n industrie aceste lmpi se fabric de putere mare 5, 10 20 i 50 kW, ele pot fi folo-sitedoarniluminareaedificiilornalte(peste20m),apieelor oreneti,aspaiilorlargiideschise,acomplexelorsportive,a staiilor de cale ferat etc. Randamentul luminos al lmpilor xenon este mai mic dect al lmpilor mercur-cuar cu presiune nalt i al-ctuiete 19,6 30 lm / W. Lmpilecunatriu(cudescrcarenvaporidenatriu).Radiazo luminpredominantgalben,deaceeasuntfolositelimitatpentru iluminareageneralancperilor,maifrecventpentruiluminri decorativ-artistice,pentruiluminareaautostrilor,interseciilori PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 624 pieelor.Lmpilecunatriusuntdintrecelemaieconomicoase, randamentul luminos depind 100 lm / W. Se fabric la puteri ntre 45 i 140 W, cu un flux de lumin egal cu 2500 10000 lm. Lmpile eriteme. Prin construcie nu se deosebesc de lmpile lumi-niscente de presiune joas. Au colba construit din sticl uviol (tra-nsparent la ultraviolet), acoperit pe dinuntru cu luminofor. Sunt folositepentruiluminareicompensarealipseiultravioletului,se utilizeaznspitaleiinstituiipentrucopii,ncperiindustriale lipsite de lumin natural i n zonele geografice de nord n orice tip de instalaii de iluminare. Se fabric aceste lmpi de putere mic 15, 30, 40 W. Lmpibactericide.Constructivdeasemeneanusedeosebescde lmpile luminiscente de presiune joas i se folosesc pentru dezinf-ectarea aerului, apei i a produselor alimentare. Lmpile prezint un tubdinsticluviol,umplutcuunamestecdinvaporidemercuri argon,frstratuldeluminofor.Sticlauviolpermitetrecereaunei pri de radiaie ultraviolet care acioneaz destrugtor asupra bac-teriilor duntoare. Se fabric lmpi bactericide de diferite tipuri, la puteri de 15, 30 i 60 W. Cu aceasta vom ncheia acest paragraf i capitol, contientiznd de-sigur faptul c o mare parte din aceast materie, practic important n iluminarea electric, rmne n afara lui: dispozitive i corpuri de iluminatcuclasificaiaiindicatoriilorfototehnici,principiilede proiectareapriifototehnicealeinstalaiilordeiluminareetc. Dreptconsolarenepoateslujidoarfaptulcceicointeresain nformaiemaiprofundvorfacetotposibilulsconsultesurse specializate, printre care i lucrarea [13] menionat anterior. Valentin GUU 625 CAPITOLUL 17 ALIMENTAREA CU ENERGIE ELECTRIC 17.1.INTRODUCERE Dezvoltarea economic a oricrei ri este indisolubil legat i total dependent de prezena i creterea permanent a resurselor energe-tice. Energia electric determin nivelul industrial i cel al sectoru-luiagrarneconomianaional.Majorareaconsumuluideenergie electric se datoreaz nu numai creterii, ci i schimbrilor calitati-ventoatedomeniileeconomieinaionaleauneiriprosperei industrial dezvoltate. Oparte considerabildinenergia electricesteutilizatpentru ali-mentareaspaiilor locative i a edificiilor publice, a ntreprinderilor industriale, comunale i de comer, a oraelor i a localitilor rura-le. Cu creterea consumuluiapare necesitatea unui numr mai mare dereele,iaralimentareapermanentaconsumatorilordeenergie electricnecesitoexpluatareintreinereimpecabilaacestor reele. nCapitolul9Producereaitransmitereaenergieielectriceau fost elucidate i s-a putut lua conotin cu: sistemul electric i ener-getic;surseconvenionaledeenergieelectric;staiiridicatoarede tensiuneiliniidetransport;compensareaputeriireactiveifac-torul de putere; mijloacele de reducere a circulaiei puterii reactive.Actualul capitol urmrete scopul unei descrieri generale ale sistem-uluienergeticicomponentelorlui,subaspectulaprovizionrii tuturorcategoriilordeconsumatoricuenergieelectric,inclusiv industria alimentar. PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 626 17.2. STAII ELECTRICE I REGIMUL LOR DE FUNCIONARE ntreprinderile n cadrul crora se produce energia electric i unde diversetipurideenergie(acarburanilor,aapeinlibercdere,a vntului sau atomic), cu ajutorulg e n e r a t o a r e l o rse trans-form n energie electric se numescs t a i ie l e c t r i c e . n funciedetipulenergieiprimarestaiileelectricepotfidivizaten urmtoarele grupe de baz: staiit e r m i c e,a t o m i c e,h i d - r a u l i c e,e o l i e n e,s o l a r e(heliostaii) ig e o t e r m a l e(cu utilizarea apelor calde subterane). Producerea energiei electrice are loc n staii electrice termice, ato-miceihidraulice;staiileeoliene,solareigeotermale,nvirtutea puteriiunitare limitate,sunt utilizaten anumitezonegeograficei nintereslocal.ncadrulmanualuluiacestestaiielectricenusunt analizate nici cel puin principial, celelalte tipuri de staii fiind des-crise n linii foarte generale. 17.2.1.Staii electrice termice (termocentralele, CET) In termocentrale, prin arderea combustibilului (solid, lichid sau ga-zos), se obine energie termic care, cu ajutorul motoarelor primare setransformnenergiemecanic,iargeneratorulelectricunitcu motorul primar transform energia mecanic n cea electric. n ca-litatea de motor-primar servesc turbinele i mainile cu aburi, moto-arele cu ardere intern, turbinele de gaz. nCETdecalibru industrialrolulmotorului-primarrevineturbinei cu aburi; aceasta, fiind unit cu generatorul de curent electric alc-tuiescunagregatenergeticdenumitturbogenerator. Utilizarea larg a turbinelor cu vapori se datoreaz avantajelor ce le caracterizeaz:potficonstruitelaturaiilegeneratoarelormoderne (acionare direct); posed o stabilitate de rotaie, ceea ce asigur o frecvenconstantacurentuluialternativprodusdegenerator;se construiesc la puteri mari 150 800 mii kW i mai mult (puterea turbinei se caracterizeaz prin puterea generatorului pe care l acio-neaz). Staiile cu turbogeneratoare demareputereau i un randa- Valentin GUU 627 mentmainalt.Turbinacuaburipermitedistribuireaenergieiter-mice pentru producerea energiei electrice i pentru nclzirea bloc-urilor rezideniale, a altor obiecte industriale i comunitare. 17.2.2.Staii electrice atomice (SEA) Acesttipdestaiielectricedefer(radical)deCETprinfaptulc energia termic este obinut n urma unui proces de fisiune (mpr-ire)anucleuluiatomilordeuraniu,plutoniuia.nacestestaii suntinstalatereactoareatomicencare,nurmafisiuniinucleului materialelormenionateseobincantiti enormedecldur(ener-gietermic).Camaterialestefolosituranulnaturalsaumbogit; uranul natural const din izotopul 235 cu un coninut de doar 0,7% iizotopul238parteaesenial(99,3%)auraniuluinatural.n procesul de mbogire a minereului de uran coninutul de uran-235 se majoreazla 3 5%; cu acest tip de uran se ncarc reactoarele atomice, n care se petrece reacia de fisiune a nucleului, bombardat deneutronideoriceenergie,ndeosbilavalorijoasealeacestei energii (i, respectiv, viteze). Acest tip de reactoare se numescr e -a c t o a r ece funcioneaz n baza neutronilor termici sau neutro-nilor leni, eficacitatea utilizrii minereului de uran n acest caz este considerat foartejoas. n procesul de mprire a nucleului uran- 235,cellaltcomponenturan-238nreacienuparticip,fiindc pentrumprireanucleuluisumaigreusuntnecesarineutronicu energii mai nalte (i deci cu viteze mai mari). Astfel de neutroni se numescaccelerai(saurapizi).Reactoarelemoderne funcioneaznbazaneutroniloraccelerai,ncareapariiareaciei de fisiune a nucleului elementului chimic artificial plutoniu-239 an-treneazaproapetoturanul-238.Carezultat,utilizareaminereului de uran este economic mult mai eficace. Afar de aceasta, procesul este nsoit de crearea unui combuctibil nou, ceea ce permite majo-rarea resurselor combustibilului nuclear.Cantitatea de energie eliberat n reactor ntr-o unitate de timp, de-pinde de intensitatea reaciei care se petrece n interiorul su.n cali-tateadeinhibitorsauregulatoralreacieinlanesteutilizatapa natural sau apa grea, grafitul, beriliul care au capacitateade a ab-PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 628 sorbi neutronii. Ca purttor de cldur poate fi folosit apa natural saugrea,bioxiduldecarbon,gheliietc.Destinaiapurttoruluide cldur este rcirea reactorului unde se degaj o cantitate enorm de energie nuclear i transformarea ei n energie termic (panic). SEA cheltuie o cantitate insemnificativ de combustibil. Pot fi con-struite oriunde, fiindc nu sunt dependente de locul aflrii resurselor naturaledecombustibili,foarteimportantnuaducprejudicii mediului ambiant (nu elimin fum, ceanu, praf i gaze toxice). nprezentcostulunuichilowattdeputere,stabilitncadrulCET-urilor pe combustibil organic i nuclear este aproape egal, dei cost-ul combustibilului nuclear la producerea a 1 kW h de energie elec-tric este mai mic, dectncazul oricrui combustibil organic. 17.2.3.Staii electrice de perspectiv n producereaenergieielectrice locul principall ocupCET-urile, care se bazeaz pe arderea combustibilului, cu precdere crbune iar n ultimile decenii, a motorinei i a gazului natural. Acestor staii lisedatoreazla80%dintoatenergiaelectricprodus.Randa-mentulcelormaimariiperformanteCET-uriestenjurde40 42%. Aceasta nseamn c doar aproximativ 1/3 din energia combu-stibilului ars n focarele (cuptoarele) cazanelor, se transform n en-ergie electric, restul de 2/3 revin ... pierderilor. Majornd randame-ntulstaiilortermicedoarcu1%nvolumulenergieiproduse,s-ar reui anual economisirea a milioane de tone de combustibil. Cu m-rireapresiuniiiniialeiatemperaturiidesupranclzireaaburilor randamentulCETcrete,dar proprietile constructivealemateria-lelor dincaresuntfabricateagregatelelimiteazaceste posibiliti. Practic,creterea(semnificativ)demaidepartearandamentului staiilorelectriceesteaproapedeepuizare.Trecerealablocuri cazan-turbindeputerimari,8001200MWntr-unbloc,de asemenea nu d efectul scontat o cretere important a randament-ului staiilor electrice. De perspectiv este crearea staiilor electrice de mare putere i efect economicapreciabil,ncareenergiaelectricseobinenmod direct i nemijlocit din cea termic, n generatoare magneto-hidro-Valentin GUU 629 dinamice(MHD).nacestcazdisparenecesitateancazanede aburi, turbine i generatoare electricerotative, iar randamentul unor astfel de staii poate atinge peste 60%. Esena acestui principiu const n urmtoarele. Produsele de ardere a combustibilului gazele la temperaturi nu prea nalte sunt neco-nductibile;aceleaigaze,latemperaturideordinul30004000C devin conductoare de curent. Starea gazului la astfel de temperaturi estenumitplasm.nCapitolul2afostartatcdacun conductortraverseazliniilemagneticealeunuicmpmagnetic exterior, n conductor apare t.e.m. care este proporional vitezei de deplasare a conductorului, lungimii lui i intensitii cmpului mag-netic. Acest efect st i la baza generatorului MHD, n care conduc-torul este plasma. Schema principial (simplificat) a unei instalaii MHD este dat n figura 17.1. Fig. 17.1. Schema de principiu a unei instalaii cuMHD generator: 1 pomp de combustibil; 2 camera de ardere; 3 ajutaj; 4 electromagnet; 5 electrozi; 6 canalul; 7 cazanul de aburi; 8 turbina de aburi; 9 generatorul de energie electric; 10 condensatorul; 11 pompa; 12 compresor.Fluxul incandescent (2500 3000C) de aburi din camera de ardere intrnajutaj,apoincanalulgeneratorului.Deambelepriale canaluluipetoatlungimeasuntinstalaimagneifoarteputernici. uvoiul de plasm prin canal se accelereaz pn la o vitez de 600 650m/s,iarsubinfluenacmpuluimagneticnplasmaconduc-toare are loc excitarea tensiunii electromotoare. Curentul electric se culege cu ajutorul unor electrozi speciali. n aa fel, energia termic PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 630 eliberatncameradeardereacombustibiluluisetransformn energie electric.Dincanalulgeneratoruluigazulincandescent(plasma)iesecuo temperaturde~2000C;lungireacanaluluipentrucaplasmas cedeze temperatura nu este rezonabil, deoarece la temperaturi mai micide2000Cplasmapierdeconductibilitateaelectricidevine inutil generatorului MHD. Rezerva de gaz incandescent este utili-zat,fiindtransportatncazanulcealimenteazturbinacuaburi, peaceeaiaxcucareseafligeneratoruldecurentelectric.O astfeldembinareageneratoruluiMHDiainstalaieiturbineicu aburi permite staiilor electrice s funcioneze cu un randament nalt 17.3. DISTRIBUIREA ENERGIEI ELECTRICE IALIMENTAREA ORAELORDietribuirea i alimentarea oraului cu energie electric poate fi m-prit condiional n sistemul exterior de alimentare i sistemul interior.Dinsistemulexteriordealimentarefacparteliniilede tensiunenalt35220kV,careleagstaiileelectriceaflaten afaraoraului,sausistemulenergeticcucentreledealimentare (CA) oreneti. Ca centre de alimentare ale reelelor oreneti ser-vesc barele colectoare 6 10 kV ale substaiilor raionale sau barele colectoare6 10 kV ale generatoarelor staiilor electrice din inte-riorul oraului. Din sistemul interior de alimentare al oraului fac parte liniile elec-trice de 6 10 kV ce transport energia electric de la CA pn la centrelededistribuire(CD)ireeleledelaCDpnlasubstaiile cobortoare i substaiile de transformatoare (ST). Totalitatea de re-eleisubstaiidealimentareinternpoartdenumireadereea oreneasc de distribuire. Blocurilerezidenialeiedificiilepublice,instituiilecomunalei deprestareservicii,ntreprinderileindustrialeidecomer,adic consumatoriiprincipalideenergieelectricsuntdispersaiprintot oraul. Alimentarea acestor consumatori se face din reeaua unitar dedistribuire610kV,numitreea de utilizare n Valentin GUU 631 comun. Pe teritoriul oraului se pot afla mari ntreprinderi industri-alecarenusunt legatenemijlocitcu deservireanecesitilorore-neti.Alimentareaacestorconsumatorpoatefifcutdereele independente, cu tensiuni de 10 / 35 / 110kV.17.4. SECURITATEA ALIMENTRII CU ENERGIE ELECTRIC A CONSUMATORILOR URBANI Este evident c nu toi consumatorii, ce alctuiesc grupurile caracte-ristice oreneti (blocuri rezideniale, ntreprinderi industriale, etc.) necesit acelai grad de siguran n alimentarea cu energie electric Pentru uniiconsumatori nuesteadmisibilntrerupereaalimentrii cuenergieelectric(pandeenergie),nicictdescurttimp.Dar sunticonsumatoricarefrprejudiciinprocesuldeproduciei careva pericole pentru sntatea i viaa oamenilor, pot suporta ast-fel de ntreruperi. De exemplu, un bloc de locuit cu multe etaje este, n general, un consumator de energie electric obinuit.nacelaitimp,motoareleelectricealepompelorincendiareiale lifturilor,iluminareadeavarieascrilornecesitoalimentarefr ntreruperi,deciungradmainaltdesigurandectaliconsu-matori de energie electric din apartamente (cu unele excepii, cum este tehnica de calcul).Ostngereaccidentalaluminiielectricelaontreprindereindus-trialconducelamicorareacantitiiproducieisauacalitiiei (rebut). Afar de aceasta, n astfel de momente sunt posibile atingeri alemecanismelornmicaresaualeechipamenteloraflatesub tensiune, ceea ce poate duce la accidente.Aadar, toi consumatorii, din punct de vedere al siguraneialimen-trii cu energie electric sempart n trei categorii. Dincategoria 1 fac parte receptorii de energie electric (EE), pen-trucarepanadeenergiepunenpericolviaaoamenilor,poate aduce mari prejudicii i pierder economice, poate duce la defectarea echipamentelor de mare valoare i cost nalt, producie stricat etc. Drept exemple de sarcini electrice de 1 categorie n cadrul reelelor PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 632 orenetidealimentarecuEEpotservireceptoriielectricide iluminare ai teatrelor, cinematografelormari, stadioanelor, magazi-nelor universale (supermarket-elor i mall-urilor) cu sli de comer peste1800m2,complexelereceptorilornncperimedicale specialedetratament(blocurideoperaiichirurgicalealespitalu-rilorimaternitilor),receptoriitehniciidemareputereale blocurilordelocuitcupeste16etaje(pompeincendiare,lifturi, mijloacedenlturareautomatafumului),iluminareadeavariea scrilor, coridoarelor, vestibulurilor, luminile de ngrdire pe acope-riul cldirilor cu nlimea de peste 50 m, la fel ca i receptorii de EEainodurilortehniceideputerentele-iradiocomunicaii, telegrafului, staiilor de aprovizionare cu ap i de canalizare. ReceptoriideEEaiacesteicategoriitrebuiesfiealimentaidin dousurseindependente;ntrerupereaalimentriinupoatedepi timpul necesar pentru trecerea automat la alimentarea din sursa de rezerv.Estedeciobligatorieprezenauneisurseindependentede alimentare de rezerv (de avarie). Pentru receptori de EE de putere relativ mic din categoria 1, pot fi utilizate ca surse independente de alimentareinstalaiielectriceautomatizatedizel,ambulantesau staionare, la fel ca i baterii de acumulatoare.UngrupapartedereceptorideEEdin1categoriesuntreceptorii, funcionarea continu a croraasigur ncetarea fr avarii a funci-onrii producerii, pentru a preveni riscul pierderii de viei omeneti, exploziilor,incendiiloridistrugeriiutilajeloriechipamentelor scumpe. Receptorii acestui grup deosebit din 1 categorie trebuie s fiealimentaidintreisurseindependente!Esteadevratcn cazuledificiilorcivileiantreprinderilorcomunale,receptoride EE din grupul special al 1 categorii nu se ntlnesc. Din categoria 2 fac parte receptorii de EE, pentru care ntreruperea alimentriicuenergieconducela pierderimasivedeproducie,in-activitatea lucrtorilor, a mecanismelor i a transportului industrial. Astfeldereceptorinreeauaoreneascpotfiblocurilereziden-iale cu 6 16 i chiar cu mai puine etaje, dar amenajate cu plite de buctrieelectrice,cldirileinstituiilordetratamenticelordesti-Valentin GUU 633 nate copiilor, colilor, instalaiilor de putere ale cazangeriilor, osp-triilor de toate tipurile, magazinelor cu suprafaa slilor de comer ntre200i 1800m2 etc.ReceptoriideEEaleatelierelor de prelu-crare a metalelor, de asamblare i a., cu excepia celor auxiliare, de pelngunitilideproducienserie,deasemeneafacpartedin categoria 2. Pentru aceast categorie ntreruperile n alimentarea cu energiesuntposibileiadmisibile,darnumaipentruoperioad necesarconectriimanualeasurseidealimentarederezerv,de ctre persoane de serviciu ale ntreprinderii, sau de o echip speci-al a ntreprinderii-furnizor de energie electric. Din categoria 3fac parte receptorii de EE care nu au fost inclui n primele dou categorii: ntreprinderi comunale de dimensiuni mici, ateliereauxiliareideproducerenpartidelimitate,depozitede redusresponsabilitate,micizonerezidenialeruraleia.Pentru aceti receptori de EE se admit ntreruperi n alimentarea cu energie pe durata efecturii lucrrilor de reparaie sau de schimb a pieselor sauelementelordealimentaredefectate,darnumaimultdecto sutc. PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 634 Valentin GUU 635 CAPITOLUL 18 E L E CT ROT E RMI ATEHNOLOGIA TRATAMENTELOR TERMICE I TERMOCHIMICE 18.1. TRATAMENTELE TERMICE.NECESITATEA TRATAMENTELOR TERMICE 18.1.1. Clasificarea tratamentelor termice Exist mai multe criterii de clasificare a tratamentelor termice. Aa, dup scopul care se urmrete i locul pe carel ocup n procesul de fabricare, se deosebesc tratamente termice: Preliminare(primaresauintermediare)ncarese includdiferitetipuriderecoaceri.Acestetratamenteseapliclin- gourilor, pieselor forjate, turnate, ansamblurilor sudate, laminatelor. Finale sausecundarecarecuprind operaiile declirei de revenire. Se aplic diferitor piese dup prelucrri mecanice. 18.1.2. Recoacerea oelurilor Recoacereaprezintun tratamenttermiccareconstdin nclzirea produselorlatemperaturiridicate,meninereaprelungitlaaceast temperatur,urmatdeorciresuficientdelentpentrurealizarea unui anumit echilibru fizico-chimic i structural. Se aplic fie pent-ru corectarea unor defecte provenite de la prelucrri anterioare (tur-nare,deformareplastic),fiepentruapregtisemifabricatelectre prelucrri ulterioare, sau pentru a ndeplini ambele roluri simultan. nfunciedescopulurmritrecoacereapoatefide:omoge-genizare, regenerare, recristalizare, nmuiere, detensionare,normalizareiizoterm.Foartesuc-cintnevom opri doar la unele dintre acestea care, n opiniaautori- PARTEA III. APLICAREAENERGIEI ELECTRICE 636 lor, prezint interes general i nu vizeaz specialitii n materie. Recoacerea de omogenizare a produselor turnate. Structurapieselorturnatedinmaterialemetalicesecaracterizeaz printr-o puternicneomogenitatechimic, din cauzarciriirapide care nupermitefinalizareaproceselor de difuziune. Ca rezultat, nproduseleturnatedinoel(lin-gouri i piese) pot aprea defecte destructurcaremodificpro-prietilemecanicealeproduse-lorfinale.Astfel,recoacereade omogenizareseapliccuprec-dereproduselorturnatemasive dinoeluricomplexaliate (CrNiMo,CrMnSi,CrMnMo)i oelurile carbon cu coninutul de sulf ridicat (0,08 0,20 % S) pe-ntruareducefragilitatealarou n timpul laminrii la cald. n fi-gura 18.1 se indic temperaturile de nclzire pentru diferite tipuri de recoarece. Fig. 18.1. Temperaturile de nclzire pentru diferite tipuri de recoacere. Recoacerea de normalizare. Normal