1,818 matches
-
ale celor două armături, stator și rotor, ca funcții de unghiul variabil θR:(6.10) Ecuațiile în regim tranzitoriu al mașinilor de inducție bifazate 277 Matricile inductanțelor mutuale raportate, dintre diferitele perechi de înfășurări ale celor două armături, stator și rotor, devin: (6.11) Matricile tensiunilor, curenților și rezistențelor rotorice, în mărimi raportate se scriu: (6.12) În ceea ce privește fluxurile totale ale înfășurărilor, se ține seama de faptul că acestea au o componentă proprie și una de inducție mutuală, datorată cuplajului magnetic
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
interes. Ecuațiile (6.2) și (6.3) devin, în mărimi raportate: (6.14) (6.14') În expresiile de mai sus, mărimile variabile în timp sunt: tensiunile aplicate, implicit curenții prin înfășurări (deci și fluxurile totale) și unghiul de rotire a rotorului, care se exprimă, cel mai adesea (la viteză constantă), astfel : (6.15) Se consideră inductanțele hsrrss LLL ,, -constante, iar primele două ecuații din (6.14) devin, printr-o grupare convenabilă: (6.16) În continuare se face o separare în membrul
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
relația (6.21) sau după o lege pătratică (parabolică). Evident, în regim de generator, semnele cuplurilor se inversează. În cazul când pe axul mașinii se aplică un cuplu rezistent, având un termen constant și un alt termen proporțional cu viteza rotorului, acestea vor intra în membrul drept al ecuației (6.20) cu semnul negativ, opunându-se cuplului electromagnetic. Ecuațiile: (6.19 - 6.21) se aduc la forme convenabile: (6.21′) Se pune problema aflării cuplului electromagnetic instantaneu, me (sau valoarea sa
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
generator în ambele sensuri de rotație, impuse de succesiunea fazelor din stator. Pentru studiul regimurilor tranzitorii se folosește ecuația de echilibru a cuplurilor (6.20) în care cuplul electromagnetic este dat de expresia (6.29). În cazul motorului asincron cu rotor în scurtcircuit, 0 brar uu , iar sistemul de ecuații este obținut prin reunirea (6.18 a, b, c, d) cu (6.21′), adică: (6.35) (6.36) unde se mai pot introduce: , pentru studiul funcționării motorului asincron cu rotorul în
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
cu rotor în scurtcircuit, 0 brar uu , iar sistemul de ecuații este obținut prin reunirea (6.18 a, b, c, d) cu (6.21′), adică: (6.35) (6.36) unde se mai pot introduce: , pentru studiul funcționării motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit. Pentru studiul prin simulare numerică a regimurilor staționare și în mod deosebit a celor tranzitorii se introduce operatorul de derivare: dt ds , iar ecuațiile (6.35) trec, în formă operațională: (6.37-1) (6.37-2) 6.37-3) (6.37-4
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mașină cu comutator ab-dq Sistemul de ecuații (6.37 - 1, 2, ..., 6) se studiază cu ajutorul unei diagramebloc laborioase, iar durata de timp necesară obținerii rezultatelor este îndelungată. Este justificată trecerea, printr-o transformare tip comutator [6] la alte variabile în rotor, evidențiate cu indicele d, respectiv q, obținute prin operația „de proiecție” a curenților corespunzători-rotorici, pe axele fixe rotorice, alese orientate pe direcțiile preferențiale coliniare axelor înfășurărilor din stator. Se va denumi acest model matematic de mașină cu comutator ab-dq (sau
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
proiecție” a curenților corespunzători-rotorici, pe axele fixe rotorice, alese orientate pe direcțiile preferențiale coliniare axelor înfășurărilor din stator. Se va denumi acest model matematic de mașină cu comutator ab-dq (sau cu alte notații: DQdq), iar mărimile noi întâlnite acum în rotor sunt exprimate în funcție de cele reale prin relațiile de legătură: (6.38) Noul model de mașină este prezentat în fig. 6.3, iar ecuațiile corespunzătoare sunt deduse din (6.37 1÷6) și (6.38), adică: (6.39-1) (6.39-2) (6
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
prezentat în fig. 6.3, iar ecuațiile corespunzătoare sunt deduse din (6.37 1÷6) și (6.38), adică: (6.39-1) (6.39-2) (6.39-3) (6.39-4)(6.39-5) (6.39-6) Se face precizarea că mărimile care intervin acum în rotor au aceeași frecvență ca și mărimile statorice. De asemenea, se menționează faptul că pentru a deduce relațiile referitoare la circuitul rotoric (6.39-4 și 6.39-5) s-a apelat la regulile cunoscute, de derivare a produselor de funcții, adică: Diagrama
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
din cele două axe, unde intervin tensiunile aplicate celor două înfășurări statorice fixe și fluxurile rotorice de cuplaj mutual din lungul acelorași axe, -celelalte două ecuații se referă la mărimile rotorice din cele două axe, unde intervin tensiunile induse în rotor determinate de rotirea acestuia-proporționale cu pulsația de rotație și fluxurile statorice de cuplaj mutual pe axele coliniare; -ultimele două ecuații se referă la cupluri, respectiv, unghiul de rotație a rotorului: (6.45-1; 6.45-2; 6.45-3; 6.45-4; 6.45-5
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
rotorice din cele două axe, unde intervin tensiunile induse în rotor determinate de rotirea acestuia-proporționale cu pulsația de rotație și fluxurile statorice de cuplaj mutual pe axele coliniare; -ultimele două ecuații se referă la cupluri, respectiv, unghiul de rotație a rotorului: (6.45-1; 6.45-2; 6.45-3; 6.45-4; 6.45-5; 6.45-6); Schema bloc pentru sistemul (6.45-1...6.45-6) se dă în fig. 6.7 (abpsps 81). Sistemul de ecuații, numai în fluxuri de mai sus, devine: (6.46
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
45′-6) cuprinde ca necunoscute doar fluxurile totale ale înfășurărilor, unghiul și viteza, devenind deosebit de simplu, la fel și schema bloc echivalentă, cu implicații favorabile asupra timpului de calcul. Este necesară transformarea inversă pentru a reveni la mărimile reale în rotor. Un dezavantaj, cel puțin formal, al modelelor matematice prezentate mai sus derivă din prezența în ecuații a derivatei unghiului de poziție, θR. Mai exact, s-a adoptat tacit ipoteza păstrării constante a vitezei, pe intervale infinitezimale mici, adică: dθR/dt
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
o parte expresii matematice simple iar pe de altă parte să poată fi traduse în mod convenabil în practică. În cele ce urmează se vor folosi fluxurile totale ale celor 4 înfășurări: două fixe în stator, iar altele două mobileîn rotor. Introducerea acestor variabile, implică folosirea unor noi coeficienți care intervin în scrierea ecuațiilor, numite în continuare parametri hibrizi (niutanțe) ai mașinii bifazate. Pentru analiza funcționării mașinilor de inducție trifazate se folosesc frecvent ecuațiile din teoria celor două axe, adică mașina
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mașinilor de inducție trifazate se folosesc frecvent ecuațiile din teoria celor două axe, adică mașina trifazată se aduce prin transformări convenabile la o mașină bifazată echivalentă, care dispune de două înfășurări în cuadratură-pe stator și alte două înfășurări în cuadratură-pe rotor, echivalentă coliviei la mașina cu rotor în scurtcircuit. Mașina bifazată de inducție, având două înfășurări pe stator și colivie în rotor poate fi interpretată ca model fizic de studiu al mașinii trifazate [1, 2, 5, 55-59, 63-71, 77 85, 89
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
frecvent ecuațiile din teoria celor două axe, adică mașina trifazată se aduce prin transformări convenabile la o mașină bifazată echivalentă, care dispune de două înfășurări în cuadratură-pe stator și alte două înfășurări în cuadratură-pe rotor, echivalentă coliviei la mașina cu rotor în scurtcircuit. Mașina bifazată de inducție, având două înfășurări pe stator și colivie în rotor poate fi interpretată ca model fizic de studiu al mașinii trifazate [1, 2, 5, 55-59, 63-71, 77 85, 89, 90]. Diferența dintre mașina bifazată și
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
la o mașină bifazată echivalentă, care dispune de două înfășurări în cuadratură-pe stator și alte două înfășurări în cuadratură-pe rotor, echivalentă coliviei la mașina cu rotor în scurtcircuit. Mașina bifazată de inducție, având două înfășurări pe stator și colivie în rotor poate fi interpretată ca model fizic de studiu al mașinii trifazate [1, 2, 5, 55-59, 63-71, 77 85, 89, 90]. Diferența dintre mașina bifazată și cea trifazată, în regim simetric, constă în faptul că parametrii diferă cu un factor de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
as, bs (notate cu d, respectiv q , adică: ψdr, ψqr) atunci când se referă la fluxurile din membrul drept al primelor 2 ecuații, respectiv, sume de proiecții corespunzătoare ale fluxurilor statorice din axele as și bs pe cele 2 axe ale rotorului (notate cu D, respectiv Q , adică: ) atunci când se referă la fluxurile înfășurărilor din ultimele 2 ecuații, adică: Ecuațiile (6.60-1,2,3,4) se aduc la forma: (6.60-2′)(6.60-3′) (6.60-4′) Se vor folosi și următoarele notații, unde
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
înfășurărilor din ultimele 2 ecuații, adică: Ecuațiile (6.60-1,2,3,4) se aduc la forma: (6.60-2′)(6.60-3′) (6.60-4′) Se vor folosi și următoarele notații, unde se introduc coeficienții supraunitari, cs și cr referitori la stator respectiv - rotor, precum și inductanța totală de scăpări Lσσ, ca sumă a inductanțelor de scăpări a fazelor mașinii: Mai instructivă se pare a fi introducerea constantelor de timp de scăpări totale ale înfășurărilor mașinii. De exemplu, pentru stator aceasta se definește ca raport
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
membrul stâng și aplicând regula de derivare a unui produs se obține rezultatul așteptat: Revenind la relația (6.63), unde se dezvoltă produsele de matrici, se deduce expresia cuplului electromagnetic numai în funcție de fluxurile totale și de unghiul de poziție a rotorului: (6.65) Relația cuplului electromagnetic se poate aduce la una din formele: (6.65′) (65″) care exprimă „totala simetrie” a mașinii bifazate în raport cu cele 2 armături. Ecuațiile referitoare la echilibrul cuplurilor, (6.21′) devin: (6.21″) care se pot trece
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
celor 4 înfășurări: două în axele as, respectiv bs -perpendiculare (plasate pe armătura exterioară, considerată „stator”, doar pentru fixarea ideilor), notate ψas, respectiv ψbs, la care se mai adaugă 2 în axele ar, respectiv br -perpendiculare (plasate pe armătura interioară „rotor”), notate ψar, respectiv ψbr. Pentru o înfășurare ideală (fără rezistențe și fără fluxuri de scăpări) se poate scrie legea tensiunii induse: ;j j u dt d La mașina reală, cu înfășurări cuplate magnetic, pe fiecare din axe acționează un flux
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
fără rezistențe și fără fluxuri de scăpări) se poate scrie legea tensiunii induse: ;j j u dt d La mașina reală, cu înfășurări cuplate magnetic, pe fiecare din axe acționează un flux creat de stator, suprapus peste cel creat de rotor (coliniar cu primul), astfel încât în ecuația de mai sus, în membrul stâng se adaugă un termen proporțional cu fluxul propriu (dependent de scăpări și de rezistența statorului), iar ca reacție, în membrul drept va apărea un termen proporțional cu fluxul
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
în ecuația de mai sus, în membrul stâng se adaugă un termen proporțional cu fluxul propriu (dependent de scăpări și de rezistența statorului), iar ca reacție, în membrul drept va apărea un termen proporțional cu fluxul cuplajului magnetic mutual, de pe rotor. Ținând seama de acest aspect și de exprimarea prin aceleași unități a tensiunilor, cele 4 ecuații se pot scrie ca 2 matrici coloană cu câte 4 elemente, sumate în membrul stâng, și 2 matrici coloană cu câte 4 elemente sumate
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
membrul drept (se aplică o regulă „inversă”). (Comentariu: este locul unde poate surveni o greșeală de scriere, dar care nu este atât de gravă, știind că în multe aplicații practice inductanțele de scăpări din stator sunt egale cu cele din rotor!). Se ajunge pe această cale destul de ușor la primele 4 ecuații din setul (6.66): Cele 4 fluxuri care intervin în ecuațiile de mai sus se obțin imediat din proiecții. Așa cum se vede din fig. 6.9 a), dr și
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
evident la numărător p, la numitor -inductanța totală de scăpări Lσσ (cu cât scăpările sunt mai mici, cuplul produs de mașină crește - fapt evident), iar în paranteză apar produse ale fluxurilor aflate în cuadratură: unul de pe stator iar celălalt de pe rotor. Natura semnelor se determină astfel: dacă la o variație pozitivă a lui θR (antrenând rotorul, inclusiv fluxul său) proiecția unui flux rotoric pe direcția celui statoric în cuadratură devine pozitivă - cuplaj adițional, atunci se ia semnul plus, iar dacă este
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mai mici, cuplul produs de mașină crește - fapt evident), iar în paranteză apar produse ale fluxurilor aflate în cuadratură: unul de pe stator iar celălalt de pe rotor. Natura semnelor se determină astfel: dacă la o variație pozitivă a lui θR (antrenând rotorul, inclusiv fluxul său) proiecția unui flux rotoric pe direcția celui statoric în cuadratură devine pozitivă - cuplaj adițional, atunci se ia semnul plus, iar dacă este negativă se ia pentru produs semnul minus. Din fig. 6.9 b) se obține formula
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mai sus cuprinde mai puține variabile. De exemplu nu cuprinde curenții prin înfășurări. Totuși, dacă în anumite aplicații este imperios necesară cunoașterea curenților, aceștia se pot determina din ecuațiile de tensiuni (6.1). Simularea pornirii, încărcării variabile, inclusiv a blocării rotorului cu modelul în fluxuri aplicat mașinii de inducție bifazate -indicativ MIB Se poate deduce sistemul de 6 ecuații ale mașinii, în care apar doar fluxurile totale ale celor 4 înfășurări și unghiul de poziție, dintre axa ar a înfășurării rotorice
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]