598 matches
-
pentru motoare cu rotor bobinat și dispozitiv de ridicare a periilor; pentru motoare monofazate cu unul sau două condensatoare etc [4, 48, 49, 50]. De asemenea, sunt standardizate, în perspectivă la nivel european, notațiile capetelor înfășurărilor. De exemplu, pentru motoarele asincrone trifazate, capetele celor trei faze statorice se notează cu: U1 - U2 ; V1 - V2 ; W1 - W2 , iar la motoarele cu inele, capetele înfăsurărilor rotorice se notează cu: k , l , m. La placa de borne se scot în general toate cele 6
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
rețelei și de tensiunea nominală a înfășurărilor. De asemenea, se pot efectua conexiuni la contactoare sau la comutatoare stea - triunghi, dacă se urmărește pornirea cu curent redus a motorului. 5.2 PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE, ECUAȚII, DIAGRAME ALE MAȘINII DE INDUCȚIE (ASINCRONĂ ) 5.2.1 Principiul de funcționare al motorului trifazat Se presupune o mașină asincronă în construcție directă având pe stator o înfășurare trifazată, alimentată de la un sistem trifazat simetric de tensiuni sau curenți. Acest câmp inductor intersectează atât conductoarele statorice
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
contactoare sau la comutatoare stea - triunghi, dacă se urmărește pornirea cu curent redus a motorului. 5.2 PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE, ECUAȚII, DIAGRAME ALE MAȘINII DE INDUCȚIE (ASINCRONĂ ) 5.2.1 Principiul de funcționare al motorului trifazat Se presupune o mașină asincronă în construcție directă având pe stator o înfășurare trifazată, alimentată de la un sistem trifazat simetric de tensiuni sau curenți. Acest câmp inductor intersectează atât conductoarele statorice fixe cât și conductoarele rotorice, presupuse inițial imobile (la pornire), inducând în acestea, tensiuni
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Ω1. Evident, acest flux rezultant va intersecta conductoarele statorice cu viteza Ω1, iar conductoarele rotorice cu Ω2 = s Ω1 , frecvența curenților în stator este f1, iar în rotor este f2=s f1. 5.2.2 Ecuațiile de funcționare a mașinii asincrone trifazate În fig.5.8 este reprezentată schematic o mașină asincronă trifazată, cu rotor bobinat. Cele trei faze statorice, conectate în stea sunt alimentate de la un sistem trifazat simetric de tensiuni. O fază statorică având 11Wkw spire efective este caracterizată
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Ω1, iar conductoarele rotorice cu Ω2 = s Ω1 , frecvența curenților în stator este f1, iar în rotor este f2=s f1. 5.2.2 Ecuațiile de funcționare a mașinii asincrone trifazate În fig.5.8 este reprezentată schematic o mașină asincronă trifazată, cu rotor bobinat. Cele trei faze statorice, conectate în stea sunt alimentate de la un sistem trifazat simetric de tensiuni. O fază statorică având 11Wkw spire efective este caracterizată prin rezistența R1 și inductanța de scăpări Ls1. câmpul statoric Înfășurările
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
sunt conectate în stea cu capetele accesibile, racordate la reostatul trifazat de pornire Rp. Cele trei faze rotorice au câte kw2W2 spire efective și sunt caracterizate de rezistența R2 și inductanța de scăpări Ls2. 5.2.2.1 Funcționarea mașinii asincrone cu rotor imobil la gol Se consideră rotorul fix, iar circuitul rotoric este deschis (Rp este infinit). Statorul este conectat la rețeaua trifazată, curenții absorbiți pe cele trei faze constituie un sistem trifazat simetric, solenațiile, inducțiile și fluxurile polare fiind
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
acestui fapt este valoarea ridicată a curentului absorbit de înfășurarea primară (statorică) chiar la mers în gol. Dacă la transformatoarele trifazate de zeci de kVA, I10curentul de mers în gol se situa la 1-2% din valoarea celui nominal, la mașina asincronă acesta ajunge frecvent la 20-30% și chiar mai mult (80% la motoarele de câteva sute de wați). Pentru acest caz se vor distinge mărimile corespunzătoare prin indicele 0. Aplicând teorema a II-a a lui Kirchhoff pentru ochiul primar corespunzător
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
înmulțirea cu jω1, unde ω1 este pulsația mărimii respective. În ceea ce privește rotorul, pentru faza a - x, lucrând în gol, se poate scrie: (5.12) relație similară cu (5.9). Se menționează că rotorul este imobil. 5.2.2.2 Funcționarea mașinii asincrone trifazate cu rotor în circuit închis în mișcare de rotație Se consideră rotorul în mișcare cu viteză unghiulară (ca motor, ); între câmpul rotitor și conductoarele înfășurării rotorice există o alunecare s , dată de (5.2), (fig. 5.8). În ceea ce privește statorul
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 ecuații, în complex simplificat, (5.13), (5.18), (5.25):(5.26) în care intervine, spre deosebire de transformator, evident și alunecarea s. 5.2.2.3 Ecuațiile mașinii asincrone trifazate în mărimi raportate În mod
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
Așadar, funcționarea în sarcină a mașinii asincrone trifazate este descrisă de sistemul de ecuații, în complex simplificat, (5.13), (5.18), (5.25):(5.26) în care intervine, spre deosebire de transformator, evident și alunecarea s. 5.2.2.3 Ecuațiile mașinii asincrone trifazate în mărimi raportate În mod similar ca la „transformatorul raportat“ se pot obține ecuațiile mașinii asincrone trifazate în mărimi raportate la stator [6]. Prin raportarea mărimilor rotorice (secundare) la cele ale statorului (primar), se va aduce înfășurarea rotorică la
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
5.13), (5.18), (5.25):(5.26) în care intervine, spre deosebire de transformator, evident și alunecarea s. 5.2.2.3 Ecuațiile mașinii asincrone trifazate în mărimi raportate În mod similar ca la „transformatorul raportat“ se pot obține ecuațiile mașinii asincrone trifazate în mărimi raportate la stator [6]. Prin raportarea mărimilor rotorice (secundare) la cele ale statorului (primar), se va aduce înfășurarea rotorică la un număr efectiv de spire pe fază egal cu numărul efectiv de spire pe faza statorică. În
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
la stator: (5.30) obținute după regulile cunoscute de la § 2.2.1.2 [6], adică: tensiunile secundare se raportează prin înmulțire cu ki , curenții secundari se raportează prin împărțirea la ki , rezistențele, reactanțele (impedanțele), prin înmulțirea cu ki2. Ecuațiile mașinii asincrone trifazate în mărimi raportate, sunt: (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
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 analizate. 5.2.3.2 Scheme echivalente ale mașinii asincrone trifazate cu considerarea pierderilor în fier Pierderile în fier pentru 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
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
de circuit Rmp - Xmp, conectate în paralel în schema din fig.5.10 a), pot fi substituite prin elemente conectate în serie. Impedanța echivalentă Zm se determină astfel:(5.38) În formă concentrată, schema electrică echivalentă în T a mașinii asincrone, pe o fază, este redată în fig. 5.10 b), unde intervin trei impedanțe: (5.39) Curentul secundar 2I satisface ecuația a treia din setul (5.31). Fazorii: ; sunt: coliniar cu I1, respectiv perpendicular pe I1 , iar OC reprezintă tensiunea
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
se mai adaugă și altele suplimentare, iar cea mai mare parte o constituie puterea mecanică utilă, P2 - transmisă mașinii de lucru. 5.3 BILANȚUL DE PUTERI, CARACTERISTICA M=f(s) A MAȘINII TRIFAZATE 5.3.1 Bilanțul puterilor la mașina asincronă trifazată 5.3.1.1 Bilanțul puterilor active Se folosesc ecuațiile (5.31) în mărimi raportate și se ține seama de reprezentarea în complex a mărimilor (luând Φ ca origine de fază). Se aplică conjugata complexă primelor 2 ecuații din
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
5.47) expresiile mărimilor complexe deduse din diagramă (fig.5.11): (5.48) și se obține egalitatea: (5.49) Prin separarea părților reale, ordonarea convenabilă și înmulțirea cu 3, se obține: (5.50) Acesta este bilanțul puterilor active în mașina asincronă trifazată. Pentru regimul de motor, bilanțul puterilor active se reprezintă sugestiv printr-o diagramă Sankey în fig. 5.12. Această diagramă arată că puterea electrică activă absorbită de mașină prin stator (pozitivă în cazul de față), este: (5.51) și
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 puterea electromagnetică
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
se adaugă unele pierderi suplimentare [12,16,32], iar o parte însemnată o constituie puterea mecanică utilă la arbore, furnizată mașinii de lucru, P2, care se poate exprima și prin relația:, (5.56) unde M2 este cuplul util al motorului asincron trifazat. Privind mașina ca un sistem, dacă P1 - de natură electrică este pozitivă, adică intră în sistem, PMec - de natură mecanică iese din sistem deci este negativă. Din ecuația (5.50) se poate deduce expresia puterii mecanice, adică : (5.57
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
aceasta se manifestă prin învingerea unui cuplu „rezistent“ al unei mașini de lucru Mr , cuplu care se opune rotirii, fiind de semn contrar vitezei Ω . Se poate scrie : P2 = Mr Ω < 0. Altfel spus, prin cuplajul mecanic cu sarcina, mașina asincronă „primește“ de la aceasta o putere Mr Ω „negativă“ ceea ce este echivalent cu transmiterea sau generarea unei puteri mecanice către sarcină. Este evidentă egalitatea: -Pentru o scriere mai compactă a relației (5.50), ținând seama și de (5.57 ÷ 5.60
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
60) se vor trece pierderile de putere în membrul drept, adică: (5.61) În modul acesta se obține o egalitate între mărimi pozitive, adică suma algebrică a puterilor active care acced (de natură electrică și/sau mecanică) într-o mașină asincronă este pozitivă și egală cu suma pierderilor (de natură termică, mecanică sau chiar electrică). -Este utilă prezentarea bilanțului de puteri în unele cazuri particulare. În fig. 5.13 a) și b) sunt prezentate bilanțurile în cazul funcționării mașinii asincrone ca
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
mașină asincronă este pozitivă și egală cu suma pierderilor (de natură termică, mecanică sau chiar electrică). -Este utilă prezentarea bilanțului de puteri în unele cazuri particulare. În fig. 5.13 a) și b) sunt prezentate bilanțurile în cazul funcționării mașinii asincrone ca motor în gol s ≈ 0, respectiv în scurtcircuit (la 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
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 mare decât al puterii P1. Este de
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 ) în mașină. Acest aspect constituie o particularitate a mașinii asincrone, care arată că atunci când rotorul mașinii este antrenat
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 ) 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
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]
-
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 5.3.2.1 Funcționarea mașinii asincrone la tensiune și frecvență constante În cele mai întâlnite situații, statorul mașinii asincrone trifazate este conectat la rețeaua industrială de frecvență constantă, f1 = 50 Hz în Europa sau f1 = 60 Hz în America. Totodată, excluzând situațiile particulare, când între mașină
Maşini electrice/Vol. 3. : Maşina asincronă by Alecsandru Simion () [Corola-publishinghouse/Science/1660_a_2996]