1,818 matches
-
ori reostatul de pornire se aduce pe poziția de scurtcircuit la scurt timp după conectarea la rețea a statorului. Acesta este regimul normal de funcționare al mașinii. La motoarele cu rotor în colivie, în permanență rotorul funcționează în scurtcircuit. Ecuația rotorului (5.15) se poate aduce, ținând seama de (5.16), la forma: (5.18) Se obține I2 în complex, precum și modulul său, astfel: (5.19) Pentru a ajunge la relația dintre solenații se pot utiliza rezultatele cunoscute [7, cap.3
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
unde k este o constantă, în care intră mărimile geometrice și numerele de spire. La funcționarea în sarcină, fluxul Φm (considerat egal cu cel de la gol, deși în realitate diferă cu câteva procente) este determinat de rezultanta solenațiilor statorului și rotorului, adică: (5.23) Din (5.22) și (5.23) se obține relația dintre curenți la mașina cu rotor bobinat: (5.24) Prin împărțirea cu kw1W1, se ajunge la relația: (5.25) unde ki este raportul dintre numerele efective de spire
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
fluxul Φm (considerat egal cu cel de la gol, deși în realitate diferă cu câteva procente) este determinat de rezultanta solenațiilor statorului și rotorului, adică: (5.23) Din (5.22) și (5.23) se obține relația dintre curenți la mașina cu rotor bobinat: (5.24) Prin împărțirea cu kw1W1, se ajunge la relația: (5.25) unde ki este raportul dintre numerele efective de spire din fazele: statorică, respectiv rotorică. Așadar, funcționarea în sarcină a mașinii asincrone trifazate este descrisă de sistemul de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
5.31) 5.2.3 Scheme electrice echivalente ale mașinii trifazate 5.2.3.1 Scheme echivalente la mașina cu pierderi în fier neglijabile În condițiile neglijării pierderilor în fier și dacă , curentul de mers în gol ideal I10 (când rotorul este rotit la sincronism) este în fază cu fluxul pe care îl produce. Dacă se au în vedere ecuațiile (5.31), se poate desena o schemă electrică echivalentă, având n - 1 = 1, deci n = 2 noduri și o = 2 ochiuri
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
arată că la n = 0, (în momentul pornirii) puterea în secundar este nulă, fapt evident, de altfel. Pentru s = 0, rezistența de sarcină tinde la infinit, deci curentul este nul, puterea în secundar este nulă; fapt justificat prin aceea că rotorul fiind în sincronism nu este viteză relativă între acesta și câmp, deci nu există interacțiune câmp statoric - curent indus rotoric. Se menționează faptul că tensiunile, curenții, rezistențele și reactanțele din schemele echivalente prezentate mai sus corespund unei faze a mașinii
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mașina funcționând la s = sN, se manifestă în circuitul magnetic statoric, unde frecvența este f1. Întrucât aceste pierderi sunt dependente de frecvență (mai exact de , α fiind între 1 și 2), la frecvențe mici valorile lor sunt reduse. Cum în rotor frecvența tensiunilor induse este mică (1- 2Hz), pierderile în fier vor fi neglijabile. Utilizând raționamentul de la transformator, § 2.2.3 [6], în schema electrică echivalentă din fig. 9 a) se introduce o rezistență în paralel cu reactanța de magnetizare, încât
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
a doua din (5.31) iar în plan se obține configurația OADE unde : (5.45) Având în vedere faptul că U'2 și I'2 sunt în opoziție, unghiul secundar , puterea activă din secundar: este negativă, adică mașina cedează prin rotor o putere activă care se regăsește ca putere mecanică cedată mașinii de lucru - cuplată pe arbore. Se mai face precizarea că din această putere mecanică, o parte (de la fracțiuni până la câteva procente) este necesară acoperirii unor frecări în lagăre sau
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
statoric datorită histerezisului magnetic și curenților turbionari (pierderi în fierul statoric): (5.53) o a treia componentă, importantă ca valoare, al cărei modul este : (5.54) numită și putere electromagnetică, care este de fapt puterea transmisă de stator, prin întrefier, rotorului mașinii asincrone. Această putere este exprimată ca produs dintre cuplul manifestat asupra rotorului și viteza unghiulară a câmpului. M este numit cuplu electromagnetic și este egal și de semn contrar cu cuplul ce se manifestă dinspre rotor spre stator. Din
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
o a treia componentă, importantă ca valoare, al cărei modul este : (5.54) numită și putere electromagnetică, care este de fapt puterea transmisă de stator, prin întrefier, rotorului mașinii asincrone. Această putere este exprimată ca produs dintre cuplul manifestat asupra rotorului și viteza unghiulară a câmpului. M este numit cuplu electromagnetic și este egal și de semn contrar cu cuplul ce se manifestă dinspre rotor spre stator. Din puterea electromagnetică primită de rotor, prin câmp, o parte se consumă prin efect
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
stator, prin întrefier, rotorului mașinii asincrone. Această putere este exprimată ca produs dintre cuplul manifestat asupra rotorului și viteza unghiulară a câmpului. M este numit cuplu electromagnetic și este egal și de semn contrar cu cuplul ce se manifestă dinspre rotor spre stator. Din puterea electromagnetică primită de rotor, prin câmp, o parte se consumă prin efect electrocaloric în înfășurarea rotorică: (5.52') iar o altă parte, însemnată, constituie puterea mecanică transferată rotorului, al cărei modul este: , (5.55) Această putere
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
este exprimată ca produs dintre cuplul manifestat asupra rotorului și viteza unghiulară a câmpului. M este numit cuplu electromagnetic și este egal și de semn contrar cu cuplul ce se manifestă dinspre rotor spre stator. Din puterea electromagnetică primită de rotor, prin câmp, o parte se consumă prin efect electrocaloric în înfășurarea rotorică: (5.52') iar o altă parte, însemnată, constituie puterea mecanică transferată rotorului, al cărei modul este: , (5.55) Această putere mecanică se manifestă prin cuplul de reacție a
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
semn contrar cu cuplul ce se manifestă dinspre rotor spre stator. Din puterea electromagnetică primită de rotor, prin câmp, o parte se consumă prin efect electrocaloric în înfășurarea rotorică: (5.52') iar o altă parte, însemnată, constituie puterea mecanică transferată rotorului, al cărei modul este: , (5.55) Această putere mecanică se manifestă prin cuplul de reacție a rotorului, egal cu M, la viteza unghiulară a rotorului Ω. Din puterea mecanică PMec, o mică parte este cea corespunzătoare pierderilor mecanice prin frecări
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
prin câmp, o parte se consumă prin efect electrocaloric în înfășurarea rotorică: (5.52') iar o altă parte, însemnată, constituie puterea mecanică transferată rotorului, al cărei modul este: , (5.55) Această putere mecanică se manifestă prin cuplul de reacție a rotorului, egal cu M, la viteza unghiulară a rotorului Ω. Din puterea mecanică PMec, o mică parte este cea corespunzătoare pierderilor mecanice prin frecări sau prin ventilație, la care se adaugă unele pierderi suplimentare [12,16,32], iar o parte însemnată
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
electrocaloric în înfășurarea rotorică: (5.52') iar o altă parte, însemnată, constituie puterea mecanică transferată rotorului, al cărei modul este: , (5.55) Această putere mecanică se manifestă prin cuplul de reacție a rotorului, egal cu M, la viteza unghiulară a rotorului Ω. Din puterea mecanică PMec, o mică parte este cea corespunzătoare pierderilor mecanice prin frecări sau prin ventilație, la care se adaugă unele pierderi suplimentare [12,16,32], iar o parte însemnată o constituie puterea mecanică utilă la arbore, furnizată
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
ecuației. Suma algebrică a acestor puteri este nulă, arată faptul că o „mașină electrică considerată ca un sistem izolat, în repaus față de exterior, se supune legii conservării energiei (puterii)“. În situațiile concrete, pierderile prin efect electrocaloric în stator și în rotor intră cu semnul „ - “ întrucât fizic acestea ies din sistem. La fel și pierderile în fier, care în fapt se manifestă prin încălzirea materialului feromagnetic și transferul căldurii spre exterior. În ceea ce privește pierderile mecanice și prin ventilație, acestea sunt sesizabile tot prin
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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]