Scheme de Actionare a Motoarelor Asincrone

Scheme de acționare a motoarelor asincrone

1.  Acționarea automată a motoarelor asincrone

Pentru a elimina efortul fizic al operatorului, în cazul în care sunt solicitări pentru porniri repetate sau condiționate, se va utiliza scheme de pornire automate.

Pornirea automată se referă la efectuarea unor operații pe care operatorul le controlează prin scheme adecvate procesului tehnologic.

Schema cea mai simplă este cea care face posibilă pornirea, respectiv oprirea alimentării unui motor asincron. Scheletul acestei scheme cuprinde combinații de scheme mai mici ce pot conține: pornirea motorului , inversarea sensului de rotație, pornirea condiționată, interblocarea, temporizarea unor operații cerute de procesul tehnologic.

2.1.   Pornirea într-un singur sens a motorului asincron trifazat

1.     Schema de lucru:

Figura 1. Schema electrică de forță și comandă pentru pornirea automată a motorului asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit

2.     Elementele componente:

f1,f2,f3,f5,f6 – siguranțe fuzibile;

1k – contactor;

f4 – bloc relee termice;

bp – buton pornire; bo – buton oprire.

3.    Mod de lucru

Pornirea motorului se face acționând asupra butonului de pornire bp, din circuitul (3). În acest  moment bobina contactorului 1k (3) este sub tensiune (220 V). Contactorul va închide instantaneu toate contactele normal deschise și va deschide toate contactele normal închise, după cum urmează:  contactele normal deschise din circuitul de forță (1) – motorul fiind alimentat la rețea sau contactele normal deschise (4) – destinat automenținerii circuitului de comandă sub tensiune.

Oprirea motorului se face prin acționarea butonului de oprire, bo, aflat circuitul 3, moment în care circuitul de alimentare va fi întrerupt.

Rolul blocului de relee f4 din circuitul de forță(1) este de a întrerupe alimentarea motorului în cazul în care acesta este supraîncărcat. Putem face asta doar prin deconectarea contactului normal deschis din circuitul (2), moment în care circuitul de comandă nu va mai fi alimentat.

2.2.   Pornirea motorului asincron trifazat din mai multe puncte de lucru

3.     Schema de lucru:

Figura 2. Schema electrică de forță și comandă pentru pornirea automată a motorului asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit din mai multe puncte de lucru

2.     Elementele componente:

f1,f2,f3,f5,f6– siguranțe fuzibile;

1k – contactor;

f4 – bloc relee termice;

bp1, bp2 – butoane de  pornire;

bo1, bo2 – butoane de oprire.

3.    Mod de lucru

Observație: butoanele bp1, bp2 (și de la caz bp3, bp4…) se vor conecta în paralel (circuitul 5 și  de la caz la caz  6, 7 etc.). Butonul de oprire bo1 (3) se va conecta în serie cu bo2, bo3 etc.

Pornirea motorului se face acționând asupra butonului de pornire bp, din circuitul (3). În acest  moment bobina contactorului 1k (3) este sub tensiune (220 V). Contactorul, instantaneu, va închide toate contactele normal deschise și va deschide toate contactele normal închise, după cum urmează:  contactele normal deschise din circuitul de forță (1) – motorul fiind alimentat la rețea sau contactele normal deschise din circuitul (4) – destinat automenținerii circuitului de comandă sub tensiune.

Oprirea motorului se face acționând butonul de oprire, bo1, din circuitul 3, sau buntonului de oprire bo2, din circuitul 5, moment în care circuitul de alimentare este întrerupt.

2.3.   Pornirea și inversarea sensului de rotație a motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit

1.     Schema de lucru:

Figura 3. Schema electrică de forță și comandă pentru pornirea și inversarea sensului de rotație a unui motor asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit

2.   Elemente componente:

f1,f2,f3,f5,f6 – siguranțe fuzibile;

1k,2k– contactoare;

F4 – bloc relee termice;

bp1, bp2 – butoane de pornire;

bo – buton de oprire.

3.    Mod de lucru:

Schema electrică are 7 circuite, două de forță (1 și 2) și cinci de comandă.

         Pornirea în sens direct.  Se acționează butonul de pronire bp1 din linia (4). Prin alimentarea bobinei contactorului 1K din linia (4), contactorul 1K își va închide contactele normal deschise din circuitul principal (1) și va alimenta motorul. Automenținerea se realizează cu ajutorul contactului normal deschis din linia (5). În  momentul acționării contactorului 1K, pentru a proteja eventuala comandă accidentală a butonului de pornire bp2, contactul normal închis (6) se va deschide, ți va întrerupe alimentarea bobinei contactorului 2K.

Oprirea se face acționând butonul bo, buton aflat în circuitul 4.

Pornirea în sens invers. Se acționează butonul bp2 (6). Prin alimentarea bobinei contactorului 2K din linia (4), contactorul 2K își va închide contacul normal deschis din circuitul principal 2, alimentând motorul. Automenținerea se realizează cu ajutorul contactului normal deschis din linia (7). În  momentul acționării contactorului 2K, pentru a proteja eventuala comandă accidentală a butonului de pornire bp1,contactul normal închis (4) se va deschide, întrerupând alimentarea bobinei contactorului 1K.

Reglajul mașinii asincrone trifazate

Dintre mașinile electrice folosite în acționarea mașinilor unelte , motoarele asincrone sunt cele mai răspîndite. Avantajele utilizarli motoarelor asincrone constau în simplitatea lor constructivă, siguranță mare în exploatare și prețul de cost mai redus decât a motoarelor de curent continuu. Un alt factor hotărâtor îl repreyintă alimentarea mașinilor cu curent alternativ, care este cea mai econimică sursă de energie eletrica utilizată în acționările industriale.

Totodată, ele corespund pe deplin condițiilor impuse de acționarea mașinilor unelte, potrivit căreia variația turației trebuie să fie mică în cazul cînd sarcina nu este constant. Totuși în multe cauzuri este nevoie să se facă reglajul turației motoarelor asincrone, reglaj care se face prin variația rezistenței rotorice,  prin modificarea valorii tensiunii de alimentare și prin modificarea frecvenței tensiunii de alimentare.

Reglarea turației motoarelor asincrone cu reostate.rotorice.

Reostatul de reglare sau de alunecare se montează că reostat de pornire și se utilizează în cazul motoarolor cu inele colectoare. Motorul va funcționa la alunecarea reglată prin rezistențele introduse în circuitul rotoric (schem de mai jos ). Procedeul este neeconomic din cauza pierderilor în reostatul de reglare și de asemeni nu asigura menținerea constantă a turației la variația cuplului rezistent.

2. Reglarea turației prin modificarea valorii tensiunii de alimentare:

Grație fenomenului de saturație magnetică, reglajul se poate realiza numai pentru valori mai mici decât tensiunea nominală. Se obțin astfel caracteristicile artificiale de tensiune plasate sub caracteristica mecanică naturală. Acestea  explică comportarea motorului la cuplu rezistent constant:  U↓ n↓

Caracterul reglajului este dependent de tipul sursei de tensiune utilizată. Putem avea un reglaj continuu sau in trepte.Indicele economic este favorabil dacăprivim pierderile, dar nefavorabil din punct de vedere economic, fiindcă are nevoie de o sursă de curent alternativ variabilă, de regulă cam scumpă.

3. Reglarea turației prin modificarea frecvenței tensiunii de alimentare:

Din considerente de saturație a miezului magnetic nu se acționeaza numai asupra frecventei f, ci și a valorii tensiunii U, astfel încât sa fie satisfacută condiția: 

Reglajul, in acest caz se poate realiza la cuplu constant sau la putere constantă, după cum putem vedea in figura de mai jos.

Aceasta este o metoda de reglaj modernă si performantă. Gama de reglaj a turatiei este foarte mare. Caracterul reglajului este continuu.Domeniul de reglaj este bizonal, acționând atât deasupra cat si sub caracteristica mecanică naturală ). Obținem un indice economic favorabil din punct de vedere al pierderilor, dar nefavorabil dacă privim investitiei, având o sursa de tensiune foarte scumpă.

Relația care dă turația de sincronism a unui motor asincron n=60 f/p, indică faptul că dacă frecvența tensiunii de alimentare este variabilă, turația motorului variază direct proporțional cu această. Pentru variația frecvenței se folosesc convertizoare de frecvență cu ajutorul cărora se pot realiza reglări continue a turației într-un domeniu foarte larg.

FUNCȚII DE BAZĂ ALE APARATELOR

Aparatajul electric este un ansamblu de echipamente electrice folosite pentru a proteja atât instalațiile electrice cat și personalul care le deservește (împotriva efectelor curentului electric), și are rolul de a asigura funcționarea corectă a receptoarelor din instalații.

Principalele funcții ale aparatajului electric folosite în instalațiile electrice sunt: de separare electrică a circuitelor sau a părților de circuit între sursele de energie și consumatori de protecție compusă din: funcțiunea de detecție a suprasarcinilor și declanșare automată cu temporizare conform caracteristicii de protecție; funcțiunea de detecție a scurtcircuitelor și declanșare instantanee; funcțiunea de declanșare liberă manifestată prin preponderență comenzii de deschidere asupra celei de închidere ; de comutatie(comandă funcțională) îndeplinită prin închiderea , respectiv deschiderea contactelor principale și auxiliare și realizată prin acționarea mecanismului; acționarea poate fi manuală sau electrică.

Separarea electrică

Are scopul de a separa și de a izola un circuit de orice sursă de energie electrică. De regulă, această funcție trebuie asigurată la începutul oricărei instalații electrice de un dispozitiv specific, aând rolul de a asigura securitatea personalului de întreținere înainte de interveni în instalație.

Aparatele.de separare trebuie.să fie cu acțiune omnipolara (să acționeaze asupra tuturor conductoarelor active și asupra celui neutru) și simultană (să acționeze toate conductoarele printr-o singură manevră). Separarea electrică este de două tipuri:

Separare vizibilă –când operatorul are vizibilitate asupra separării contactelor;

Separarea aparentă – se face cu ajutorul unui aparat de separare ce are un indicator de poziție. El indică poziția "scos de sub tensiune" doar atunci când toate contactele sunt efectiv deschise și distanța de separare este minimă.

Protecția electrică

Are scopul de a evita sau de a limita efectele distructive cauzate de supracurenți și de a separa segmentul cu defect de restul instalației. Orice protecție presupune două aspecte, ce pot depinde unul de altul sau nu: detectarea defectului (supracurentilor) sau întreruperea circuitului afectat.

Aparatul de detectare a supracurenților este de obicei instalat pe toate conductoarele de faza; acestea nu provoacă neapărat și întreruperea circuitului. Pentru identificarea corectă a soluției de protecție, trebuie să se facă distincția între:

• supracurenti temporari (trecători) care apar că urmare a pornirii motoarelor, punerea sub tensiune a transformatoarelor, aprinderea tuburilor fluorescente, etc. Acești supracurenti nu trebuie să declanșeze dispozitivele de protecție.

• supracurenti anormali, care pot fi: de suprasarcină – se datorează în general supraîncărcării momentane a unor receptoare sau unei cereri de putere mecanică mai mare decât de obicei; de scurtcircuit – în general sunt efectul unui defect în circuit (eroare de conectare, deteriorarea izolației, etc). În acest caz, protecția este asigurată de disjunctoare sau siguranțe fuzibile Curentul are valori de la 10 În până la 100În sau mai mult.

Comandă funcțională și întreruperea de urgență

Sunt funcții ce permit intervenții voluntare ce pot fi făcute în instalații electrice sub tensiune. Comanda funcțională face referire la punerea sauu scoatera de sub tensiune a instalațiilor electrice. Aparatele de comandă trebuie instalat ori la începutul instalației, ori la nivelul receptoarelor. Aceste tipuri de aparate ce îndeplinesc această funcție pot fi acționate manual (prin intervenția personalului calificat pentru o astfel de operațiune), sau semiautomat (folosindu-se telecomanda electrică).

Întreruperea de urgență face referire la scoaterea rapidă de sub tensiune a unui receptor sau a unei bucăți de circuit, ori a circuitului întreg în caz de pericol. Un asemenea aparat trebuie să cuprindă următoarele caracteristici: să întrerupă în același timp toate conductoarelor active; să dispună de un organ de acționare (buton, manetă, etc) ușor de identificat și accesibil (situat în zona receptoarelor de protejat); să poată fi comandat de la o anumită distanță cu ajutorul unor dispozitive de oprire de urgență (denumite și tip lovitură de pumn);

Rolul fundamental al aparatelor electrice este de comutare (conectare/deconectare) a circuitelor electrice. În funcție de tipul circuitului comutat (curent întrerupt) distingem: aparate de comutare a circuitelor de putere (întreruptoare, contactoare, disjunctoare); aparate pentru comutarea circuitelor de comandă(automatizare) , circuite ce deservesc circuitele de putere

După rolul specific în schemele electrice distingem două categorii de aparate electrice: aparate de distribuție ,având rolul de gestionare corectă a energiei furnizate consumatorilor ,de separare electrică în caz de defect , de protecție a personalului; aparate de comandă și control ce au rolul de automatizare și protecție

Bibliografie:

http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/SCHEME-ELECTRICE-DE-ACTIONARI234624513.php

http://www.qreferat.com/referate/constructii/MASINA-ASINCRONA641.php

http://scheme-electrice.com/reglarea-vitezelor-motoarelor-asincrone/