3,556 matches
-
regim de convertor electromecanic la o viteză unghiulară dată de suma (sau diferența) dintre pulsația tensiunii de alimentare în stator și pulsația tensiunii de alimentare din rotor. Mașina sincronă clasică în construcție directă devine un caz particular al mașinii de inducție cu dublă alimentare, anume când frecvența în rotor este nulă (alimentare în c.c.). Mașinile cu dublă alimentare dezvoltă cupluri dependente de unghiul intern (de sarcină) după o funcție armonică, adică: . În condițiile unui reglaj al vitezei mașinii asincrone cu
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
tensiunii aplicate la frecvențe reduse și porniri grele se explică fizic prin compensarea fluxurilor de scăpări încât în stator să se stabilească un flux total impus de condiția păstrării acestuia la o valoare dată. Studiul regimurilor nesimetrice ale mașinilor de inducție trifazate 421 Conservarea constantă a fluxului statoric la pulsații ridicate (deci la viteze apropiate și chiar peste cea nominală), se obține printr-o creștere nesemnificativă a tensiunii aplicate, adică raportul U/f devine apropiat celui de la situația menținerii constante a
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
tensiune pe înfășurări, iar menținerea constantă a fluxului statoric la valoarea sa, egală cu cea de la mersul în gol, este posibilă printr-o compensare adecvată a căderilor, adică prin creșterea tensiunii statorului. 422 Regimuri tranzitorii și nesimetrice ale mașinilor de inducție Această funcționare este realizabilă prin folosirea unei strategii, asociate unei scheme adecvate de convertor de frecvență. Legea de variație corespunzătoare curbei superioare din fig.6.48, asigură o funcționare a motorului, la un cuplu apropiat de cel critic (alunecările fiind
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
valoarea de scurtcircuit la valoarea de sincronism, punctele de funcționare se află în planul de reprezentare între dreptele B2 și B1. Important este faptul că la adoptarea unei strategii cu flux rotoric menținut constant, caracteristicile sunt drepte paralele, mașina de inducție apropiindu-se de cea de c.c. cu excitație derivație. De remarcat este și alt aspect favorabil, anume: dependența este univocă, lipsind domeniul de funcționare instabilă, prezent la alimentarea mașinii de inducție de la o sursă de tensiune constantă. Modificarea valorii
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
menținut constant, caracteristicile sunt drepte paralele, mașina de inducție apropiindu-se de cea de c.c. cu excitație derivație. De remarcat este și alt aspect favorabil, anume: dependența este univocă, lipsind domeniul de funcționare instabilă, prezent la alimentarea mașinii de inducție de la o sursă de tensiune constantă. Modificarea valorii fluxului (în general la scăderea sa) duce la modificarea pantei caracteristicilor, adică se micșorează mult cuplul mașinii la o anumită turație. Se pune problema aflării legii de variație a raportului UsR/ωs
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
impusă convertorului, de formă simplificată, în general redusă la o dreaptă, cu pantă și tăietură aproximative, situată între curbele 1 și 3 din fig. 6.50, adecvată satisfacerii scopului urmărit. 6.4.3 Analiza regimurilor nesimetrice ale mașinii trifazate de inducție 6.4.3.1 Ecuațiile mașinilor trifazate utilizând componentele bifazate simetrice ale fluxurilor totale Nesimetriile considerate se datorează sursei de alimentare, mașina fiind concepută și realizată perfect simetrică [81, 83, 86, 87, 88, 91]. În literatura de specialitate, regimurile nesimetrice
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
tensiuni de fază de 346.43 V) este curba A și care corespunde la o valoare a tensiunii de succesiune inversă Uas(-) -nulă, cuplul maxim în regim de motor este de 124 Nm. Dacă Studiul regimurilor nesimetrice ale mașinilor de inducție trifazate 433 tensiunea pe faza b, de exemplu, se păstrează la aceeași valoare cu cea de pe faza a, dar defazajul său se modifică cu π/24=7,5 grade (de la 2π/3=16π/24 la 17π/24 rad.) caracteristica devine
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
expresia cuplului rezultant: (6.293) unde: (6.294) iar fluxurile totale se obțin după relații similare de la mașina bifazată. 6.4.3.3 Semnificații grafice ale cuplului mediu în regimuri staționare simetrice și nesimetrice Cuplul electromagnetic mediu al mașinii de inducție poate fi asociat unor reprezentări grafice, prin arii în plan cartezian, căpătând astfel valențe didactice benefice. Dacă se revine la fazorii fluxurilor totale de succesiune directă și 436 Regimuri tranzitorii și nesimetrice ale mașinilor de inducție inversă ale armăturilor mașinii
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mediu al mașinii de inducție poate fi asociat unor reprezentări grafice, prin arii în plan cartezian, căpătând astfel valențe didactice benefice. Dacă se revine la fazorii fluxurilor totale de succesiune directă și 436 Regimuri tranzitorii și nesimetrice ale mașinilor de inducție inversă ale armăturilor mașinii, ținând seama și de diagramele în complex din fig. 6.44, se poate da o interpretare geometrică a expresiei cuplurilor celor două succesiuni ca arii ale triunghiurilor care au ca laturi fluxurile totale statorice, respectiv rotorice
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
se impune ca numărul de secții al înfășurării să fie infinit, dar practic este suficient ca mașina să aibă 3 faze decalate spațial la 2π/3 rad.el., alimentate de la 3 surse 438 Regimuri tranzitorii și nesimetrice ale mașinilor de inducție monofazate având tensiuni armonice, de amplitudini egale, cu defazaje de 2π/3 rad.el. (sau 2 faze decalate spațial la π/2 rad.el., alimentate de la 2 surse monofazate cu defazaje de π/2 rad.el.). Se justifică astfel, într-
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
2 faze decalate spațial la π/2 rad.el., alimentate de la 2 surse monofazate cu defazaje de π/2 rad.el.). Se justifică astfel, într-o manieră didactică simplificată, echivalența dintre cele trei modele matematice folosite pentru analiza mașinilor de inducție, cu precizarea că rezultatele finale, în ceea ce privește cuplurile medii, sunt concordante dacă discuția se limitează doar la undele fundamentale ale câmpurilor. Cele 3 modele matematice folosesc fazorii, în forma lor simplificată, ignorându-se voit faptul că aceștia sunt rotitori. De exemplu
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
diferențele ariilor triunghiurilor din fig. 6.54 d), 6.54 e) și 6.54 f) evident, sunt egale, întrucât laturile acestor triunghiuri se majorează atunci când numărul lor scade. 6.4.4 Analiza unor regimuri particulare tranzitorii ale mașinii trifazate de inducție 6.4.4.1 Studiul prin simulare a mașinii trifazate cu alimentare simetrică în regim tranzitoriu Studiul, prin simulare, al mașinii trifazate de inducție în regim variabil, începând cu pornirea din repaus, modificarea bruscă a sarcinii, eventual frânarea până la oprire
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
atunci când numărul lor scade. 6.4.4 Analiza unor regimuri particulare tranzitorii ale mașinii trifazate de inducție 6.4.4.1 Studiul prin simulare a mașinii trifazate cu alimentare simetrică în regim tranzitoriu Studiul, prin simulare, al mașinii trifazate de inducție în regim variabil, începând cu pornirea din repaus, modificarea bruscă a sarcinii, eventual frânarea până la oprire, se poate efectua folosind modelul matematic descris de sistemul de 8 ecuații: (6.225-1)(6.225-8), în care se introduc parametrii mașinii (rezistențe, inductanțe
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
sunt defazate la unghiuri de 2π/3 rad. Întrucât rotorul este în colivie, tensiunile aplicate în rotor sunt nule, adică: Diagrama - bloc pentru studiul mașinii după ecuațiile: 6.295-1÷6.295-9 -a3a3b120 442 Regimuri tranzitorii și nesimetrice ale mașinilor de inducție Se face precizarea că sistemul de 9 ecuații (6.295-1)(6.295-9) permite analiza funcționării mașinii de inducție trifazate în orice regim: tranzitoriu, staționar, simetric sau nesimetric cu alimentare a unei armături sau cu dublă alimentare. În general, nu este
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
nule, adică: Diagrama - bloc pentru studiul mașinii după ecuațiile: 6.295-1÷6.295-9 -a3a3b120 442 Regimuri tranzitorii și nesimetrice ale mașinilor de inducție Se face precizarea că sistemul de 9 ecuații (6.295-1)(6.295-9) permite analiza funcționării mașinii de inducție trifazate în orice regim: tranzitoriu, staționar, simetric sau nesimetric cu alimentare a unei armături sau cu dublă alimentare. În general, nu este obligatorie impunerea unei condiții suplimentare referitoare la tensiunile aplicate înfășurărilor statorice. Cazul mașinii cu rotor în scurtcircuit, caracterizat
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
alimentare a unei armături sau cu dublă alimentare. În general, nu este obligatorie impunerea unei condiții suplimentare referitoare la tensiunile aplicate înfășurărilor statorice. Cazul mașinii cu rotor în scurtcircuit, caracterizat prin tensiuni aplicate în rotor nule, include și mașina de inducție trifazată cu rotor bobinat în regim nominal de funcționare, când reostatul de pornire, inițial înseriat în rotor, este scurtcircuitat. Mașina trifazată în discuție este realizată simetric, coeficienții pe fiecare din cele trei faze, care intră în sistemul de ecuații de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
ON (fig. 6.59), iar la aplicarea unui șoc de 120 Nm, fluxul rotoric a efectuat în același timp ≈4 rotații și are amplitudinea OF (fig. 6.60) -sensibil mai mică decât în cazul precedent. Diagrama-bloc pentru analiza mașinii de inducție cu variabile fluxurile totale, permite și exprimarea curenților de faze atât din stator cât și din rotor, dacă se folosesc relațiile (6.201) și (6.202). Curentul statoric pe faza as, având f1=50 Hz, atinge la pornire amplitudinea de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
diferite de 2π/3 rad, dar se va avea în vedere ca suma valorilor instantanee ale tensiunilor aplicate să fie nulă: (6.296) Se argumentează acceptarea acestei condiții, prin faptul că în aplicațiile practice cele mai frecvente, mașinile trifazate de inducție se racordează la rețeaua trifazată industrială prin trei conductoare (fără neutru). Pentru mașina trifazată, având parametrii (în SI): , aceiași ca în paragraful precedent §6.4.4.1, se folosesc ecuațiile: (6.295-1) (6.295-8), în schimb expresiile (6.295-9) se
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Viteza de rotație a rotorului nemaifiind constantă, există condiții de propagare a vibrațiilor și zgomotelor de la rotor spre mașina de lucru precum și la alte elemente mecanice ale lanțului cinematic. 6.4.4.3 Studiul prin simulare al mașinii trifazate de inducție cu dublă alimentare simetrică, în regim tranzitoriu Studiul, prin simulare, al mașinii trifazate în regim staționar sau variabil, cu dublă alimentare (d.a.), se poate efectua, în cazul general, inclusiv în condițiile alimentării statorului sau rotorului cu tensiuni nesimetrice, reunind ecuațiile
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
acestora sunt nesinusoidale, în regim staționar-la sarcină ridicată, curenții devin armonici având frecvențele de 50Hz, respectiv 5Hz, iar amplitudinile lor sunt situate în jurul valorii de 30A. Se remarcă valorile ridicate ale acestora la pornire -validând comportamentul normal al mașinilor de inducție. Fluxurile totale pe o fază statorică-luată drept referință, respectiv rotorică, sunt repreentat în fig. 6.81 și 6.82. La pornire valorile lor sunt puternic amortizate, diminuarea se datorează faptului că circuitele electrice sunt în regim apropiat de unul pur
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
0 Fig.6.79 Variația ias=f(t) la pornirea în gol urmată de șoc de cuplu de 120[Nm], (f2=0.1f1, caz d.m.) 0 0.2 0.4 80 -40 0.6 Studiul regimurilor nesimetrice ale mașinilor de inducție trifazate 457 funcționarea în gol, valoarea sa scade puțin cu sarcina, forma sa menținându-se armonică, fapt valabil aproximativ la fel și pentru fluxul total rotoric. Pentru o analiză eficientă, din punct de vedere didactic, a procesului de pornire se
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
condițiile când după pornirea în gol, la t=0,25s, se aplică rotorului un șoc de cuplu de sens invers, chiar de valoare redusă, (de -15[Nm] în analiza de față) și corespunde regimului de generator subsincron al mașinii de inducție dublu alimentată. Din rezultatele obținute prin simulare se deduce faptul că mașina prezintă o instabilitate pronunțată, chiar la valori mici ale cuplului aplicat pe arbore. Astfel, în fig. 6.85 se constată tendințe de accelerare a rotorului, urmate de reveniri
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
o succesiune de decroșări parțiale și „ambalări” ale rotorului spre viteze suprasincrone, când cuplul electromagnetic își modifică semnul, mașina devenind scurt timp motor, urmate de „frânări” având ca efect readucerea rotorului la viteza subsincronă. Studiul regimurilor nesimetrice ale mașinilor de inducție trifazate 459 Acest comportament al mașinii este însoțit și de un puternic regim deformant, cu curenți nesinusoidali în înfășurări și consum energetic ridicat, neconvenabil în aplicațiile practice. În fig. 6.89 se prezintă caracteristica mecanică dinamică, unde se observă că
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
de pornire la gol sugerează că, spre deosebire de cazul d.m., pornirea mașinii cu dublă alimentare ca generator (DAG) se realizează cu mai multă siguranță dacă se folosește motorul de antrenare (turbina hidraulică sau eoliană, dacă mașina este utilizată ca generator de inducție în centralele de producere a energiei electrice prin mijloace neconvenționale). În fig. 6.93 este redată caracteristica mecanică dinamică, care demarează din repaus punctul A, după care urmează un număr însemnat de variații ale cuplului, însoțite de oscilații ale vitezei
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
numai prin stator, când cuplul de decroșare este mai mic de 125Nm, în regim de dublă alimentare ca generator mașina poate funcționa fără pericol de decroșare la cupluri mult mai mari. Nu se exagerează dacă se spune că mașina de inducție cu DAG devine un generator de putere dublă, la un anumit gabarit. b2) Motor suprasincron invers. În diagrama-bloc se simulează o pornire din repaus, la gol (având totuși pe ax un cuplu de frecare vâscoasă care evoluează de la 0 la
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]