1,817 matches
-
pornire), s = 1. În ambele situații puterea utilă P2 este nulă iar puterea P1 - electrică este absorbită de la rețea, deci este pozitivă. Această putere este egală în modul cu suma pierderilor respective, exemplificate pe desene. În cazul funcționării la sincronism, rotorul mașinii trebuie să fie antrenat din exterior la n = n1 , iar bilanțul de puteri este prezentat în fig. 5.14 a). Din punct de vedere matematic, este valabilă relația generală (5.61), adică : (5.62) dar din punct de vedere
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
pozitivă, se va ajunge la situația limită (nefigurată), când: pPP 21 ;0 , (5.63) adică, prin stator nu se absoarbe dar nici nu se generează putere activă, toate pierderile în mașină fiind preluate din puterea mecanică ce se manifestă în rotor (luată de la motorul de antrenare). Crescând în continuare P2 (fapt ce se realizează prin tendința de creștere a vitezei de antrenare a rotorului) se ajunge la regimul de generator asincron, la care diagrama de puteri este dată în fig. 5
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
se generează putere activă, toate pierderile în mașină fiind preluate din puterea mecanică ce se manifestă în rotor (luată de la motorul de antrenare). Crescând în continuare P2 (fapt ce se realizează prin tendința de creștere a vitezei de antrenare a rotorului) se ajunge la regimul de generator asincron, la care diagrama de puteri este dată în fig. 5.14 b). Din nou este valabilă relația (5.61), adică :(5.61') De data aceasta modulul puterii P2 - de natură mecanică, este mai
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
se obține, prin înmulțirea cu 3: ; (5.67) Această egalitate constituie „bilanțul puterilor reactive“, adică puterea reactivă absorbită de la rețea se regăsește ca putere de magnetizare în reactanța Xm și ca puteri reactive în câmpurile de dispersie ale statorului și rotorului, adică: (5.68) Cei trei termeni din membrul drept al ecuației (5.68) sunt pozitivi; adică mașina asincronă absoarbe, în funcționarea sa, putere reactivă de la rețeaua de alimentare, necesară în primul rând menținerii unui flux magnetic Φ (coliniar cu I10r
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
pozitivi; adică mașina asincronă absoarbe, în funcționarea sa, putere reactivă de la rețeaua de alimentare, necesară în primul rând menținerii unui flux magnetic Φ (coliniar cu I10r ) în mașină. Acest aspect constituie o particularitate a mașinii asincrone, care arată că atunci când rotorul mașinii este antrenat din exterior, mașina poate funcționa ca generator numai dacă statorul este parcurs de un curent reactiv, de magnetizare, absorbit de la o rețea sau furnizat de un condensator. 5.3.2 Dependența M=f(s), cuplul în funcție de alunecare
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
fig. 5.15, anume: pentru )1,0(s mașina funcționează ca motor, cuplul fiind pozitiv; pentru mașina lucrează ca generator, cuplul fiind negativ; pentru mașina este în regim de frână, cuplul fiind pozitiv. La s = 1 rezultă n = 0 adică rotorul este imobil. Pentru a deduce valorile alunecărilor critice se poate folosi și un alt raționament. Se constată că expresia (5.73) a cuplului, cuprinde la numitor suma: , (5.81) Produsul acestor termeni: este constant. Se aplică o teoremă cunoscută din
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
maximă când cele două mărimi sunt egale, ceea ce înseamnă : (5.82) S-a ajuns la relația (5.77), așa cum era de așteptat. Pentru regimul de motor, domeniul cuprins între s=0 și s=scr1 caracterizează zona de funcționare stabilă, când rotorul este cuplat mecanic pe o sarcină, care se manifestă printr-un cuplu rezistent constant. Mai exact, dacă mașina asincronă este cuplată la o mașină de lucru, ecuația de echilibru rezultată din legea fundamentală a dinamicii, se scrie: (echivalentă cu ), (5
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
un cuplu rezistent constant. Mai exact, dacă mașina asincronă este cuplată la o mașină de lucru, ecuația de echilibru rezultată din legea fundamentală a dinamicii, se scrie: (echivalentă cu ), (5.83) unde ΣM este suma cuplurilor ce se aplică ansamblului rotor - mașină de lucru, J - momentul de inerție al rotorului mașinii asincrone împreună cu cel al mașinii de lucru. Pe arborele comun acționează un cuplu activ produs de mașina asincronă (aproximativ egal cu cuplul electromagnetic) și un cuplu rezistent creat de mașina
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
este cuplată la o mașină de lucru, ecuația de echilibru rezultată din legea fundamentală a dinamicii, se scrie: (echivalentă cu ), (5.83) unde ΣM este suma cuplurilor ce se aplică ansamblului rotor - mașină de lucru, J - momentul de inerție al rotorului mașinii asincrone împreună cu cel al mașinii de lucru. Pe arborele comun acționează un cuplu activ produs de mașina asincronă (aproximativ egal cu cuplul electromagnetic) și un cuplu rezistent creat de mașina de lucru (la care se poate adăuga și cuplul
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
M = Mr, iar curbele 1 și 2 se intersectează la o alunecare, când turația, respectiv viteza unghiulară sunt date de: (5.2') Dacă dintr-un motiv oarecare datorat sarcinii, crește cuplul rezistent ca modul (dreapta 3), atunci: (5.86) adică rotorul decelerează, viteza Ω scade, deci s - crește, iar punctul de funcționare (p.f.) se mișcă din N în N' , ceea ce înseamnă că M crește până egalează noul cuplu rezistent, ecuația (5.84) este satisfăcută la o valoare crescută a alunecării, respectiv
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
N în N' , ceea ce înseamnă că M crește până egalează noul cuplu rezistent, ecuația (5.84) este satisfăcută la o valoare crescută a alunecării, respectiv o valoare crescută a cuplului. Dacă acest cuplu perturbator încetează, Mr revine la valoarea inițială, rotorul se va accelera, alunecarea scade, p.f. va reveni din N' în N. Această proprietate a mașinii asincrone de a reveni la vechea situație după încetarea perturbației de cuplu, este numită stabilitate în funcționare (sau funcționare stabilă). Punctul Q1 este punctul
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
este punctul limită de funcționare stabilă, întrucât dacă Mr crește peste valoarea Mcr1, alunecarea are tendința de creștere peste scr1, iar cuplul activ M, conform curbei 1, scade, M < Mcr1 . Nemaiputându-se realiza condiția de egalitate a celor două cupluri, rotorul își încetinește viteza, alunecarea crește continuu, ajungându-se în punctul P când: s = 1, Ω = 0, adică rotorul se blochează (calează). Se spune că mașina decroșează sau se desprinde dacă Mr > Mcr1, iar porțiunea Q1P este domeniul de funcționare instabilă
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
peste scr1, iar cuplul activ M, conform curbei 1, scade, M < Mcr1 . Nemaiputându-se realiza condiția de egalitate a celor două cupluri, rotorul își încetinește viteza, alunecarea crește continuu, ajungându-se în punctul P când: s = 1, Ω = 0, adică rotorul se blochează (calează). Se spune că mașina decroșează sau se desprinde dacă Mr > Mcr1, iar porțiunea Q1P este domeniul de funcționare instabilă a motorului asincron. Se poate analiza stabilitatea mașinii considerând un punct S pe domeniul instabil. Dacă Mr crește
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
a creșterii alunecării. Întrucât la alunecări mai mari M devine mai mic decât cel corespunzător lui S, nu se poate restabili egalitatea M = Mr , ceea ce provoacă o creștere în continuare a lui s, în final aceasta ajungând la 1 când rotorul se blochează, iar Ω = 0. Punctul P corespunde situației de pornire, când s = 1 iar M = Mp , numit cuplu de pornire. Pentru ca un motor să pornească, este nevoie ca M = Mp > Mr , întrucât, în acest caz, din ecuația (5.84
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
sN și MN. Punctul O de pe caracteristica M(s) este caracterizat prin: , adică mașina funcționează la sincronism. Acest punct se obține pentru cazul ideal când Mr = 0, numit punct de funcționare în gol ideal. Practic, se obține această situație dacă rotorul este antrenat din exterior cu un motor care preia pierderile mecanice și prin ventilație (fig. 5.14 a). Expresia simplificată a caracteristicii M = f(s) - formula lui Kloss Pentru calcule aproximative ale sistemelor de acționare cu motoare asincrone se recurge
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
5.90) Dar, din triunghiul dreptunghic OAD se obține:(5.91) Înmulțind relațiile (5.90), (5.91) și amplificând cu , se ajunge la: (5.92) Din (5.71) rezultă : (5.93) Așadar, cuplul electromagnetic este proporțional cu puterea activă transmisă rotorului mașinii, mai exact este egal cu raportul dintre această putere și viteza unghiulară de sincronism, Ω1. Notă: În cele expuse mai sus s-a considerat numai cuplul corespunzător fundamentalei câmpului magnetic învârtitor, toate mărimile electrice: tensiuni de fază, tensiuni induse
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
crește odată cu rezistența rotorică. Pentru o valoare crescută a lui , dependența M (s) își schimbă valoarea pantei în origine, în consecință, punctul Q se deplasează spre dreapta pe orizontala (d). Este interesant și faptul că la 0, pierderile Joule în rotor sunt nule, deci cuplul este nul. Totodată pentru rezultă , ceea ce înseamnă că rezistența rotorică are o mare influență asupra alurii caracteristicii (s) sau . La motoarele cu rotor bobinat și inele este posibilă modificarea rezistenței echivalente a rotorului, prin înserierea unui
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
pe orizontala (d). Este interesant și faptul că la 0, pierderile Joule în rotor sunt nule, deci cuplul este nul. Totodată pentru rezultă , ceea ce înseamnă că rezistența rotorică are o mare influență asupra alurii caracteristicii (s) sau . La motoarele cu rotor bobinat și inele este posibilă modificarea rezistenței echivalente a rotorului, prin înserierea unui reostat trifazat pe circuitele fazelor rotorice. 5.3.2.2 Funcționarea mașinii asincrone la curent statoric constant Această situație se întâlnește, în ultimul timp, în practică când
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
pierderile Joule în rotor sunt nule, deci cuplul este nul. Totodată pentru rezultă , ceea ce înseamnă că rezistența rotorică are o mare influență asupra alurii caracteristicii (s) sau . La motoarele cu rotor bobinat și inele este posibilă modificarea rezistenței echivalente a rotorului, prin înserierea unui reostat trifazat pe circuitele fazelor rotorice. 5.3.2.2 Funcționarea mașinii asincrone la curent statoric constant Această situație se întâlnește, în ultimul timp, în practică când se utilizează invertoare de curent pentru comanda motoarelor asincrone. Mai
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
O spre OB în D'; lungimea DO exprimă mărimea lui cosφ1. Intersecția segmentului Na cu 10 AA este b. Se va arăta că lungimea ab reprezintă puterea activă consumată pe rezistența înfășurării rotorice, de fapt pierderile prin efect Joule-Lenz în rotor. Puterea activă a mașinii: 111 cos3 IU se regăsește ca putere electromagnetică întrucât, în relația (5.54): (5.54') pj1 și pFe1 au fost neglijate. Din relația (5.55) se obține puterea mecanică: (5.55') conform schemei echivalente din figura
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
va determina raportul segmentelor: aNab din triunghiurile dreptunghice A0ab și A0aN , figura 5.19, anume: (5.116) Dacă se compară (5.115) cu (5.116), în care , rezultă , deci segmentul ab este, la scara puterilor, egal cu pierderile Joule în rotor: . Diferența puterilor: (5.117) este tocmai puterea mecanică a mașinii, egală cu puterea utilă P2, dacă se neglijează pierderile mecanice-prin frecări, ventilație și suplimentare. Din acest motiv dreapta A0A1 care determină segmentul Nb , ce constituie puterea mecanică, se numește dreapta
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
P2, dacă se neglijează pierderile mecanice-prin frecări, ventilație și suplimentare. Din acest motiv dreapta A0A1 care determină segmentul Nb , ce constituie puterea mecanică, se numește dreapta puterii mecanice nule. Pentru s , rezistența echivalentă rotorică sR2 devine nulă, deci puterea transferată rotorului - de fapt puterea electromagnetică a mașinii este nulă, încât dreapta (care unește două puncte pentru care P=0) se numește dreapta puterii electromagnetice nule. În cazul de față, această dreaptă este orizontală și coincide cu dreapta puterii active nule, . Din
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
acestui fazor pe axa verticală (pe direcția lui U1) are lungimea maximă . Componenta activă a curentului I1 este MO0 , având valoare maximă. S-a ajuns la un rezultat interesant, anume: un motor asincron absoarbe o putere activă maximă când în rotor componentele: activă și reactivă ale curentului sunt egale. În ceea ce privește statorul se constată că unghiul φ1 corespunzător acestei situații este φ1>45ș sau cosφ1< 22 . Puterea activă maximă este . Tot din diagrama cercului se poate afla punctul M' corespunzător puterii mecanice
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Pentru un punct considerat nominal, N se obține alunecarea sN≈0,08 și se poate afla factorul de putere nominal, rezultând cosφ1N≈0,74. 5.4.1.5 Trasarea și utilizarea diagramei cercului Diagrama cercului la o mașină asincronă cu rotor bobinat se poate trasa pe baza parametrilor calculați în faza de proiectare sau pe baza încercărilor efectuate asupra mașinii construite. În ambele situații se presupun parametrii constanți. a) Dacă parametrii: R1, Xs1, Rm, Xm, R'2, X's2 sunt cunoscuți
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
încercări la gol și în scurtcircuit. Standardele naționale stabilesc modalitățile de realizare a acestor încercări [14, 15, 16]; asupra unora se vor face câteva referiri în cele ce urmează. b1) Încercarea la mers în gol a mașinii asincrone trifazate, cu rotor bobinat se efectuează în condițiile alimentării statorului, de regulă de la o sursă de tensiune și frecvență nominală - constante pe timpul încercării (§5.5.4.2a). Se măsoară: tensiunile pe faze U1=U1N, curenții de fază I10 (considerând conexiunea în stea) și
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]