VERIFICAREA POLARITĂŢII ŞI MARCAREA BORNELOR LA

TRANSFORMATOARELE ELECTRICE TRIFAZATE ŞI MOTOARELE

ELECTRICE ASINCRONE TRIFAZATE

1. Verificarea polarităţii şi marcarea bornelor la transformatoarele electrice trifazate

1.1 Procedeu experimental

Transformatorul de încercat prezintă 18 borne din care

6 sunt pentru primar şi 12 pentru secundar, dispuse pe plăcuţele

de borne, de exemplu ca în fig. 1.

Pentru realizarea diverselor conexiuni trebuie să

identificăm bornele. Pentru aceasta procedăm astfel:

a) Se marchează prin cifre, bornele, ca în fig.1.

b) Cu ajutorul unui voltmetru legat în serie cu reţeaua

de 220 V (fig. 1,c) se vor determina extremităţile fiecărei

bobine din primar şi secundar, căutându-se perechile de borne

între care voltmetrul indică aproape 220V. Fie acestea de

exemplu: la primar 1 cu 2; 3 cu 4; 5 cu 6 şi la secundar 1 cu 2,

3 cu 4, 5 cu 6, 7 cu 8, 9 cu 10, 11 cu 12.

c) Se vor determina apoi semibobinele secundarului

aflate pe aceeaşi coloană cu fiecare bobină a primarului.

Pentru aceasta se alimentează pe rând fiecare bobină a

primarului cu curent alternativ şi se măsoară tensiunile

obţinute pe fiecare semibobină a secundarului. Se obţin, de

exemplu rezultatele din tabelul 1.

1 2 3

4 5 6

PRIMAR

1 2 3 4 5 6

SECUNDAR

7 8 9 10 11 12

v220 V

a) b) c)

Fig. 1

Semibobinele secundare situate pe aceeaşi coloană cu

bobina primară alimentată dau tensiuni maxime, deoarece

fluxul pe care le străbate este cel maxim; pe când semibobinele

de pe celelalte coloane dau tensiuni mai mici pentru că

fluxurile de întoarcere prin coloanele a căror înfăşurări primare

şi secundare: 1-2 primar cu 5-6 şi 11-12 secundar; 3-4 primar

cu 3-4 şi 9-10 secundar; 5-6 primar cu 1-2 şi 7-8 secundar.

Tabelul 1 foloseşte şi pentru determinarea înfăşurărilor

primare şi secundare care se găsesc pe coloana din mijloc şi

care pe coloanele de margine. În cazul când se alimentează o

bobină primară situată pe coloana din mijloc, fluxul creat prin

această coloană se închide în mod egal prin cele două coloane

de margine: (fig.2); astfel tensiunile

electromotoare induse, (proporţionale cu fluxurile) sunt

maxime în semibobinele secundare aşezate pe coloana din

mijloc şi pe jumătate în semibobinele situate pe coloanele de

margine.

Când s-ar alimenta o bobină primară situată pe o

coloană de margine tensiunile electromotoare induse în

semibobinele secundare situate pe celelalte două coloane nu

mai sunt egale, datorită inegalităţii reluctanţelor întâlnite de

cele două fluxuri.

Aşadar se deduce că înfăşurarea primară 3-4 este

aşezată pe coloana din mijloc a transformatorului împreună cu

semibobinele secundare 3-4 şi 9-10.

Fig. 2

Tabelul 1Înfăşurarea

primară alimentată

Tensiunile obţinute la secundar

Înfăşurarea primară

alimentată

Tensiunile obţinute la secundar

Înfăşurarea primară

alimentată

Tensiunile obţinute la secundar

1-2

1-2 20 V3-4 50 V5-6 70 V7-8 20 V9-10 50V

11-12 70 V

3-4

1-2 36 V3-4 72 V5-6 36 V7-8 36 V9-10 72V

11-12 36 V

5-6

1-2 70 V3-4 50 V5-6 20 V7-8 70 V9-10 50V

11-12 20 V

d) Determinarea legăturilor pentru conectarea în serie

a semibobinelor secundare de pe aceeaşi coloană.

Pentru aceasta se alimentează o înfăşurare primară, de

exemplu 1-2, prin coloanele transformatorului stabilindu-se

anumite fluxuri ce produc tensiuni electromotoare secundare

ale căror valori sunt înscrise în tabelul 1 (prima coloană).

Va trebui să facem anumite legături între cele două

semibobine secundare de pe fiecare coloană încât să obţinem

situaţia din fig.3; astfel legând 6 cu 11 între bornele rămase

libere 5 şi 12 vom citi suma 70 + 70 = 140 V. Se spune că

semibobinele sunt legate în serie, spre deosebire de situaţia din

fig. 3, când sunt legate în opoziţie, început cu început şi sfârşit

cu sfârşit, tensiunea citită între bornele 5 şi 11 fiind 70 – 70 = 0

V.

Procedăm mai departe la fel şi pentru celelalte

semibobine şi presupunem că legăturile ce trebuie făcute pentru

realizarea situaţiei fig. 3, b sunt: 4 cu 9 (între 3 şi 10 s-a citit:

50 + 50 = 100 V) şi 2 cu 7 (între 1 şi 8 s-a citit: 20 + 20 = 40

V). Se lasă aceste legături făcute.

e) Determinarea legăturilor pentru conectarea în serie

pe fiecare coloană a înfăşurării primare cu cele secundare.

Alimentând o înfăşurare primară de la reţea se vede ce

bornă secundară trebuie legată cu una primară (de pe aceeaşi

Tabelul 2

Bobina primară alimentată 1-2 3-4 Coloana III II I

Legătura între primar şi secundar 6 primar cu 1 secundar

4 primar cu 3 secundar

2 primar cu 5 secundar

Bornele între care s-a obţinut suma: 5 primar cu 8 secundar

3 primar cu 10 secundar

1 primar cu 12 secundar

Lanţul de bobine obţinut prin legarea în serie a primarului cu secundarul:

5-6 1-2 7-8(pr) (sec)

3-4 3-4 9-10(pr) (sec)

1-2 5-6 11-12(pr) (sec)

coloană nealimentată) ca la borna primară şi cea secundară

rămase libere să citim suma tensiunilor (situaţia din fig. 3,b).

Alimentând de exemplu 1-2 primar şi legând 4 primar

cu 3 secundar se obţine între bornele 3 primar şi 10 secundar

tensiunea (100 V + 110 V) = 210 V, apoi legând 6 primar cu 1

secundar între bornele 5 primar şi 8 secundar se obţine (40 V +

110 V) = 150 V.

Rezultatele se pot trece în tabelul 2.

Marcarea bornelor pe capacul transformatorului se

desfăşoară conform STAS 1703-80 după cum urmează:

La bornele transformatorului se leagă capetele

înfăşurării primare, respectiv capetele înfăşurării secundare.

Notarea standardizată a bornelor este prezentată în continuare.

a.Notarea borne/or pentru transformatoare monofazate

• Cu literele A, X pentru înfăşurarea de înaltă tensiune;

• Cu literele Am, Xm pentru înfăşurarea de medie

tensiune (când există);

• Cu literele a, x pentru înfăşurarea de joasă tensiune.

b.Notarea borne/or pentru transformatoare trifazate

• Cu literele A, B , C şi N (când punctul neutru al

înfăşurării este accesibil) pentru bornele înfăşurării de înaltă

tensiune;

• Cu literele Am, Bm, Cm şi Nm pentru bornele

înfăşurării de medie tensiune (când aceasta există);

• Cu literele a, b, c şi n pentru bornele înfăşurării de

joasă tensiune.

În cazul transformatoarelor monofazate bornele se

aşează astfel încât, privind transformatorul din partea bornelor

cu tensiunea cea mai mare, ele să fie dispuse de la stânga la

dreapta în ordinea AX, AmXm, ax (Fig 5a).

În cazul transformatoarelor trifazate bornele se aşează

astfel încât, privind transformatorul din partea bornelor cu

tensiunea cea mai mare, ele să fie dispuse de la stânga la

dreapta în ordine NABC, NmAmBmCm, respectiv nabc. (Fig.

5b).

De regulă conservatorul se dispune în partea stângă a

bornelor înfăşurării de înaltă tensiune.

2. Determinarea polarităţii şi marcarea bornelor înfăşurării statorice a motoarelor sincrone şi asincrone

2.1. Aspecte generale

În cele ce urmează ne propunem să determinăm

polaritatea bornelor înfăşurării statorice a unui motor asincron

trifazat urmată de marcarea bornelor astfel încât motorul să se

rotească într-un sens de rotaţie prestabilit (dreapta sau stânga).

Marcarea extremităţilor libere scoase ale înfăşurărilor statorului

maşinilor trifazate sincrone sau asincrone este reglementată

prin STAS 3530-89. Extremităţile sunt marcate prin U1,V1,

W1 sau U2, V2, W2; notaţiile asociate cu cifra 1 reprezintă

începuturile înfăşurărilor de fază iar cele marcate cu cifra 2

corespund sfârşiturilor înfăşurărilor de fază.

Marcarea bornelor prezentată în fig. 4 corespunde situaţiei în

care, motorul se roteşte la dreapta când înfăşurarea statorică

este alimentată cu un sistem simetric de tensiuni de succesiune

directă.

2.2. Modul de lucru

Pornind de la situaţia iniţială în care electricianul

bobinator are în faţă un stator cu şase extremităţi neidentificate.

Prima etapă constă în identificarea perechilor de extremităţi

care aparţin aceleeaşi faze. În acest scop se utilizează un

ohmmetru, se ia la întâmplare una din extremităţi si se

conectează la borna ohmmetrului după care pe rând, celelalte

W1U1 V1

U2 V2 W2

Fig. 4 Înfăşurare cu şase extremităţi libere scoase

extremităţi sunt conectate la a doua bornă a voltmetrului.

Verificarea continuă până când ohmmetrul indică continuitatea

circuitului. Cele două extremităţi astfel identificate, sunt legate

împreună cu ajutorul unei benzi adezive de culoare neagră.

Încercarea continuă procedând la fel şi cu a doua pereche de

extremităţi.

Etapa următoare constă în identificarea începutului şi

sfârşitului fiecărei perechi de extremităţi asociate anterior. În

literatura de specialitate sunt cunoscute două metode uzuale:

Fig. 4a

Fig. 4a

Fig. 5b Dispunerea bornelor la transformatoare trifazate

Fig. 5b Dispunerea bornelor la transformatoare trifazate

-metoda alimentării în curent continuu;

-metoda alimentării în curent alternativ.

Metoda curentului continuu presupune alimentarea

uneia din înfăşurările de fază (considerată înfăşurare de

referinţă ) de la o sursă de c.c. (baterie galvanică sau

acumulator) conectată prin intermediul unui întrerupător Z.

Celelalte două înfăşurări sunt conectate succesiv la bornele

unui voltmetru sau miliampermetru magnetoelectric (de

preferinţă cu zero la mijlocul scalei). Prin convenţie

extremitatea conectată la borna (+) a sursei se consideră început

şi se notează cu I, iar extremitatea conectată la borna (-) se

consideră sfârşit şi se notează cu S (fig. 6).

Aparatul magnetoelectric trebuie conectat la bornele

înfăşurărilor verificate astfel încât acul indicator să devieze

spre dreapta când întrerupătorul Z este închis. În acest caz

extremitatea conectată la borna (+) a sursei este considerată

început şi se notează cu I iar cea conectată la borna (-) a sursei

se consideră sfârşit şi se notează cu S.

Atenţie!!!

Pentru evitarea eventualelor erori de interpretare,

deviaţiile acului indicator al aparatului magnetoelectric vor fi

considerate numai la închiderea întrerupătorului Z.

Începuturile identificate sunt marcate cu un colier din

bandă adezivă de culoare roşie.

Metoda alimentării în curent alternativ presupune că

înfăşurarea de referinţă, înseriată cu una din înfăşurările rămase

libere este alimentată de la o sursă de curent alternativ, în timp

ce cealaltă înfăşurare liberă conectată la bornele unui voltmetru

electromagnetic reprezintă înfăşurarea de detecţie.

+

-

Z

B

(I)

(S)

+

-

(I)

(S)

+

-

(I)

(S)

Fig. 6 Scheme de identificare a începuturilor şi sfârşiturilor a înfăşurărilor de fază prin metoda de curent continuu

Înfăşurări verificateÎnfăşurări de referinţă

Schema pentru identificarea începuturilor şi sfârşiturilor

înfăşurărilor de fază prin metoda alimentării de curent continuu

este prezentată în fig. 7.

Extremităţile înfăşurării de referinţă sunt notate arbitrar

una cu I considerată prin convenţie a fi începutul iar cealaltă

notată cu S se consideră, prin convenţie, a fi sfârşit.

În scopul evitării supraîncălzirii motorului montajul se

alimentează cu o tensiune redusă:

U = (0,16…0,2)Un,

unde Un reprezintă tensiunea nominală de alimentare a

motorului.

Tensiunea aplicată se controlează cu voltmetrul V1.

Curentul verificat cu ampermetrul A1 nu trebuie să depăşească

curentul nominal al înfăşurării de fază.

Aşa cum se observă din fig. 3 înfăşurarea verificată se

înseriază cu înfăşurarea de referinţă. Pot exista 2 situaţii:

AT

(S)

(S)

+

-

Fig. 7 Scheme de identificare a începuturilor şi sfârşiturilor a înfăşurărilor de fază prin metoda alimentării în curent alternativ

Înfăşurări verificateÎnfăşurări de referinţă

(I)A1

V1

I

(I)S

Înfăşurări de detecţie

220 V50 Hz

K

V2

- voltmetrul de detecţie V2 indică o tensiune diferită de

0;

- tensiunea indicată de voltmetrul V2 este nulă.

În primul caz înfăşurările sunt înseriate adiţional (sfârşitul

înfăşurării de referinţă este conectat cu începutul înfăşurării

verificate), drept urmare fluxurile create de cele două înfăşurări

se adună iar tensiunea măsurată la bornele înfăşurării de

detecţie este diferită de zero. În acest caz extremitatea

înfăşurării verificate se marchează cu literele plasate în afara

parantezelor.

În al doilea caz înfăşurării de referinţă şi cea verificată

sunt înseriate diferenţial (sfârşitul înfăşurării de referinţă este

conectat cu sfârşitul înfăşurării verificate), drept urmare

fluxurile create de înfăşurare se scad iar tensiunea măsurată la

bornele înfăşurării de detecţie este nulă. În acest caz

extremităţile înfăşurării verificate se marchează cu literele

plasate între paranteze.

Se repetă încercarea descrisă şi pentru cealaltă

înfăşurare care din înfăşurare de detecţie devine înfăşurare

verificată. Ca şi în cazul precedent începuturile sunt marcate cu

un colier din bandă adezivă de culoare roşie.

Ultima etapă constă în notarea extremităţilor înfăşurării

cu literele U1, V1, W1 respectiv U2, V2, W2 în condiţiile în

care înfăşurarea statorică este alimentată cu un sistem echilibrat

de tensiuni de succesiune directă şi când sensul de rotaţie

impus este (de exemplu) la dreapta. În acest scop se utilizează

montajul prezentat în fig. 3.

Înfăşurarea de fază ale statorului sunt conectate după

conexiunea stea legând împreună sfârşiturile înfăşurării de fază.

Pentru a respecta condiţia precizată anterior, montajul este

alimentat cu tensiune redusă cu ajutorul unui transformator

trifazat coborâtor alimentat prin intermediul unui întrerupător K

de la reţeaua industrială. Corectitudinea succesiunii fazelor

sistemului de alimentare se verifică cu ajutorul unui dispozitiv

pentru identificarea succesiunii fazelor DISF conectat la placa

de borne a statorului. Sensul de rotaţie a câmpului învârtitor

creat de înfăşurarea statorică (şi care este acelaşi cu sensul de

rotaţie al motorului) se verifică cu ajutorul unui mic rotor de

probă introdus în interiorul statorului. Admiţând că sensul de

rotaţie este cel prescris (la dreapta) marcarea extremităţilor

înfăşurarea de fază se face astfel:

- pentru înfăşurarea de fază corespunzătoare bornei R a

DISF-ului cu literele U1, U2 (U1 pentru început şi U2 pentru

sfârşit);

- cu V1, V2 (V1 pentru început şi V2 pentru sfârşit)

pentru înfăşurarea de fază corespunzătoare bornei S a DISF-

ului;

- cu W1, W2 (W1 pentru început şi W2 pentru sfârşit)

pentru înfăşurarea de fază corespunzătoare bornei S a DISF-

ului;

Cele arătate sunt arătate sintetic în tabloul prezentat mai

jos.

În cazul în care sensul de rotaţie a rotorului de probă

este invers faţă de cel prescris se inversează două legături între

stator şi placa de borne.