Studiul Compartiv al Motoarelor Electrice Reglabile de Curent Alternativ
LUCRARE DE LICENTA
Specialitatea: ELECTROMECANICA
STUDIUL COMPARATIV AL MOTOARELOR ELECTRICE REGLABILE DE CURENT ALTERNATIV
CUPRINS
INTRODUCERE
CAPITOLUL I. GENERALITĂȚILE MAȘINILOR ELECTRICE
I.1. Definirea mașinii electrice
I.2. Construcția motorului electric
1.3. Materiale utilizate la construcția mașinilor electrice
1.4. Pierderile și randamentul mașinilor electrice
CAPITOLUL II. PORNIREA MOTORULUI SINCRON
II.2. Pornirea motorului sincron de joasă tensiune, în funcție de turație, cu ajutorul autotransformatorului
II.3. Pornirea unui motor sincron în funcție de timp
CAPITOLUL III. MAȘINA ELECTRICĂ ASINCRONĂ: GENERALITĂȚI
3.1 Motorul electric asincron: construcție
Miezul poate fi format dintr-o singură bucată sau din sectoare și este realizat din tole de oțel electrotehnic împachetate rigid, izolate în lac și prinse de carcasa mașinii.
3.2. Motorul electric asincron: funcționare
3.3. FUNCȚIONAREA MAȘINII ASINCRONE ÎN REGIM DE MOTOR
3.3.1 Funcționarea în sarcină
P
3.4. PORNIREA MOTOARELOR ASINCRONE TRIFAZATE
3.4.1 Metode de pornire a motoarelor asincrone cu rotor în scurtcircuit
3.4.1.1. Pornirea prin cuplarea directă la rețeaua de alimentare
3.4.1.2 Pornirea prin alimentare cu tensiune redusă: pornirea cu reactanță în circuitul statorului
3.4.1.3 Pornirea prin alimentare cu tensiune redusă: pornirea cu autotransformator de pornire
3.4.1.4 Pornirea prin alimentare cu tensiune redusă: pornirea prin comutator stea-triunghi
3.5. Metode de pornire a motoarelor asincrone
cu rotor cu inele (bobinat)
3.6. REGLAREA VITEZEI MOTOARELOR ASINCRONE TRIFAZATE
3.6.1. Reglarea vitezei prin modificarea tensiunii de alimentare
3.6.2. Reglarea vitezei prin schimbarea numărului de poli
3.6.3. Reglarea vitezei prin variația frecvenței rețelei
3.6.4. Reglarea vitezei prin schimbarea rezistenței din rotor
3.7. Masuri de protectia muncii
BIBLIOGRAFIE
INTRODUCERE
Dezvoltarea în ritm rapid a producției de energie electrică față de alte domenii industriale, pentru satisfacerea necesarului de energie a tuturor ramurilor industriale, îmbunătățirea continuă a calității energiei electrice prin asigurarea continuității în alimentare a consumatorilor are o importanță deosebită.
Exploatarea necorespunzătoare a mașinilor electrice poate avea ca efect ieșirea din sincronism a generatoarelor din centralele electrice și chiar căderea în cascadă a mai multor surse din componența sistemului energetic.
Creșterea complexității și a exigențelor impuse sistemelor de acționare electrică a mecanismelor și mașinilor de lucru a dus, în mod inevitabil, la creșterea volumului de cercetări legate de perfecționarea acestora.
Dintre mașinile electrice, luând în considerare dimensiunile și construcția lor, cea mai mare dezvoltare o cunoaște generatorul sincron. De când se produce energia electrică în termo- și hidrocentrale se furnizează la consumatori cu ajutorul liniilor electrice de înaltă tensiune, s-a tins ca această energie să fie produsă la locul surselor de energie, utilizându-se cât mai puține agregate. S-a ajuns astfel, să se utilizeze generatoare sincrone de 500 MVA și mai mari. Această direcție de dezvoltare care se referă la generatorul sincron de mare turație cuplat direct la turbinele termice, precum și la mașinile sincrone de turație mică acționate de turbine hidraulice, face să fie necesară cunoașterea cât mai aprofundată a regimurilor de funcționare a mașinilor sincrone. Mai ales stabilitatea statică și dinamică a mașinilor cu funcționare concomitentă, precum și, diferitele probleme în legătură cu aceasta, fac cât se poate de oportună studierea acestei mașini.
În marile centrale electrice există mașini cu putere mare, însă în multe alte domenii tehnice și economice sunt necesare mașini sincrone mai mici (centrale industriale, hidrocentrale mai mici, agregate, etc.). Așadar, în domeniul mașinilor electrice rotative funcționează mașini în limite foarte largi de putere.
Tehnologia motoarelor asincrone este în continuă evoluție, o dată cu dezvoltarea tehnicii și miniaturizarea sistemelor, ele ajungând să ia locul motoarelor de curent continuu în unele sisteme care erau, până nu demult, apanajul acestora din urmă. Această ramură a tehnicii este una de viitor, care promite o dezvoltare puternică în viitor, în speță a sistemelor orientate spre domeniul digital. Folosirea DSP-urilor (procesoare digitale de semnal) programabile, de mare viteză, precum și a senzorilor inteligenți, permite crearea unor algoritmi din ce în ce mai performanți de pornire și reglare a motoarelor asincrone, precum și posibilitatea modificării parametrilor de funcționare a acestora, și, de ce nu, autodiagnosticarea sistemului și controlul centralizat, de la distanță.
În concluzie, domeniul motoarelor electrice asincrone este un domeniu în plină dezvoltare, care promite mult și care se infiltrează din ce în ce mai mult în tehnica actuală, în domeniile ce presupun controlul mișcării, atât pentru sistemele de mică putere, cât și în cele de mare putere.
CAPITOLUL I. GENERALITĂȚILE MAȘINILOR ELECTRICE
I.1. Definirea mașinii electrice
Mașinile electrice sunt utilizate în toate sferele de activitate ale omului. Ele formează practic, toate sursele de energie electrică și elementele de acționare în vederea efectuării unui lucru mecanic de către mecanisme și instalații.
În vastul proces de conversie a energiei, un loc însemnat îl ocupă conversia electromecanică care se realizează cu ajutorul mașinilor electrice. Mașinile electrice funcționează pe baza forțelor electromagnetice ce acționează asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic.
Astfel, mașina care face conversia energiei mecanice în energie electrică se numește generator electric, iar cea care face conversia energiei electrice în energie mecanică se numește motor electric. Mașina electrică care, cu intervenția energiei mecanice, modifică parametrii unei transmisiuni de energie electrică (tensiune, curent, frecvență) se numește convertizor electric rotativ. Când mașina electrică primește atât energie electrică, cât și energie mecanică și le transformă în căldură, prin efectul Joule, ea are rol de frână. Dacă sistemul nu are corpuri în mișcare, se obține un caz limită de mașină electrică, dacă există și cuplaj magnetic între circuite sau numai magnetic, ansamblul se numește transformator electric.
Din analiza principiilor de funcționare ale mașinilor electrice, rezultă că acestea sunt reversibile din punct de vedere energetic, adică conversia energiei poate fi făcută în ambele sensuri prin intermediul aceleiași mașini, dar în toate cazurile conversia se face cu pierderi ireversibile de energie, pierderi transformate în căldură (fig. 1.1)
I.2. Construcția motorului electric
În mașinile electrice, curenții electrici parcurg o serie de conductoare electrice, care consituie înfășurările sau bobinajele mașinilor. Totalitatea conductoarelor luate în serie, având un capăt de început și un capăt de sfârșit, constituie o înfășurare. Aceasta constă din mai multe bobine concentrate în serie, iar o bobină din mai multe spire suprapuse, înseriate. De obicei, capătul de început al înfășurării se notează cu literă mică sau mare de la începutul alfabetului (A, B, C sau a, b, c), iar capătul de sfârșit cu o literă de la finele lui (X, Y, Z sau x, y, z). O înfășurare se reprezintă printr-o literă ce indică capetele, de exemplu AX.
Atât în înfășurările generatoarelor cât și în cele a motoarelor, se induc tensiuni electrice prin intermediul câmpurilor magnetice variabile în timp.
Partea mașinii cu înfășurarea parcursă de curent, care la mersul în gol produce câmpul magnetic principal se numește inductorul mașinii, iar cealaltă indusul mașinii.
Din punct de vedere constructiv mașinile electrice sunt executate astfel încât de cele mai multe ori se pot distinge două corpuri (armături), dintre care unul notat cu A în figura 1.2 este fix, numit stator, iar celălalt, notat cu B, este mobil și se rotește în cavitatea primului, numit rotor. Din motive mecanice, între stator și rotor este un spațiu liber δ numit întrefier. Întrefierul permite mișcarea relativă a celor două armături. Grosimea întrefierului este un indicator important al performanțelor motorului. Din cele două armături cel puțin una este prevăzută cu un sistem electric format din conductoare electrice izolate între ele prin care circulă curenți electrici.
În compunerea rotorului intră de obicei și un organ colector, necesar pentru a se putea realiza legatura electrică între înfășurarea rotorului, mobilă în spațiu odată cu rotorul, și circuitul electric exterior la care urmează a fi conectată. Această legătură se asigură sub forma unui contact alunecător în care organul colector, fixat pe arborele rotorului, reprezintă partea sa mobilă; partea fixă a contactului alunecător este formată dintr-un număr de perii colectoare (sistem port perii), care calcă pe organul colector. Se disting două tipuri de organe colectoare: cu inele colectoare și cu lamele de colector, ultimul fiind denumit și comutator. Inelele colectoare confecționate din cupru sunt caracteristice pentru mașinile rotative la care înfășurarea rotorului prezintă capete de ieșire. Numărul de inele colectoare este doi când înfășurarea rotorică este o înfășurare având două capete (ex.:+ și – la înfășurări de excitație a mașinii sincrone).
În figura 1.2 este dată schematic o mașină ce are întrefierul constant de-a lungul întregii periferii. În figura 1.3, a este prezentat un al doilea tip de mașină electrică numită mașină cu poli aparenți externi, iar în figura 1.3, b o parte dintr-o mașină cu poli aparenți interiori.
Se observă modul de realizare a celor doi poli magnetici, polul nord N și polul sud S. Ambii poli constituie un circuit magnetic complet. Câmpul magnetic trece prin întrefier de două ori, sub fiecare pol câte o dată. Cu linie întreruptă este indicat traseul parcurs de circuitul magnetic al mașinii. La această mașină, statorul constă din următoarele elemente componente: A1 – jugul statoric; A2 – corpul polului pe care se plasează înfășurarea cu , spire pe pol, parcurse de un current care excită câmpul magnetic al mașinii; A3 – talpa polului sau talpa polară; K1 și K2 – muchiile tălpii polare, la rotația rotorului în sensul săgeții, K1 fiind muchia de intrare, iar K2 muchia de ieșire; B – rotorul. Distanța între mijloacele a doi poli consecutive, măsurată pe periferia indusului spre întrefier se numește pas polar și se notează cu τ. Valoarea pasului polar este prin urmare:
(1.1)
unde, D = diametrul indusului (fig. 1.4).
Acestei distanțe îi corespunde la centru un unghi ce depinde de numărul polilor repartizați pe întreaga periferie a mașinii. Dacă mașina are 2p poli, unghiul la centru, corespunzător unui pas polar este . Distanța b între muchia de intrare și cea de ieșire a aceluiași pol se numește arc polar sau lățimea tălpii polare. Axa de simetrie care trece prin mijlocul unui pol se numește axa câmpului sau axă longitudinală (axa d). Bisectoarea unghiului format din două axe longitudinale consecutive se numește axa transversală, notată cu q.
La o mașină electrică, fluxul inducției magnetice, considerat pentru toată suprafața rotorului, este zero. Aceasta înseamnă că fluxul tuturor polilor cu polaritate nord este egal și de semn contrar cu cel al tuturor polilor cu polaritate sud . Din motive de funcționare optimă, mașinile electrice se fac astfel încât toți polii cu aceeași polaritate au același flux, de unde rezultă , ceea ce caracterizează mașina electrică cu simetrie totală.
1.3. Materiale utilizate la construcția mașinilor electrice
Materialele care se folosesc la construcția mașinilor electrice se împart în trei categorii: active, electroizolante și constructive. În categoria materialelor active se disting feromagnetice și electroconductoare.
Materialele feromagnetice sunt întrebuințate pentru confecționarea miezului și a carcasei statorice. La realizarea miezului se folosesră; K1 și K2 – muchiile tălpii polare, la rotația rotorului în sensul săgeții, K1 fiind muchia de intrare, iar K2 muchia de ieșire; B – rotorul. Distanța între mijloacele a doi poli consecutive, măsurată pe periferia indusului spre întrefier se numește pas polar și se notează cu τ. Valoarea pasului polar este prin urmare:
(1.1)
unde, D = diametrul indusului (fig. 1.4).
Acestei distanțe îi corespunde la centru un unghi ce depinde de numărul polilor repartizați pe întreaga periferie a mașinii. Dacă mașina are 2p poli, unghiul la centru, corespunzător unui pas polar este . Distanța b între muchia de intrare și cea de ieșire a aceluiași pol se numește arc polar sau lățimea tălpii polare. Axa de simetrie care trece prin mijlocul unui pol se numește axa câmpului sau axă longitudinală (axa d). Bisectoarea unghiului format din două axe longitudinale consecutive se numește axa transversală, notată cu q.
La o mașină electrică, fluxul inducției magnetice, considerat pentru toată suprafața rotorului, este zero. Aceasta înseamnă că fluxul tuturor polilor cu polaritate nord este egal și de semn contrar cu cel al tuturor polilor cu polaritate sud . Din motive de funcționare optimă, mașinile electrice se fac astfel încât toți polii cu aceeași polaritate au același flux, de unde rezultă , ceea ce caracterizează mașina electrică cu simetrie totală.
1.3. Materiale utilizate la construcția mașinilor electrice
Materialele care se folosesc la construcția mașinilor electrice se împart în trei categorii: active, electroizolante și constructive. În categoria materialelor active se disting feromagnetice și electroconductoare.
Materialele feromagnetice sunt întrebuințate pentru confecționarea miezului și a carcasei statorice. La realizarea miezului se folosesc materiale magnetice moi, în principal aliaje fier-siliciu, care se caracterizează prin valori mari ale permeabilității magnetice relative. Carcasele se execută din fontă sau oțel. Arborii mașinilor electrice prin care se transmite puterea mecanică, se execută din oțel carbon sau aliat.
Dacă miezul este străbătut de un câmp magnetic variabil în timp, în el au loc pierderi corespunzătoare ciclului de histerezis magnetic al materialului respectiv și pierderi prin curenți turbionari. În vederea micșorării pierderilor în miez, acesta se execută din foi de tablă subțire (tole), de 0,3 – 0,5 mm grosime, izolate între ele. Pe măsură ce procentajul de siliciu este mai mare pierderile specifice ale materialului se micșorează; din punct de vedere al intensității câmpului H, la o inducție B > 0,8T, tolele cu procentaj de siliciu mai mare au însă proprietăți mai slabe decât tolele slab aliate.
Materiale electroconductoare folosite în principal sunt cuprul și aluminiul. Deși are o rezistivitate mai mare, aluminiul înlocuiește ori de câte ori este posibil cuprul, care este un material deficitar. Astfel, aluminiul se utilizează pe scară largă la executarea înfășurărilor de transformatoare, a coliviei la mașini asincrone etc. La realizarea înfășurărilor în colivie se mai folosesc și diferite sorturi de bronz și alamă. La construcția mașinilor sincrone se folosește cuprul ca material electroconductor.
Un rol deosebit în construcția mașinilor electrice îl au materialele electroizolante, folosite pentru izolare a spirelor, bobinelor și al înfășurărilor față de miezuri, etc. Ele trebuie să se caracterizeze printr-o rigiditate dielectrică ridicată, o constantă dielectrică ca și prin rezistență la temperaturi mari, la umiditate, la solicitări mecanice, etc.
Materialele de ordin constructiv sunt cele folosite pentru asamblarea părților componente ale mașinii și asigurarea rigidității sale mecanice. În această categorie de materiale intră fonta (folosită pentru realizarea carcaselor și scuturilor), oțelul (pentru carcase, cuve, sistem de strângere), diverse materiale neferoase sau aliaje (pentru piese distanțoare, cutii de borne).
1.4. Pierderile și randamentul mașinilor electrice
Funcționarea mașinilor electrice este însoțită de existența unor pierderi în părțile active: pierderi în fier pFe, pierderi în bobinaje pb și pierderi în sistemul perie colector, precum și, a pierderilor mecanice și de ventilație pmv, condiționate de frecările care intervin în urma rotirii rotorului.
Pierderile în fier pFe, constituite în principal din pierderile prin histerezis și prin curenții turbionari, depind practic de pătratul inducției B a câmpului magnetic din mașină. La rândul lor, pierderile în bobinaje depind de pătratul curentului prin înfășurare, iar pierderile mecanice și de ventilație, în care preponderente sunt ultimele, variază practic cu pătratul turației.
Prin îmbunătățirea materialelor active folosite și perfecționarea sistemelor de ventilație, pierderile sunt limitate la 10 – 20%, la mașinile de putere medie și redusă, respectiv 2 – 8%, la transformatoarele și mașinile rotative de putere foarte mare și mare. Notând cu Pa puterea absorbită de mașina electrică pentru a furniza puterea utilă Pu, randamentul cu care lucrează mașina este:
(1.2)
unde: Pa = Pu + pFe + pmv + pb
Puterea utilă se mai poate scrie și sub forma Pu = kSPN (unde kS reprezintă factorul de încarcare sau factor de sarcină).
Rezultă pentru randament expresia:
(1.3)
care arată că randamentul este nul pentru kS = 0 respectiv kS = și deci, pentru un kS 0, curba randamentului trece printr-un maxim, vom nota astfel kSm ca fiind coeficientul de incărcare pentru care randamentul este maxim. Pentru că în multe cazuri pot funcționa cu o sarcină mai mică decăt cea nominală, mașinile electrice se dimensionează astfel încăt să rezulte kSm = 0,3 – 0,75.
Curba , numită curba randamentului (fig. 1.5), reprezintă una dintre cele mai importante curbe caracteristice ale mașinii, reflectînd comportarea ei sub aspectul energetic. La factori de sarcină kS apropiați de 1, cum pierderile reprezintă doar procente din puterea Pu, influența lor este redusă, astfel că la kS kSm curba randamentului cunoaște o scădere lentă, pe măsură ce kS crește.
Randamentul prezintă o valoare maximă la mașina sincronă pentru o anumită sarcină și în general depășește valoarea de 0,9 pentru sarcini variind între 40 … 100% din valoarea sarcinii nominale.
Randamentul motorului sincron depinde de puterea nominală și de factorul de putere al motorului. Randamentul maxim, pentru aceeași putere activă, se obține pentru excitația optimă (cosφ = 1). În tabelul 1.1. se prezintă randamentele medii ale câtorva motoare sincrone de joasă și medie tensiune.
Tabelul 1.1. Valorile randamentului pentru câteva motoare sincrone trifazate.
Comportarea motorului sincron la abateri ale tensiunii de alimentare considerăm că frecvența rămâne constantă și, de asemenea, cuplul de sarcină și excitația. Fie Ux tensiunea variabilă a motorului, x unghiul intern corespunzător și Un tensiunea nominală. Din conservarea puterii electromagnetice rezultă:
(1.4)
De unde se deduce faptul că micșorarea tensiunii motorului duce la mărirea unghiului său intern. Se poate determina și o tensiune minimă, astfel încât motorul să atingă limita de stabilitate statică. Aceasta are valoarea . Capacitatea de suprasarcină se micșorează odată cu micșorarea tensiunii de alimentare și, în același timp, curentul absorbit crește.
CAPITOLUL II. PORNIREA MOTORULUI SINCRON
Motorul sincron dezvoltă un cuplu sincron mediu numai la funcționarea în sincronism, atunci când turația rotorului este egală cu turația câmpului învârtitor statoric. La altă viteză, precum și la pornire, cuplul sincron este alternativ avănd valoare medie nulă. Așadar, motorul sincron nu are cuplu de pornire.
II.1. Metode de pornire a motoarelor sincrone
Pornire motoarelor sincrone se poate face prin trei metode: pornire în asincron, pornirea prin alimentare de la o sursă de frecvență variabilă, pornirea cu motor auxiliar de lansare. Micromașinile sincrone au rotorul prevăzut cu magneți permanenți și se pornesc prin simpla lor conectare la rețea. În rotor se mai prevede o colivie de pornire, care uneori este chiar piesa de fixare a magneților permanenți.
Pornirea cu ajutorul unui motor auxiliar. Pentru pornire, motorul sincron este antrenat cu un motor auxiliar și se realizează operația de sincronizare cu ajutorul acestuia. Puterea motorului auxiliar crește în raport cu cuplul rezistent. Dacă pornirea trebuie efectuată cu un cuplu rezistent egal cu cuplul nominal, motorul auxiliar trebuie să aibă o putere aproape egală cu cea a motorului sincron. Ca motor auxiliar se poate utiliza un motor de curent continuu sau un motor de inducție cu inele de contact. În cazul motorului de curent continuu, este necesar să se dispună de o sursă adecvată. Dacă pornirea se face în gol, ca motor auxiliar se poate utiliza excitatoarea. Dacă motorul auxiliar este de inducție, atunci se obișnuiește ca acesta să se aleagă cu turația sincronă mai mare, în care caz operația de sincronizare se poate realiza cu ușurință.
Pornirea prin intermediul frecvenței este o metodă ce se poate utiliza numai dacă este la dispoziție o sursă, a cărei frecvență poate fi variată de la 0 până la valoarea nominală. Motorul este conectat la sursă când aceasta are frecvența 0 și se modifică împreună cu tensiunea până la valorile nominale. Deoarece trebuie asigurată excitația și la turația nulă, înfășurarea inductoare se alimentează de la o sursă separată și numai ulterior se conectează la excitatoarea proprie. Această metodă de pornire necesită instalații speciale. Utilizarea convertizorului de frecvență permite modificarea turației motorului sincron, această instalație se realizează cu elemente semiconductoare de putere comandate (tiristoare). Utilizarea lor este justificată în acționările de mare putere (puteri de ordinal megavaților) și turație varibilă (de xemplu în acționarea morilor de ciment).
Pornirea în asincron este cea mai utilizată metodă de pornire a motoarelor de putere sincrone. Pentru a porni în asincron, motorul sincron trebuie să fie echipat cu o înfășurare în colivie pentru pornire, așezată în piesele polare ale polilor rotorici de excitație; aceasta îndeplinește ulterior, la funcționarea în regim normal al motorului, rolul de înfășurare de amortizare. De aceea, aceasta se mai numește înfășurare de pornire și amortizare. Dimensionarea ei se face având în vedere procesul pornirii.
Este necesar în timpul procesului de pornire, folosirea unei rezistențe de pornire, la care se conectează înfășurarea de excitație, rolul acesteia este:
– limitează supratensiunile produse prin inducție electromagnetică în înfașurarea de exitație de către câmpul învârtitor statoric, care în momentul conectării motorului sincron la rețea, au valori de ordinul zecilor de kV;
– amelioreaza caracteristica de pornire în asincron a motorului sincron.
Dacă pornirea s-ar face cu înfașurarea de excitație deschisă, cuplul de intrare în sincronism va fi redus, iar supratensiunile ar putea periclita siguranța personalului de exploatare. Cupluri satisfăcătoare de pornire și de intrare în sincronism se pot obține dacă rezistența de pornire are valori de 7 – 10 ori valoarea rezistenței de exitație. Rezistența de pornire se dimensionează în funcție de curentul alternativ produs de tensiunea indusa în rotor, valoare practic constantă pe toată perioadă pornirii și aproximativ egală cu valoarea curentului nominal de exitație, fiind independenta de rezistența de pornire, deoarece reactanța înfășurării de excitație este preponderentă și scade cu creșterea turației (din cauza scăderii frecvenței), la fel ca tensiunea indusă în rotor.
Operația de pornire se realizează în modul următor:
Înfășurarea de excitație se deconectează de la bornele excitatoarei și se conectează la bornele rezistenței de descărcare, care are o rezistență de 7 – 10 ori mai mare decât cea a înfășurării de excitație. În perioada pornirii, înfășurarea de excitație nu se scurtcircuitează, deoarece poate apărea fenomenul Gorges și nici nu se lasă deschisă, pentru a nu fi străpunsă.
În această situație motorul sincron se conectează la rețeaua trifazată, direct sau indirect prin intermediul unui autotransformator cu două până la patru trepte de tensiune, sau prin intermediul bobinelor de reactanță.
Conectarea directă la rețea se realizează dacă rețeaua de alimentare poate suporta șocul de curent, de 3 – 9 ori curentul nominal, fără a se produce pierderi inadmisibile de tensiune în rețea pe perioada pornirii (motoarele de turații mari iau la pornire curenți mai mari. Sunt admise conectările directe la rețeaua de 6 sau 10 kV a motoarelor sincrone cu puteri de până la 1 MW.
La pornirea indirectă curentul de pornire se limitează cu reactoare de pornire (bobine de reactanță, fig. 2.21), cu autotransformatoare fig. 3.1, sau prin metoda stea-triunghi, în funcție de curenții admisibili absorbiți la pornire. Reactoarele reduce cuplul de pornire de k2 ori, dacă curentul este micșorat de k ori; autotransformatoarele, mai scumpe, sunt mai favorabile pornirii, deoarece reduce în același raport atât curentul absorbit de la rețea cât și cuplul de pornire.
Mașina funcționează ca o mașină de inducție, când alunecarea are o valoare staționară de (2 – 5%) atunci are loc schimbarea treptelor la transformatorul de pornire, respective șuntarea reactorului, alimentându-se statorul la tensiunea rețelei, înfășurarea de excitație se deconectează de la rezistor și se conectează la sursa de curent continuu, stabilindu-se curentul de excitație. Din acest moment începe un proces tranzitoriu amortizat, în care timp motorul se sincronizează cu rețeaua.
Intrarea în sincronism se face cu atât mai ușor, cu cât este mai mică valoarea alunecării si în momentul stabilirii curentului continuu prin înfășurarea de excitație numită alunecare de intrare. Condițiile cele mai favorabile de intrare în sincronism au loc la pornirea în gol, din care cauză în practică, se urmărește că pornirea motorului să se realizeze cu un cuplu rezistent cât se poate de mic. O schemă utilizată pentru pornirea motoarelor sincrone este dată în figura3.1, în care K1, K2 si K3 sunt cele trei intrerupătoare, iar Rp este rezistorul de pornire conectat la înfășurarea de exitație. Conectarea la rețea se face cu ajutorul întrerupătorului K2, când K1 este închis, iar K3 deschis. După ce motorul a pornit, se deschide K1 și se închide K3, apoi și K4, stabilindu-se curentul continuu prin înfășurarea de exitație. Dacă motorul nu intră în sincronism, operația trebuie repetată.
În intervalul de timp cât funcționează ca motor de inducție, în mașină se dezvoltă, pe de o parte, un cuplu Mas numit asincron, determinat de câmpul magnetic învârtitor și curenții din barele coliviei de pornire, și un al doilea cuplu ME, numit monoaxial, determinat de curentul alternativ din înfășurarea de excitație și curenții induși de câmpul magnetic invers în înfășurările statorice, ca urmare a nesimetriei înfășurării de excitație. Suma acestor două cupluri reprezintă cuplul rezultant M a mașinii. Alunecarea de intrare si este determinată de curba cuplului rezistent Mr și al celui rezultant M. Curbele de variație a acestor cupluri în raport cu alunecarea sunt date în figura3.2. În figura 3.2, a este dat cazul când Rp = 0, iar în figura 3.2, b, când Rp = 9.RE. În nici un caz nu se recomandă a se efectua pornirea în asincron cu înfășurarea de excitație deschisă, pentru că se induce o tensiune mare care periclitează izolația.
Conectarea înfașurării de exitație la sursa de curent continuu (sincronizarea) se poate face automat, în funcție de curentul statoric absorbit sau în funcție de turație (de tensiunea electromotoare indusă în înfășurarea inductorului), care au valori minime la alunecare minimă.
În momentul în care are loc stabilirea curentului continuu prin înfășurarea de excitație, începe procesul tranzitoriu de sincronizare, dependent de valoarea din acest moment a unghiului format de axa longitudinală d cu axa câmpului rezultant. Situația cea mai favorabilă pentru intrarea în sincronism este cea în care unghiul ύ0 are valoare nulă (considerăm acest caz). În momentul în care s-a stabilit curentul continuu prin înfășurarea de exitație, situația este următoarea: cuplul dezvoltat de interacțiunea dintre câmpul magnetic rezultant și curentul de exitație, numit cuplu sincron, este nul, deoarece ύ0 = 0; rotorul are însă o alunecare si diferită de zero și ca urmare are loc cuplul asincron Mas, egal cu cuplul rezistent Mr. În figura 3.3 este dat procesul de intrare în sincronism a motorului sincron. În figura 3.3 este dat cuplul sincron Ms, iar față de dreapta CE, considerat pozitiv în jos și negativ în sus, cuplul asincron Mas.
După stabilirea curentului continuu prin înfășurarea de exitație, rotorul rămâne în urma câmpului magnetic învârtitor, ceea ce face să se stabilească cuplul sincron Ms . Acesta având același sens cu cuplul asincron, determină accelerarea rotorului și reducerea alunecării acestuia. Astfel, la un moment dat, unghiul ύ0 obține valoarea OF, în care caz FH reprezintă cuplul rezistent Mr, HG cuplul asincron și FI cuplul sincron. Cuplul rezultant depășește cuplul rezistent cu valoarea reprezentată de segmentul GI și este cuplul antrenant. Aceasta face ca alunecarea să scadă în continuare, iar când ύ0 obține valoarea OA1 avem s = 0 și prin urmare Mas = 0. În aceasta situație, cuplul sincron depășește cuplul rezistent cu valoarea AA2, ceea ce face ca rotorul să fie accelerat în continuare, peste sincronism, din care cauză ύ0 începe să scadă, iar alunecarea obține o valoare negativă. Cuplul asincron devine negativ și apare ca un cuplu de frânare. În punctul B există echilibru între cuplul rezistent și cel antrenant, dar alunecarea rotorului are valoare maximă negativă, deoarece până în acest moment rotorul a fost în continuu accelerat. Din acest moment apare un cuplu decelerator și în punctul C unghiul ύ0 obține valoare minimă, dată de segmentul OC1, când alunecarea este din nou zero. Acest punct nu este stabil, pentru că cuplul este decelerator și prin urmare unghiul ύ0 începe să crească din nou. În felul acesta, punctul de funcționare se mișcă pe curba sub formă de spirală OABCD până ce ajunge în punctul P de funcționare stabilă, dat de intersecția curbei cuplului sincron și a celei a cuplului rezistent.
Fig. 3.4.
Are loc o intrare în sincronism atât timp cât punctul A se găsește la dreapta punctului E. Punctul E reprezintă cazul limită când motorul intră în sincronism. În figura 3.4 sunt reprezentate curbele de variație a unghiului ύ0 și a alunecării s. După amortizarea oscilațiilor care au loc, unghiul ύ0 obține valoarea ύ0 cu care funcționează în continuare.
În figura 3.5 este dat cazul sincronizării cu cuplul rezistent mare, astfel încât la stabilirea, în momentul optim, a curentului continuu, sincronizarea are loc în cazul limită, când punctul A se confundă cu punctul E. Oscilațiile în jurul punctului P sunt mai numeroase decât în cazul cuplului rezistent redus. Cu linie întreruptă este dat cazul în care curentul continuu nu se stabilește în momentul optim, ce mai înainte, când unghiul ύ0 are valoare pozitivă O/O, pentru care cuplul sincron O/F este rezistent. Rotorul rămâne în urmă cu viteză din ce în ce mai mare când ύ0 = OO// alunecarea are valoare maximă, iar cuplul asincron este mai mare decât cuplul rezistent cu O//G/. În continuare ύ0 devine mai întâî zero și apoi obține valori negative, alunecarea scade, și la ύ0= OH/ ea are aceeași valoare ca în punctul O/. Cuplul asincron scade, dar rămâne cu AA/ mai mare decât valoarea pe care ar trebui să o aibă în cazul limită de intrare în sincronism. Valoare minimă o obține în punctul de intersecție a curbelor Ms și M/as după care începe să crească din nou și motorul nu se sincronizează.
O mașină sincronă funcționează în asincron numai în situații speciale și pentru durate de timp reduse. Regimul asincron este însoțită de încălzirea intensă a rotorului, din care cauză este recomandabil să se înlăture cât mai repede. Este cazul pornirii în asincron a motorului sincron pe o durată de timp relativ mare și ieșirea din sincronism a mașinii sincrone până la deconectarea ei de la rețea. Se disting două cazuri specifice de funcționare în asincron:
– cazul în care mașina este neexcitată;
– cazul în care mașina este excitată.
În primul caz rotorul poate fi considerat ca având o înfășurare simetrică, cu inductivitate principală, în primă aproximație egală cu semisuma dintre inductivitatea principală după axa d și cea după axa q. Dacă înfășurarea de excitație este închisă apare și un moment monoaxial.
În al doilea caz pe lângă câmpul magnetic învârtitor corespunzător rețelei există și un al doilea câmp învârtitor corespunzător curentului continuu din rotor, care face să se stabilească în înfășurările statorice curenți suplimentari cu pulsația (1 – s) , dacă s este alunecarea rotorului față de câmpul învârtitor statoric, iar pulsația statorică corespunzătoare frecvenței rețelei. Datorită acestui fapt apare componenta pulsatorie a momentului de rotație.
II.2. Pornirea motorului sincron de joasă tensiune, în funcție de turație, cu ajutorul autotransformatorului
.
Pornirea în regim asincron a motorului sincron se poate face direct numai dacă construcția motorului și rețeaua de alimentare permite acest lucru. Sincronizarea motorului sincron este o operație extremă de importanță, în care se urmarește ca șocurile de curent să fie minime și cuplurile de sincronizare maxime. Și în cazul motoarelor de joasă tensiune, prezența rezistenței de pornire în circuitul rotoric este necesară, pentru a preîntâmpina apariția tensiunilor ridicate neadmise, la cuplarea statorului la rețea.
Alimentarea cu curent continuu a înfășurării de excitație în momentul atingerii vitezei subsincrone se face în una sau două trepte. Momentul de alimentare a înfășurării de excitație se alege astfel încât: sincronizarea să fie cât mai rapidă, șocurile de curent în circuitul statoric cât mai mici, iar timpul de pornire suficient de scurt pentru a evita supraîncălzirea înfașurării de pornire a motorului.
Alimentarea înfășurării de excitație înainte de cuplarea statorului la tensiunea nominală se recomandă numai în cazul încărcării reduse a motorului, deoarece cuplul de sincronism este mic.
Sincronizarea în funcție de viteză asigură o pornire destul de precisă cu ajutorul releului de succesiune a alternanțelor rotorice (d1), care este de fapt un releu de timp cu temporizare la deschidere. Acest releu este înseriat cu un redresor (dioda n1) și este legat de o rezistență de descărcare (r2) în circuitul rotoric al motorului sincron.
Curentul alternativ indus în înfășurarea de excitație în timpul pornirii, trece prin bobina releului numai în jumatățile de perioadă în care sensul curentului coincide cu sensul de conducție al diodei. În figura 3.6 se observă curentul Ir din bobina releului și fluxul Фr, din circuitul magnetic al releului, Фe este fluxul de eliberare al armăturii releului. Se observă că deși bobina nu este alimentată între două jumătăți de perioadă, fluxul Фr se menține în permanență mai mare decât fluxul de eliberare Фe și releul nu eliberează armătura.
Fig. 3.6. Diagrama de variațuie a curentului și fluxului în releul de succesiune
a alternanțelor rotorice.
Fluxul Фr devine mai mic decât fluxul de eliberare Фe numai atunci când alunecarea scade foarte mult și intervalul dintre semiperioadele curentului Ir crește, iar amplitudinea acestora scade. Atunci releul își eliberează armătura și alimentează în curent continuu înfășurarea de excitație (fig. 3.7).
Fig. 3.7. Pornirea motorului sincron de joasă tensiune, în funcție de viteză, cu autotransformator de pornire.
Elementele principale ale schemei sunt următoarele:
– motorul sincron m1;
– autotransformatorul de pornire m3;
– excitatoarea m2 cu înfășurarea de excitație Ex și reostatul r1 pentru reglarea excitației;
– releul de succesiune a alternanțelor rotorice d1 înseriat cu redresorul n1 și legate pe rezistența de descărcare r2 din circuitul înfășurării rotorice de excitație;
– contactorul c1 pentru conectarea autotransformatorului de pornire în circuitul statoric la începutul pornirii, comandat prin butoane de comandă;
– contactorul c2 pentru conectarea motorului direct la rețea, comandat prin releul de timp d3;
– contactorul c3 pentru conectarea excitației la înfășurarea rotorică de excitație, comandat prin releul de succesiune al alternanțelor rotorice.
Descrierea procesului de pornire a motorului
Se apasă butonul b2 , astfel:
a) cuplează d2 care:
– prin c.n.d. se autoreține;
– prin c.n.d. alimentează bobinele c1, d3;
– prin c.n.i. blochează pe c2;
b) anclanșează c1 care:
– prin c.auxiliar.n.i. blochează pe c2;
– prin c.principal n.d. conectează autotransformatorul m3 în circuitul statoric.
În momentul cuplării statorului la rețea, tensiunea electromotoare în rotor are o valoare maximă și o frecvență maximă, egală cu frecvența rețelei. Din această cauză:
c) cuplează d1 și prin c.n.d. blochează pe c3.
Motorul, pornit prin anclanșarea lui c1, se accelerează și după trecerea intervalului de timp necesar alimentării statorului cu tensiune redusă:
d) cuplează d3 și prin c.n.i. taie alimentarea bobinei d2;
e) decuplează d2 care:
– prin c.n.d. își taie autoreținerea;
– prin c.n.d. taie alimentarea bobinelor c1, d3;
– prin c.n.i. pregătește alimentarea bobinei c2;
f) decuplează d3 și prin c.n.i. numai poate alimenta bobina d2;
g) declanșează c1 care:
– prin c. auxiliar n.d. blochează pe d2;
– prin c. auxiliar n.d. pregătește alimentarea bobinei c3;
– prin contactele principale conectează motorul la rețea.
Motorul se accelerează în continuare până la atingerea vitezei subsincrone la care trebuie să se alimenteze cu curent continuu înfășurarea rotorică de excitație, când:
h) decuplează d1 și prin c.n.i. alimentează bobina c3;
i) anclanșează c3 care:
– prin c.n.i. deconectează releul de succesiune a alternanțelor rotorice d1;
– prin contactele principale conectează excitatoarea în înfășurarea rotorică de excitație.
Excitatoarea m2 se autoexcită, alimentând cu curent continuu rotorul motorului sincron. Motorul se sincronizează și începe să funcționeze în condiții normale. Oprirea motorului se realizează acționând butonul b1, astfel se dezexcită d2 și revine c1–c2.
Dacă timpul de sincronizare depășește o anumită limită, pornirea trebuie să fie anulată. Pentru aceasta se folosește un releu de timp (neprezentat în schemă) care începe să temporizeze din momentul alimentării statorului la tensiunea nominală și deconectează întreaga schemă dacă nu se atinge în anumite limite de timp viteza subsincronă necesară pentru alimentarea cu curent continuu a înfășurării de excitație. Acest releu de temporizare (cu o temporizare reglată în funcție de puterea nominală și de construcția motorului), activeaza și protecția mers prelungit in asincron.
II.3. Pornirea unui motor sincron în funcție de timp
În figura 3.8 este prezentată schema automată de pornire în asincron a motorului sincron, în funcție de timpul de reglare a perioadei de pornire. Schema de forță cuprinde un întrerupător general K, siguranțele fuzibile e1, dublate de releele maximale de curent e2, blocul de relee termice de suprasarcină e3. Înfășurarea de excitație, având rezistența Re, este alimentată prin intermediul transformatorului de adaptare Tr și al punții trifazate redresoare P.
Fig. 3.8. Schema automată de pornire a motorului sincron în funcție de timp.
Schema de comandă cuprinde liniile 4…8, în care C1 și C2 sunt bobinele contactoarelor de alimentare, respectiv de trecere în regim sincron, d1 este un releu de timp cu temporizare la închidere (ce are timpul de actionare mai mare sau egal cu timpul tp de pornire în asincron), precum și butoanele de pornire b1 și oprire b2.
Funcționarea schemei începe cu acționarea butonului de pornire b1, după care bobina contactorului C1 este alimentată și acesta își închide contactele de forță C1 din linia 1 (motorul pornește în asincron), și își închide contactul din linia 5 pentru autoreține. În același timp, se alimentează și bobina releului de timp d1, care își închide contactul temporizat d1 din linia 7, după timpul reglat tp.
După acest timp, se alimentează bobina contactorului C2 care își deschide contactul normal închis din linia 2 și își închide contactul normal deschis din linia 3, astfel încât înfășurarea de excitație va fi comutată de pe rezistența de descărcare Rd pe sursa de curent continuu P.
Apare cuplul sincron care introduce mașina în sincronism și motorul se consideră pornit. Oprirea motorului se face prin acționarea butonului b2. În cazul unui scurtcircuit releele maximale de curent e2 actionează și își închid contactul normal închis din linia 4 și motorul se oprește. Identic se întamplă și în cazul unei suprasarcini (releele termice e3 acționează și își deschid contactul din linia 4).
CAPITOLUL III. MAȘINA ELECTRICĂ ASINCRONĂ: GENERALITĂȚI
Mașinile electrice asincrone sunt cele mai utilizate mașini în acționările cu mașini de curent alternativ. S-au dat mai multe definiții în ceea ce privește mașina electrică asincronă. Două dintre cele mai folosite definiții din domeniul acționărilor electrice sunt:
O mașină asincronă este o mașină de curent alternativ pentru care viteza în sarcină și frecvența rețelei la care este legată nu sunt într-un raport constant.
O mașină este asincronă dacă circuitului magnetic îi sunt asociate două sau mai multe circuite ce se deplasează unul în raport cu celălalt și în care energia este transferată de la partea fixă la partea mobilă sau invers prin fenomenul inducției electromagnetice.
O caracteristic a mașinilor asincrone este faptul că viteza de rotație este puțin diferită de viteza câmpului învârtitor, de unde și numele de asincrone. Ele pot funcționa în regim de generator (mai puțin răspândit) sau de motor. Cea mai largă utilizare o au ca motoare electrice (în curent trifazat), fiind preferate față de celelalte tipuri de motoare prin construcția mai simplă (deci și mai ieftină), extinderea rețelelor de alimentare trifazate și prin siguranța în exploatare.
În schemele electrice, mașina asincronă este reprezentată prin următoarele simboluri:
Fig. 1 Simbolurile de reprezentare a mașinilor electrice asincrone.
La aceste motoare, viteza scade puțin cu sarcina; din acest motiv caracteristica lor mecanică se numește caracteristică tip derivație. Motoarele asincrone se folosesc în acționările în care se cere ca turația să nu varieze cu sarcina: mașini-unelte obișnuite, ventilatoare, unele mașini de ridicat, ascensoare, etc.
3.1 Motorul electric asincron: construcție
Din punct de vedere constructiv, motorul asincron are o structură asemănătoare cu cea a celorlalte mașini electrice. Astfel, el se compune din:
Statorul produce câmpul magnetic învârtitor și este format din carcasă, pachetul de tole și înfășurarea statorului.
Miezul poate fi format dintr-o singură bucată sau din sectoare și este realizat din tole de oțel electrotehnic împachetate rigid, izolate în lac și prinse de carcasa mașinii.
La periferia inferioară, de formă cilindrică, sunt practicate crestături distribuite uniform, în care se găsesc bobinele înfășurării statorice trifazate, decalate cu unghiuri geometrice egale cu , p fiind numărul de perechi de poli. Cele trei înfășurări statorice ocupă același număr de crestături și sunt conectate în între le în stea (Y) sau în triunghi () în interiorul curiei de borne statorice.
Rotorul poate fi, după tipul mașinii, cu inele sau în scurtcircuit. El are formă cilindrică, coaxial cu statorul și realizat din tole de oțel electrotehnic.
Rotorul cu inele (cu rotor bobinat) este format din arborele de oțel pe care este fixat pachetul de tole prevăzut cu crestături la exterior. Înfășurarea indusului este trifazată și realizată din conductoare izolate introduse în crestăturile rotorului, similar cu înfășurările statorului (decalate cu între ele). Ele sunt conectate în stea (rareori în triunghi), având capetele libere legate fiecare la câte un inel realizat din material conductor. Cele trei inele sunt izolate unul față de altul și față de arborele rotoric, dar solidare cu acesta și rotindu-se o dată cu el. Pe fiecare inel calcă o perie din bronz grafitat. Periile sunt legate la trei borne plasate în cutia de borne rotorică.
Rotorul în scurtcircuit (numit și „colivie de veveriță”) are o construcție mai simplă. În acest caz nu mai apar inele, bobinajul realizându-se di bare introduse în crestături și scurtcircuitate la ambele capete cu două inele conductoare. Proprietățile de funcționare ale motorului sunt în acest caz identice cu proprietățile motorului cu inele ce funcționează în scurtcircuit. Viteza însă poate fi reglată doar prin variația frecvenței de alimentare și prin schimbarea numărului de poli (la acest motor este suficient să se schimbe numărul de poli de la stator deoarece rotorul va avea automat același număr de poli ca și statorul). Curentul de pornire al motoarelor în scurtcircuit este mare, iar cuplul lor de pornire este mic, dar proprietățile de pornire ale acestora pot fi ameliorate prin construirea de motoare cu două colivii coaxiale (motoare cu dublă colivie) sau motoare cu colivie simplă, dar a căror bare au secțiune dreptunghiulară, cu înălțime mult mai mare decât lățimea, numite motoare cu bare înalte.
Întrefierul reprezintă distanța în aer între înfășurările statorice și rotorice. Inductanța mutuală între stator este cu atât mai bună cu cât întrefierul este mai mic, dar distanța minimă este limitată la minimul admisibil din considerente mecanice:
0.35 0,5 mm P10kW
0.50 0,8 mm P10kW
Subansamblul portperii este prevăzut cu perii de cărbune grafit sau metal grafit, ce se freacă pe inele colector, încheind circuitul electric. Periile sunt legate la placa de borne a rotoeului, ce conține trei borne.
Ventilatorul este montat pe arbore la mașiniler protejate deschise, la interior, asigurând circulația aerului, care este absorbit prin ferestrele de intrare și refulat apoi de ventilator din nou în exterior. La mașinile închise, se montează pe arbore, la exterior, un ventilator care refulează aerul peste exteriorul carcasei. Pentru a mări suprafața de răcire, carcasa este prevăzută cu mai multe nervuri.
3.2. Motorul electric asincron: funcționare
Funcționarea mașinii asincrone se bazează pe principiul interacțiunii electromagnetice între câmpul magnetic rotitor, care este creat, n general, de un sistem trifazat de curenți absorbii de la reea de către înfășurarea statorului i curenții indui n înfășurarea rotorului prin interschimbarea conductoarelor ei de către câmpul rotitor. n felul acesta, funcționarea mașinii asincrone se aseamănă, ca principiu fizic, cu cea a transformatorului, statorul fiind considerat primarul i rotorul, ce se poate roti cu viteza n, ca secundarul acestuia.
Interacțiunea electromagnetic dintre ambele pri este posibil numai la existența unei diferențe dintre viteza câmpului rotitor n1 = f/p [rot/sec] i cea a rotorului n, deoarece la n=n1 câmpul ar fi imobil n raport cu rotorul iar n înfășurarea rotorului nu s-ar induce vreo tensiune electromagnetic, deci prin ea nu ar circula vreun curent.
Diferența dintre vitezele de rotaie ale câmpului rotitor i rotorului, se definește prin alunecarea mașinii asincrone:
[1]
3.3. FUNCȚIONAREA MAȘINII ASINCRONE ÎN REGIM DE MOTOR
3.3.1 Funcționarea în sarcină
Presupunem ca înfășurarea statorică este conectată la o rețea trifazată industrială, de frecvență f și pulsație 1. Cele trei înfășurări de fază ale statorului vor fi parcurse de curenți sinusoidali de pulsație 1, curenți ce formează un sistem trifazat simetric și echilibrat. Ei vor produce un câmp învârtitor de excitație care se rotește în sensul succesiunii fazelor statorului, cu viteza unghiulară de rotație dată de relația:
[2]
Cu cât frecvența f1 a tensiunii rețelei este mai mare cu atât câmpul magnetic învârtitor "se va roti " mai repede la periferia interioară a statorului și va avea o viteză unghiulară 1 mai mare:
[3]
Cu cât numărul de poli va fi mai mic, cu atât câmpul învârtitor se va roti mai repede la periferia interioară a statorului.
Ultima relație se poate transforma, punând în evidență turația câmpului magnetic învârtitor ( ns), funcție de frecvența rețelei de alimentare (f1):
și
Înlocuind ultimele relații vom obține:
[4]
Dacă frecvența f1 este chiar frecvența industrială (f1=50Hz), atunci viteza de rotație a câmpului magnetic învârtitor, exprimată în [rot/min] și denumită turație de sincronism are expresia :
[5]
Se remarcă faptul că viteza câmpului învârtitor nu poate fi modificată decât în trepte, funcție de numărul de perechi de poli ai înfășurării trifazate în cazul în care mașina asincronă este alimentată la o rețea industrială.
Turația ns nu poate fi în acest caz mai mare de 3000 rot/min pentru un număr de perechi de poli p = 1. Acesta constituie un dezavantaj al mașinilor de curent alternativ bazate pe câmpuri magnetice învârtitoare.
În tabelul de mai jos sunt indicate valorile turației ns și vitezei unghiulare 1 în funcție de numărul p de perechi de poli, pentru o frecvență egală cu frecvența industrială (50 Hz):
Tabel 1. Valorile turației și a vitezei ungiulare în funcție de
numărul perechilor de poli
Acest câmp învârtitor va induce în înfășurarea trifazată a rotorului, care inițial este imobilă (m=0), un sistem simetric și echilibrat de trei tensiuni electromotoare.
Rotorul are același număr de poli ca și statorul, în cazul rotoarelor bobinate, sau își formează același număr de poli în cazul rotoarelor în colivie, iar pulsația tensiunii electromotoare va fi, evident, conform relației :
[6]
Înfășurările de fază ale rotorului fiind conectate în scurtcircuit (dublă stea), cele trei tensiuni electromotoare induse vor produce, la rândul lor, trei curenți ce formează un sistem trifazat simetric și echilibrat de pulsație 2. Sensul succesiunii fazelor la periferia rotorului va fi determinat de sensul de rotație al câmpului învârtitor statoric (de excitație ) și va coincide cu el.
Dat fiind faptul ca rotorul, cu înfășurările parcurse de curenți, se află în câmpul învârtitor statoric, el va fi solicitat de un cuplu electromagnetic Me, în sensul succesiunii fazelor sale, deci în sensul câmpului învârtitor statoric.
Dacă acest cuplu electromagnetic este suficient de mare încât să învingă cuplul rezistent al arborelui, atunci rotorul începe să se învârtă în sensul câmpului învârtitor statoric. Accelerarea motorului durează atâta timp cât cuplul dezvoltat de motorul asincron este mai mare decât cuplul rezistent.
După depășirea regimului tranzitoriu, rotorul se învârtește cu viteză uniformă și notând cu m viteza unghiulară de rotație (mecanică) a rotorului, se ajunge, pentru motorul asincron, la relația m1.
În aceste condiții, viteza relativă a câmpului învârtitor statoric față de rotor este m – 1, iar pulsația tensiunii induse și a curenților din înfășurările de fază ale rotorului va fi :
[7]
Se definește alunecarea ca parametru important ce caracterizează din punct de vedere electromecanic funcționarea unei mașini asincrone:
sau
[8]
Conform ultimei relații [8], rezultă că pulsația curenților rotorici este:
, [9]
deci este o fracțiune s din pulsația curenților statorici.
3.4. PORNIREA MOTOARELOR ASINCRONE TRIFAZATE
Motoarele asincrone se pot realiza fie cu rotorul în scurtcircuit, fie cu rotor bobinat. Cele cu rotorul în scurtcircuit sunt mai simple și mai ieftine, mai sigure în funcționare și au caracteristici de funcționare mai bune pentru puteri mici și mijlocii. Motoarele cu rotor cu inele prezintă însă avantaje în ceea ce privește pornirea, deoarece prin introducerea unor rezistențe în circuitul rotoric motorul poate fi pornit la un cuplu de pornire ridicat, curentul de pornire rămânând în limite restrânse.
La motoarele cu rotor în scurtcircuit, cuplul de pornire este relativ redus pentru un curent de pornire anumit. Dar o dată cu creșterea puterii motorului, curentul de pornire (care este în general de 5-7 ori mai mare decât curentul nominal) ajunge la valori importante, ceea ce necesită rețele de alimentare puternice. De aceea cuplarea directă la rețea nu este admisă decât pentru motoare de putere mică. În unele cazuri se poate limita curentul de pornire, prin alimentarea cu tensiune redusă la pornire, dar în acest fel se micșorează și cuplul de pornire, care este proporțional cu pătratul tensiunii.
S-au executat și tipuri speciale de motoare asincrone cu curent de pornire mic și cuplu de pornire mare (cu bare înalte și dublă colivie), care se folosesc în cazul condițiilor de pornire grele, dar aceste motoare au caracteristici de funcționare mai slabe.
În continuare vor fi expuse metodele de pornire a motoarelor asincrone trifazate, cu rotor bobinat (cu inele) sau în scurtcircuit („colivie de veveriță”).
3.4.1 Metode de pornire a motoarelor asincrone cu rotor în scurtcircuit
3.4.1.1. Pornirea prin cuplarea directă la rețeaua de alimentare
Cea mai simplă metodă de pornire a unui motor asincron trifazat cu rotor în scurtcircuit este conectarea directă la rețeaua de alimentare. Aceasta este însă limitată de curentul de șoc și scăderea de tensiune la bornele motorului în momentul pornirii.
Curentul de pornire (Ip), care poate lua valori foarte mari față de curentul nominal In (de 5-7 ori), produce forțe dinamice în înfășurările mașinii (în special la motoarele cu rotor bobinat). Motoarele asincrone suportă foarte bine curentul de șoc, astfel încât trebuie luate măsuri speciale de limitare doar pentru motoarele de puteri mai mari.
Datorită curentului de șoc, tensiunea la bornele motorului scade dacă puterea rețelei este relativ mică. Întrucât cuplul de pornire și cel critic sunt proporționale cu pătratul tensiunii, în momentul pornirii unui motor, celelalte motoare legate în paralel cu acesta se pot opri. Din acest motiv, pornirea motoarelor asincrone prin conectarea directă la rețeaua de alimentare este admisă doar atunci puterea rețelei este suficient de mare încât să suporte acest șoc de curent. În plus, un motor de putere mare poate fi dăunător rețelei electrice, șocul curentului de pornire fiind de asemenea mare.
În momentul cuplării, având n=0, motorul se comportă ca un transformator în scurtcircuit (cu rezistențe și reactanțe mai mari însă) și absoarbe curent de pornire important:
Ip = 4…7 In
Pentru a stabili este permisă cuplarea unui anumit motor direct la rețea, este util să folosească următoarea formulă empirică:
3.4.1.2 Pornirea prin alimentare cu tensiune redusă: pornirea cu reactanță în circuitul statorului
În acest caz, se conectează în circuitul statorului o reactanță (bobină de reactanță L) reglabilă, așa cum este prezentat în figura de mai jos:
Fig. 3 Pornirea cu reactanță în circuitul statoric.
În acest caz, curentul de pornire este mai mic decât în cazul cuplării directe, deoarece se produce o cădere de tensiune în bobina de reactanță, astfel încât la bornele motorului apare o tensiune redusă.
Raportul între curentul de pornire și cel nominal este
unde Kpr este raportul la pornire cu reactanță iar Kp este raportul la pornirea directă.
Totuși, în acest caz scade cuplul de pornire, deoarece acesta este proporțional cu pătratul curenților. Deci metoda aceasta se poate folosi doar dacă scăderea cuplului de pornire nu este o problemă.
3.4.1.3 Pornirea prin alimentare cu tensiune redusă: pornirea cu autotransformator de pornire
În acest caz, motorul se conectează la rețea prin intermediul unui autotransformator, ca în figură:
Fig. 4 Pornirea cu autotransformator.
Se notează cu Ur și Ipr tensiunea și curentul de pornire în rețea, cu Um tensiunea la bornele motorului și cu Ipm curentul de pornire în înfășurarea statorului. Fie kA raportul de transformare al autotransformatorului, iar Zk impedanța unei faze a motorului. Se neglijează rezistența autotransformatorului. Vom avea:
, și
[20]
În acest caz, Ip este curentul de pornire în cazul cuplării directe la rețea. Acest lucru înseamnă că la pornirea prin autotransformator rețeaua este solicitată cu un curent de kA2 ori mai mic decât în cazul cuplării directe (cu valoarea ).
Dar cuplul de pornire fiind direct proporțional cu pătratul tensiunii la bornele motorului și cum rezultă că acest cuplu se micșorează de kA2 în comparație cu cuplul de pornire la cuplarea directă. Deci, și în acest caz trebuie constatat dacă este posibilă aplicarea metodei (adică dacă nu avem un cuplu rezistent la pornire prea ridicat).
Totuși, în cazul pornirii prin autotransformator, cuplul de pornire este mai mare decât în cazul pornirii cu ajutorul reactanței. Se poate scrie și acum relația:
[21]
În final vom avea relația:
[22]
Deoarece , rezultă că ceea ce demonstrează afirmația de mai sus:
3.4.1.4 Pornirea prin alimentare cu tensiune redusă: pornirea prin comutator stea-triunghi
În acest caz, toate cele 6 capete ale înfășurării statorice se scot la un comutator cu trei poziții:
poziția „0”: motorul nu este alimentat;
– poziția „Y”: fazele sunt legate în stea (pornire);
poziția „”: fazele sunt legate în triunghi (lucru).
Comutatorul își schimbă poziția prin rotire în sensul 0-Z-. Rotirea în sens invers este blocată.
Schema conexiunilor este redată în figura de mai jos:
Fig. 5 Pornirea prin comutator stea-triunghi.
Vom nota cu R, S, T bornele rețelei de alimentare, cu A, B, C începuturile fazelor iar cu X, Y, Z sfârșiturile acestor faze.
Funcționare: se rotește comutatorul de pe poziția „0” pe poziția „Y”. Când motorul intră în viteză, se trece pe poziția „”. Notând cu Ur tensiunea rețelei și cu UY și U tensiunile de fază în cazul legării statorului în stea, respectiv triunghi. De asemenea se pot defini curenții în rețea și în fazele statorului la conexiunile în Y și în : Iry, Ir, Ify, If. Zk este impedanța unei faze a înfășurării statorice.
Pentru cuplarea în stea:
[23]
Pentru cuplarea în triunghi:
și [24]
Din aceste relații rezultă că:
[25]
Deci, dacă se conectează statorul în stea la rețea, curentul de pornire în rețea este de trei ori mai mic decât dacă se conectează statorul în triunghi. În acest caz, și cuplul de pornire scade de trei ori, deoarece Mpy este proporțional cu , pe când Mp este proporțional cu .
Observație: Pornirea prin comutator este un caz particular pentru un autotransformator cu .
3.5. Metode de pornire a motoarelor asincrone
cu rotor cu inele (bobinat)
Limitarea curentului de pornire se poate obține introducând în circuitul rotoric o rezistență de pornire. Pe măsură ce motorul intră în viteză, rezistența de pornire se scurtcircuitează treptat. În felul acesta, curentul de pornire se limitează, cuplul păstrând însă valori.
Rezistențele de pornire se construiesc de obicei ca:
reostate metalice cu ploturi, în aer sau ulei;
reostate cu apă;
cutii de rezistențe din elemente de fontă și controlere de comandă.
După ce motorul a intrat în viteză, rezistențele de pornire sunt scurtcircuitate, circuitul rotoric rămânând închis prin inele, perii și scurtcircuitorul rezistenței de pornire. În acest caz, periile continuă să se frece de inele și în timpul mersului în sarcină normală. Pentru a micșora pierderile prin frecare și uzura periilor la motoarele mai importante, se construiește un dispozitiv de ridicare a periilor, care în prealabil scurtcircuitează direct inelele. Acest dispozitiv se acționează evident la terminarea operației de pornire.
La oprirea motorului se lasă din nou periile pe inele (în același timp scurtcircuitul este desfăcut) și se introduce reostatul de pornire în circuitul rotoric, pentru ca motorul să fie pregătit pentru o nouă pornire.
Caracteristica de pornire, în cazul unui reostat de pornire cu cinci trepte, este arătată în figura 6. Motorul pornește pe caracteristica a V-a în punctul a, tinzând să ajungă la punctul de funcționare b’, corespunzător cuplului nominal Mn=Mst.
În punctul b se scurtcircuitează însă treapta a V-a a rezistenței de pornire și motorul începe să funcționeze pe caracteristica a IV-a.
Operația de scurtcircuitare a treptelor rezistenței de pornire continuă până la scurtcircuitarea definitivă a rezistenței de pornire, când motorul trece pe caracteristica naturală 0 și se stabilește în punctul m.
Fig. 6 Diagrama de pornire a unui motor asincron cu inele.
3.6. REGLAREA VITEZEI MOTOARELOR ASINCRONE TRIFAZATE
Dacă motoarele asincrone sunt simple, ieftine și robuste în exploatare, au un dezavantaj major față de cele de curent continuu: nu sunt apte pentru un reglaj fin și ușor al vitezei de rotație, având o caracteristică de viteză derivație. Din acest punct de vedere, motoarele asincrone nu pot concura motoarele de curent continuu, în domeniile de utilizare în care se cere o mare suplețe în reglarea vitezei de rotație, fără a fi necesare instalații suplimentare. Totuși, și la motorul asincron se poate realiza un reglaj de viteză, acționând asupra unor parametri sau elemente, fie de partea statorului, fie de partea rotorului.
Viteza unui motor asincron se poate calcula conform formulei:
[26]
Caracteristica mecanică a motorului asincron (figura 7) reprezintă dependența turației funcție de cuplul electromagnetic dezvoltat de arbore, n=f(M). Ea se obține din caracteristica m=f(M) exprimând viteza unghiulară a motorului (m) în funcție de turație:
m=2**n ,
unde n este turația motorului exprimată în rot/s.
Fig. 7 Caracteristica mecanică a motorului asincron.
În continuare nu se vor folosi turația sau viteza unghiulară; acestea două se pot exprima și în funcție de parametrii mecanici și constructivi caracteristici motorului asincron:
sau [27]
Având în vedere expresia turației motorului asincron și relațiile ce rezultă din aceasta, conform expresiei de mai sus, există mai multe posibilități de reglare a acesteia modificând:
frecvența de alimentare statorică f1;
numărul de poli p;
tensiunea de alimentare;
alunecarea s;
introducerea în circuitul rotoric a unei forțe electromotoare auxiliare de aceeași frecvență cu forța electromotoare principală, ceea ce necesită o mașină electrică suplimentară, sau chiar mai multe, cuplate electric sau mecanic si alcătuind o cascadă.
La rândul lor, pentru fiecare variantă de reglare a vitezei motorului asincron exista mai multe posibilități practice care vor fi prezentate în cele ce urmează.
3.6.1. Reglarea vitezei prin modificarea tensiunii de alimentare
Variind tensiunea de alimentare, de exemplu micșorând-o, în afară de faptul că se înregistrează o scădere simțitoare a cuplurilor (care variază cu U2), se obține doar o foarte mică variație a vitezei. Astfel, scăzând tensiunea de la U= U„ până la U = 0,7Un , cuplurile se reduc la jumătate, iar viteza pentru alunecarea nominală s = 0,04 scade de la 0,96n doar la 0,92n. Se vede că această metodă de reglare nu este eficace; de altfel, se aplică foarte rar. În schimb scade cuplul maxim al motorului și totodată coeficientul de supraîncărcare a mașinii.
O metodă clasică de a modifica tensiunea de alimentare – atât pentru sistemul de pornire cât și pentru sistemul de reglare al vitezei – este folosirea unui transformator (sau autotransformator) reglabil continuu sau în trepte, pe partea circuitului trifazic statoric, așa cum apare în figura 8:
Fig. 8 Reglarea vitezei motoarelor asincrone prin modificarea
tensiunii de alimentare prin autotransformator
continuu (a) și în trepte (b).
Dificultățile legate de realizarea contactelor alunecătoare la reglajul continuu sau complexitatea aparatajului la conectarea în trepte, fac ca această metodă să nu fie utilizată decât în acționările de mică putere având, de cele mai multe ori, o comandă manuală.
În prezent, pentru modificarea tensiunii de alimentare a motoarelor asincrone se utilizează variatoare statice de tensiune alternativă (V.T.A.).
V.T.A. trifazate sunt formate din șase tiristoare montate antiparalel, două câte două, deci bidirecțional în tensiune și curent. Pot fi întâlnite două scheme de comandă: una pentru conectarea în stea și cealaltă pentru conectarea în triunghi a înfășurării statorice (figura 9):
Fig. 10 Reglarea vitezei motorului asincron cu variator de tensiune
alternativă: conexiune Y (a) și conexiune (b).
Pentru început, vom descrie funcționarea invertoarelor monofazate de tensiune alternativă formate din două tiristoare T1 și T2 montate antiparalel pe sarcină rezistivă R. Alternatele pozitive ale tensiunii sunt conduse de tiristorul T1 și cele negative de tiristorul T2. În figura de mai jos se prezintă modul de aprindere a celor două tiristoare, precum și formele de variație în timp ale curentului i și tensiunii u corespunzătoare sarcinii R-L (figura 11):
Fig. 11 Variator de tensiune alternativă funcționând pe sarcini inductive pentru motorul asincron.
Se poate observa că între fundamentala curentului i1 și tensiune există un defazaj ( – sarcini inductive). Acest unghi, care depinde de inductivitatea sarcinii L și de unghiul de comandă la aprinderea tiristoarelor , va impune factorul de putere.
Stingerea tiristoarelor are loc în mod natural, la trecerea prin zero a curentului și din această cauză variatoarele de tensiune alternativă sunt convertoare fără comutație forțată.
Pentru sarcini R-L curentul rămâne pozitiv în momentul în care tensiunea u devine negativă datorită tensiunii autoinduse în inductanța înfășurării L. Întreruperea conducției tiristorului are loc atunci când se anulează energia magnetică acumulată în inductanță. Dacă L este de valoare mare și unghiul de comandă este mic, se poate să avem curent neîntrerupt prin sarcină.
Prin urmare, se pot defini două puteri reactive:
putere reactivă propriu-zisă corespunzătoare inductanței L;
putere reactivă de comandă datorată unghiului de întârzâiere la comandă , care este nenulă, chiar în cazul sarcinilor pur rezistive.
Faptul că la o sarcină rezistivă (L = 0) apare și putere reactivă, la prima vedere pare a fi nejustificat.
Puterea reactivă a fundamentalei poate să apară doar din combinarea sarcinii rezistive cu dispozitivul static comandabil, care la modificarea unghiului de comandă poate să producă putere reactivă.
Modificarea tensiunii de alimentare, și deci, în consecință a turației
motorului, se realizează prin modificarea unghiului de întârziere la aprindere a
tiristoarelor , cu valori între 0 150 (tăierea simetrică a formei de undă sinusoidală la început și la sfârșit), ca în figura 12:
Fig. 12 Variator cu comandă simetrică pentru anularea puterii reactive.
Odată cu creșterea unghiului , și deci micșorarea valorii tensiunilor efective, forma de undă se abate mult de la forma sinusoidală, ceea ce duce la apariția în componența tensiunii și curentului a unor armonici care produc cupluri pendulare precum și creșterea pierderilor prin efect Joule, cu scăderea randamentului global al sistemului de acționare.
Pentru a elimina puterea reactivă de comandă a fundamentalei, în cazul variatoarelor de tensiune alternativă se practică tăierea simetrică a formei de undă sinusoidale, atât la începutul, cât și la sfârșitul ei, ca în figura 12.
Această întrerupere a curentului, înainte de scăderea sa naturală la zero, duce la aplicarea comutației forțate în comanda dispozitivelor de putere.
În consecință, trebuie alese componente de putere cu amorsare și blocare pe poartă comandabilă în curent (tranzistoare bipolare de putere, GTO) sau tensiune (tranzistoare MOSFET, IGBT, tiristoare MCT). Se pot adopta și procedee de stingere cu tiristoare auxiliare.
3.6.2. Reglarea vitezei prin schimbarea numărului de poli
Pornind de la formula:
[28]
se vede că pentru o frecvență a rețelei dată, viteza de sincronism n1 poate varia în limite foarte largi, schimbând numărul de perechi de poli p.
Reglarea vitezei nu se face însă lent, ci în trepte. Obișnuit, schimbarea vitezei se face în două trepte, în raportul 2:1, dar se construiesc și motoare cu trei sau patru trepte de viteză.
Modificarea numărului de perechi de poli se poate face în trei feluri:
prin combinarea bobinelor înfășurării statorice, executată special
pentru a permite acest lucru;
construind statorul cu două înfășurări independente;
construind statorul cu două înfășurări independente, fiecare având
posibilitatea schimbării numărului de poli (metodă mixtă).
Trebuie remarcat că dacă rotorul mașinii este bobinat, numărul de poli trebuie schimbat atât în stator, cât și în rotor. Evident, acest lucru complică mult construcția. De aceea, în mod aproape general, motoarele cu mai multe viteze se execută cu rotor în colivie de veveriță.
Se mai precizează că, dintre metodele de mai sus, prima este cea mai importantă, fiind cea mai simplă și economică. A treia se utilizează pentru motorul cu patru viteze, însă totdeauna una dintre înfășurări nu funcționează.
Prima metodă se realizează în mod obișnuit prin schimbarea sensului curentului în jumătate din bobinele fiecărei faze sau, mai pe scurt, în semiînfășurări. Aceasta se poate realiza în serie sau în paralel.
Conexiunea fazelor poate fi stea sau triunghi. De aici rezultă mai multe posibilități de conexiuni, în serie sau în paralel.
După cum se vede, la trecerea de la un număr mai mare de poli la unul mai mic, trebuie schimbate între ele două legături la rețea, pentru a nu se schimba sensul inițial de rotație, deoarece la reducerea numărului de poli s-a schimbat și sensul parcursului bobinelor pentru o jumătate din fiecare fază. Numărul de perechi de poli trebuie să fie același pe ambele înfășurări. Această restricție duce la complicații deosebite în cazul motoarelor asincrone cu rotor bobinat. În cazul celor cu colivie de veveriță, rotorul își adaptează automat un număr de perechi de poli egal cu cel al statorului, ceea ce le face perfecte pentru construcția motoarelor asincrone cu număr variabil de perechi de poli.
Modificarea numărului de perechi de poli în raportul 1:2 se face relativ ușor prin modificarea conexiunilor înfășurării statorice și este cunoscută sub numele de modificare Dahlander, obținându-se motorul asincron cu două viteze de sincronism. Acest motor este echipat cu înfășurare statorică concepută din două jumătăți pe fiecare fază care pot fi grupate în paralel (figura 13.a) pentru viteză mare sau serie (figura 13.b) pentru viteză redusă. La conectarea în serie numărul de perechi de poli este dublu față de conectarea în paralel sau în opoziție:
Fig. 13 Reglarea vitezei prin modificarea conectării înfășurării
statorice (motoare Dahlander) în paralel (a)
și în serie (b).
Dacă notăm cu p1= p numărul de perechi de poli când cele două jumătăți de înfășurare sunt conectate în serie (conexiunea stea sau triunghi) și cu p2 numărul de perechi de poli la conectarea în paralel a celor două jumătăți (conexiune dublă stea) obținem următoarea relație:
[28]
În aceste condiții, conform expresiei turației, viteza de sincronism a motorului se dublează:
[29]
Caracteristicile mecanice ale motorului în aceste condiții sunt redate în figura 14:
Fig. 14 Caracteristicile mecanice la modificarea numărului
de perechi de poli.
Se observă că, de obicei, cuplul maxim al motorului Mm1 al motorului în cazul numărului mare de perechi de poli p1 (turație mică) este superior cuplului maxim Mm2 corespunzător unui număr mai mic de perechi de poli p2 (turație mare).
Din punct de vedere practic, motorul asincron Dahlander nu necesită decât șase borne (marcate cu asterisc în figura ce descrie motorul) în loc de douăsprezece cât ar fi necesare, la prima vedere, din cele expuse mai sus.
În figura de mai jos se prezintă un comutator automat pentru acest tip de motor, care face și o inversare de faze necesară schimbării sensului curenților în cele două înfășurări ale motorului la trecerea de la viteză mică (conexiune Y), la viteză mare (conexiune YY) (figura 15):
Fig. 15 Schema electrică de comutare automată a numărului de poli.
Trecerea de la conexiunea stea la conexiunea dublă stea se realizează printr-un proces tranzitoriu de frânare în regim de generator cu recuperarea energiei.
Acest fenomen se poate explica pe baza caracteristicilor mecanice din figura de mai jos unde punctul de funcționare statică inițial (punctul A) trece la viteză constantă din regimul de motor în cel de generator ca frână recuperativă (punctul B), după care, sub influența cuplului de frânare (valoare negativă), viteza scade (figura 16):
Fig. 16 Procesul tranzitoriu de trecere de la o conexiune Y la YY.
Când viteza, pe caracteristica n = f (M) corespunzătoare conexiunii stea, scade sub valoarea de sincronism (n = ns1) mașina trece din nou în regim de motor și punctul de funcționare se stabilizează în punctul A, dacă între timp nu există modificări ale cuplului rezistent la arbore (Mrez=const).
Motoarele asincrone trifazate cu trei viteze de sincronism se execută cu o înfășurare comutabilă ( Y sau în YY ) și una obișnuită, ambele dispuse în aceleași crestături.
În cazul motoarelor cu 4 viteze de sincronism se execută două înfășurări distincte și comutabile fiecare: 2(Y sau ) în 2YY. Pentru comutarea înfășurărilor statorice se utilizează comutatoare speciale sau contactoare. Din cauza dificultăților de execuție, din punct de vedere practic, nu se realizează motoare asincrone cu mai mult de patru viteze de sincronism.
Concluzie: Reglarea vitezei prin modificarea numărului de poli are randament ridicat, dar are dezavantajul că nu se poate realiza decât în trepte, în plus, necesită una sau mai multe înfășurări speciale în stator și un aparataj special de comutație.
3.6.3. Reglarea vitezei prin variația frecvenței rețelei
Această metodă rezultă din relația care leagă viteza de numărul de poli:
[30]
Modificând frecvența, variază corespunzător viteza. Practic, pentru alimentarea motorului cu altă frecvență sunt necesare instalații speciale; de aceea metoda nu este larg răspândită.
Fără a se intra în detalii, se precizează că pentru a se păstra constante randamentul, cos, capacitatea de supraîncărcare și alunecarea la diferite frecvențe, trebuie să existe relația:
[31]
Relația de mai sus este valabilă dacă punctul de funcționare se află pe partea rectilinie a caracteristicii de magnetizare a fierului si numai aproximativă în cazul unui circuit magnetic saturat. Din analiza ei se deduc următoarele cazuri de reglaj:
în cazul reglajului de viteza la cuplu constant, M’ = M, există condiția:
[32]
în cazul reglajului la putere constantă, deoarece trebuie ca P2=k*M*f1=k*M’*f1 rezultă condiția:
[33]
În acest caz trebuie să se țină seama de faptul că la viteze scăzute se schimbă condițiile de răcire a mașinii, astfel încât trebuie să se vadă dacă mașina nu atinge încălziri în afara limitelor de toleranță.
3.6.4. Reglarea vitezei prin schimbarea rezistenței din rotor
Fenomenul este cunoscut de la studiul pornirii motorului asincron cu inele, lucrurile petrecându-se acum invers. Reostatele de reglaj se conectează și se construiesc ca și cele de pornire, dar se dimensionează mai larg, pentru funcționare de lungă durată.
La introducerea unei rezistențe suplimentare în rotor, în primul moment scade curentul I2 deci cuplul motorului și viteza încep să se micșoreze, ceea ce duce la creșterea lui E2 și I2, până la restabilirea echilibrului dintre cupluri. Considerând cuplul rezistent constant, funcționarea stabilă (conform diagramei de funcționarea a motorului cu rotor cu inele) corespunde punctelor m, j’, h’, f’, d’, b’ care se găsesc la intersecția curbelor cuplurilor cu dreapta Mn=Mrez=const.
Se poate obține o variație subsincronă a vitezei în limite destul de largi (obișnuit 50% din viteza nominală). În mod evident, randamentul motorului va scădea, fiindcă vor crește pierderile din circuitul rotorului. În ciuda acestor dezavantaje, acest mod de reglare a vitezei este larg folosit pentru reglarea vitezei motoarelor de macara sau al agregatelor de laminare. El este aplicabil doar motoarelor cu rotor bobinat.
Acest mod de reglare presupune două scheme de bază:
reglarea în trepte (manual sau automat);
reglarea continuă.
Fig. 17 Reglarea vitezei motorului asincron bobinat prin modificarea
rezistenței din circuitul rotoric în trepte (a)
și continuu (b).
Comutatoarele C1, C2, cât și cursoarele sunt manevrate manual sau automat.
Pentru reglajul continuu se folosește un reostat trifazat cu cursor, în cazul motoarelor de mică putere, sau cu lichid în cazul motoarelor de mare putere. Reglajul, pentru acestea din urmă, se realizează prin modificarea nivelului de lichid sau prin deplasarea reostatului în lichid.
Știind că tensiunea rotorică este dependentă de alunecarea s, putem folosi această tensiune pentru reglajul continuu al rezistenței din circuitul rotoric, modificând această valoare a rezistenței echivalente într-un circuit rotoric de:
curent continuu;
curent alternativ.
Folosind scheme cu dispozitive semiconductoare de putere (ca în figura 18), tensiunea rotorică se redresează și se conectează pe o sarcină rotorică formată dintr-o rezistență adițională în paralel cu un comutator static de putere (CS).
Fig. 18 Modificarea rezistenței din circuitul rotoric printr-un
circuit de curent continuu (a) sau alternativ (b).
Comutatorul static este de tip chopper paralel format dintr-un dispozitiv electronic de putere de tip tiristor sau tranzistor comandabil la închidere cu un timp tc și la deschidere cu un timp td:
[34]
unde T este perioada de conectare.
Valoarea medie a rezistenței echivalente a grupării R-CS este:
[35]
D fiind factorul de umplere .
Modificând după o lege de variație continuă factorul de umplere D între 0 și 1 se obține un reglaj echivalent al rezistenței din rotor între valoarea Rr și 0.
Principalul dezavantaj care îl au toate aceste scheme de reglare este că principiul de reglare duce la creșterea puterii disipate prin efect Joule pe rezistențele suplimentare introduse în circuitul rotoric, înrăutățind astfel, randamentul.
Această putere disipată este numită putere de alunecare:
[36]
și poate fi recuperată, aproape integral, prin intermediul sistemelor cu cascade Kramer sau Scherbius.
3.6.5. Reglarea vitezei prin modificarea alunecării s
Această metodă de reglare a turației motorului asincron prin modificarea valorii alunecării are la bază dependența liniară între cele două mărimi, conform expresiei generale .
Pentru simplificarea studiului posibilităților de modificare a alunecării se analizează majoritatea cazurilor practice, având în vedere că o funcționare stabilă pe caracteristica mecanică are loc pentru alunecări inferioare alunecării critice:
Putem scrie sistemul:
[37]
Rezultă că pentru un cuplu de sarcină dat (Mr) alunecarea s se poate modifica modificând parametrii care determină valoarea alunecării critice sk și respectiv, a cuplului maxim Mm al motorului. Analizând expresiile pentru Mm și sm:
[38]
[39]
Aceste relații sunt valabile în condițiile unei frecvențe de alimentare date f1, și a unui număr de perechi de poli p dat. Se poate modifica alunecarea s, acționând asupra mărimilor Mm și sm modificând:
valoarea efectivă a tensiunii de alimentare statorică U1;
parametrii înfășurării statorice r1 și x1;
parametrii circuitului rotoric r2 și x2.
Din punct de vedere practic, singurele metode care se utilizează, din cele enumerate mai sus, sunt cele care modifică tensiunea de alimentare statorică la frecvență constantă și modificarea rezistenței echivalente a circuitului rotoric (Rech). Cu aceste ipoteze relației de mai sus devin:
, [40]
unde const semnifică o constantă.
Înlocuind, vom obține:
[41]
Această relație ne arată că alunecarea s este direct proporțională cu rezistența de fază a circuitului rotoric raportată la stator, r2', și invers proporțională cu pătratul tensiunii de alimentare U1. Cum rezistența circuitului rotoric nu poate fi modificată decât în sensul măririi acesteia prin montarea unei rezistențe adiționale Rr (R'r raportată la stator), iar tensiunea efectivă U1 nu poate fi modificată decât în sensul scăderii valorii efective, se obține, conform relației de mai jos, o variație a alunecării s numai în sensul creșterii acesteia conform figurii 19:
Fig. 19 Variația cuplului la modificarea tensiunii și rezistenței
din circuitul rotoric.
Deci, conform relației [27],ce exprimă dependența n = f(f1, p, s), modificarea turației are loc numai într-o singură zonă și anume, în sensul scăderii turației (ca în figură) sub valoarea nominală (n < nN).
Având în vedere că pierderile prin efect Joule (Pj) sunt proporționale cu alunecarea s:
, [42]
creșterea alunecării va duce implicit, pentru un cuplu de sarcină constant, la scăderea randamentului motorului asincron. Această metodă de reglare a turației este una cu randament scăzut.
Observație: Reglarea turației prin modificarea alunecării s variind tensiunea de alimentare șisau rezistența rotorică este practic aplicabilă numai motoarelor cu rotor bobinat care sunt prevăzute cu rezistențe adiționale (Rr) în circuitul rotoric (vezi figura 20):
Fig. 20 Reglarea vitezei motorului asincron prin modificarea
rezistenței din circuitul rotoric.
Concluzii:
cu privire la variația vitezei motorului asincron prin modificarea tensiunii de alimentare:
modificarea tensiunii de alimentare se face numai în sens descrescător;
în motor apare o suprasaturație urmată de supraîncălzire;
valoarea cuplului maxim scade;
alunecarea critică rămâne constantă;
scăderea tensiunii este limitată de valoarea cuplului rezistent, existând pericolul de oprire a motorului (fenomen de desprindere), ca în figura 21;
se utilizează în cazul pornirii la tensiune redusă;
reglarea vitezei se realizează numai într-un domeniu redus și sub turația nominală.
Fig. 21 Variația cuplului la modificarea rezistenței din circuitul rotoric.
b) cu privire la variația vitezei motorului asincron prin modificarea rezistenței din circuitul rotoric:
se poate aplica numai motoarelor asincrone cu rotor bobinat;
modificarea rezistenței din circuitul rotoric se realizează numai în sensul creșterii acesteia;
la creșterea acesteia valoarea cuplului maxim rămâne aceeași, deci și capacitatea de suprasarcină (figura 22):
Fig. 22 Variația cuplului la modificarea rezistenței din
circuitul rotoric.
crește alunecarea critică;
crește cuplul la pornire până la valori egale cu cea a cuplului maxim;
se limitează curenții absorbiți de la rețea, mai ales la pornire;
reglarea de viteză se face în sensul scăderii acesteia și într-un domeniu relativ redus, sub turația nominală;
dacă valoarea rezistenței este suficient de mare se pot obține viteze negative, în cazul instalațiilor de ridicat.
3.7. Masuri de protectia muncii
Art. 63. La servirea operativă a instalațiilor electrice de utilizare trebuie aplicate și respectate măsurile de protecție a muncii cuprinse în subcapitolul 3.4. din Normele specifice de protecție a muncii pentru transportul și distribuția energiei electrice.
Art. 64. (1) Lucrările pentru prevenirea și remedierea urmărilor incidentelor (deranjamentelor) în instalațiile electrice de utilizare de joasă tensiune din gestiunea persoanelor juridice sau fizice care au organizată activitatea cu personal de servire operativă sau de către personal de întreținere – reparații trebuie să se execute în baza atribuțiilor de serviciu AS, autorizațiilor de lucru AL, instrucțiunilor tehnice interne de protecție a muncii ITI-PM, dispozițiilor verbale DV, obligațiile de serviciu OS, după caz.
(2) Lucrările pentru prevenirea și remedierea urmărilor incidentelor sau evenimentelor în instalațiile electrice de utilizare din gestiunea persoanelor juridice sau fizice care nu au angajați electricieni se execută cu personal delegat (electricieni autorizați – prestatori de servicii), în baza măsurii organizatorice “pe proprie răspundere” PR.
Art. 65. La executarea lucrărilor de prevenire și remediere a urmărilor incidentelor sau evenimentelor trebuie respectate măsurile tehnice specifice lucrării, conform prevederilor prezentelor norme specifice.
Art. 66. (1) Se interzice executarea lucrărilor la coronamentele liniilor electrice aeriene de joasă tensiune, prin urcarea directă pe stâlpi, fără scoaterea liniei de sub tensiune
(în cazul stâlpilor metalici, de beton sau de lemn – nu este în normă).
(2) Lucrările la coronamentele liniilor electrice aeriene amplasate pe stâlpii menționați la aliniatul precedent, fără scoaterea liniei de sub tensiune, trebuie să se execute din coșul autotelescopului, de pe autoscară, de pe autoutilajul cu braț articulat sau de pe scară. În cazul folosirii scării se vor respecta prevederile Normelor specifice de protecție a muncii pentru lucrul la înălțime și prevederile subcapitolului 3.6 din Normele specifice de protecție a muncii pentru transportul și distribuția energiei electrice.
(3) Orice lucrare deasupra conductoarelor liniilor electrice aeriene de joasă tensiune, trebuie executate din coșul autotelescopului, de pe autoscară sau de pe autoutilajul cu braț articulatluându-se măsuri împotriva atingerilor directe.
(4) La executarea lucrărilor, sub tensiune, la coronamentele stâlpilor liniilor electrice aeriene de joasă tensiune cu console, trebuie verificată lipsa tensiunii pe consolă, cu detectorul de tensiune cu lampă de neon sau cu un aparat de măsurare. La constatarea prezenței tensiunii pe consolă, trebuie să se scoată linia de sub tensiune și să se remedieze defecțiunea care a cauzat punerea sub tensiune a consolei, cu luarea tuturor măsurilor de protecție a muncii specifice lucrării respective, conform prezentelor norme.
Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesară eliminarea posibilității de trecere a unui curent periculos prin corpul omului.
Măsurile, amenajările și mijloacele de protecție trebuie să fie cunoscute de către tot personalul muncitor din toate domeniile de activitate.
Principalele măsuri de prevenire a electrocutării la locurile de muncă sunt :
Asigurarea inaccesibilității elementelor care fac parte din circuitele
electrice și care se realizează prin :
amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum și a unor
echipamente electrice, la o înălțime inaccesibilă pentru om. Astfel, normele prevăd ca înălțimea minimă la care se pozează orice fel de conductor electric să fie de 4 m, la traversarea părților carosabile de 6 m, iar acolo unde se manipulează materiale sau piese cu un gabarit mai mare, această înălțime să depășească cu 2 – 2,5 m gabaritele respective;
izolarea electrică a conductoarelor;
folosirea carcaselor de protecție legate la pământ;
îngrădirea cu plase metalice sau cu tăblii perforate, respectându-se
distanța impusă până la elementele sub tensiune.
Folosirea tensiunilor reduse (de 12, 24 și 36 V) pentru lămpile și
sculele electrice portative. Sculele și lămpile portative care funcționează la tensiune redusă se alimentează la un transformator coborâtor. Deoarece există pericolul inversării bornelor este bine ca atât distanța piciorușelor fișelor de 12, 24 și 36 V, cât și grosimea acestor piciorușe, să fie mai mari decât cele ale fișelor obișnuite de 120, 220 și 380V, pentru a se evita posibilitatea inversării lor.
La utilizarea uneltelor și lămpilor portative alimentate electric, sunt obligatorii :
verificarea atentă a uneltei, a izolației și a fixării sculei înainte de
începerea lucrului ;
evitarea răsucirii sau a încolăcirii cablului de alimentare in timpul
lucrului și a deplasării muncitorului, pentru menținerea bunei stări a izolației ;
menajarea cablului de legătură in timpul mutării uneltei dintr-un
loc de muncă în altul, pentru a nu fi solicitat prin întindere sau răsucire; unealta nu va fi purtată ținându-se de acest cablu;
evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces
și în locurile de depozitare a materialelor ; dacă acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat prin îngropare, acoperire cu scânduri sau suspendare ;
interzicerea reparării sau remedierii defectelor in timpul funcționării
motorului sau lăsarea fără supraveghere a uneltei conectate la rețeaua electrică.
Folosirea mijloacelor individuale de protecție și mijloacelor de avertizare. Mijloacele de protecție individuală se întrebuințează de către electricieni pentru prevenirea electrocutării prin atingere directă și pot fi împărțite, în două categorii : principale și auxiliare.
Mijloacele principale de protecție constau din: tije electroizolante, clești izolanți și scule cu mânere izolante. Izolația acestor mijloace suportă tensiunea de regim a instalației în condiții sigure; cu ajutorul lor este permisă atingerea părților conducătoare de curent aflate sub tensiune.
Mijloacele auxiliare de protecție constau din: echipament de protecție (mănuși, cizme, galoși electroizolanți), covorașe de cauciuc, platforme și grătare cu piciorușe electroizolante din porțelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza însă singure securitatea împotriva electrocutărilor.
Întotdeauna este necesară folosirea simultană cel puțin a unui mijloc principal și a unuia auxiliar.
Mijloacele de avertizare constau din plăci avertizoare, indicatoare de securitate (stabilite prin standarde si care conțin indicații de atenționare), îngrădiri provizorii prevăzute si cu plăcuțe etc. Acestea nu izolează, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se a-proprie de punctele de lucru periculoase.
• Deconectarea automată în cazul apariției unei tensiuni de atingere
periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. Se aplică mai ales la instalațiile electrice care funcționează cu punctul neutru al sursei de alimentare izolat față de pământ.
Menționând faptul că un curent de defect de 300 – 500A poate deveni în anumite condiții, un factor provocator de incendii, aparatul prezentat asigură protecția și împotriva acestui pericol.
Întrerupătorul este prevăzut cu carcase izolante, și este echipat cu declanșatoare termice, electromagnetice și releu de protecție la curenți de defect.
Separarea de protecție se realizează cu ajutorul unui transformator de separație. Prin aceasta, se urmărește crearea unui circuit izolat față de pământ, pentru alimentarea echipamentelor electrice, la care trebuie înlăturat pericolul de electrocutare, în cazul unui defect, intensitatea curentului care se închide prin om este foarte mică, deoarece trebuie să treacă prin izolație, care are o rezistență foarte mare.
Condițiile principale care trebuie îndeplinite de o protecție prin separare sunt :
la un transformator de separație să Jiu se poată conecta decât un singur utilaj ;
izolația conductorului de alimentare să fie întotdeauna în stare bună, pentru a fi exclusă posibilitatea apariției unui curent de punere la pământ de valoare mare.
Izolarea suplimentara de protecție constă în executarea unei izolări
suplimentare față de izolarea obișnuită de lucru, dar care nu trebuie să reducă calitățile mecanice și electrice impuse izolării de lucru.
Izolarea suplimentară de protecție se poate realiza prin :
aplicarea unei izolări suplimentare între izolația obișnuită de lucru și elementele bune conducătoare de electricitate ale utilajului;
aplicarea unei izolații exterioare pe carcasa utilajului electric ;
izolarea amplasamentului muncitorului față de pământ.
Protecția prin legare la, pământ este folosită pentru asigurarea personalului contra electrocutării prin atingerea echipamentelor și instalațiilor care nu fac parte din circuitele de lucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui defect de izolație. Elementele care se leagă la pământ sunt următoarele: carcasele și postamentele utilajelor, mașinilor și ale aparatelor electrice, scheletelor metalice care susțin instalațiile electrice
de distribuție, carcasele tablourilor de distribuție și ale tablourilor de comandă, corpurile manșoanelor de cabluri și mantalele electrice ale cablurilor, conductoarelor de protecție ale liniilor electrice de transport, etc. Instalația de legare la pământ constă din conductoarele de legare la pământ și priza de pământ, formată din electrozi. Prizele de pământ verticale sau orizontale se realizează astfel încât diferența de potențial la care ar putea fi expus muncitorul prin atingere directă să nu fie mai mare de 40 V.
În general, pentru a se realiza o priză bună, cu rezistență mică, elementele ei metalice se vor îngropa la o adâncime de peste l m, în pământul bun conducător de electricitate, bine umezit și bătut.
Sistemul de priză (legare la pământ) separată pentru fiecare utilaj prezintă următoarele dezavantaje : este costisitor (cantități mari de materiale și manoperă) ; unele utilaje (transformatoare de sudură, benzi transportoare etc.) se mută frecvent dintr-un loc în altul; legătura este de multe ori incorect executată datorită caracterului de provizorat al instalației.
Protecția prin legare la nul se realizează prin construirea unei rețele
generale de protecție care însoțește în permanență rețeaua de alimentare cu energie electrică a utilajelor.
Rețeaua de protecție are rolul unui conductor principal de legare la pământ, legat la prize de pământ cu rezistență suficient de mică. Sistemul prezintă o serie de avantaje :
utilajele electrice pot fi legate la o instalație de legare la pământ c\i
o rezistență suficient de mică ;
este economic, deoarece la instalațiile provizorii pentru șantiere,
materialele folosite pot fi recuperate în cea mai mare parte.
este ușor de realizat, putând fi folosite prizele de pământ naturale,
constituite chiar din construcțiile de beton armat;
permite să se execute legături sigure de exploatare, deoarece are
prize stabile cu durată mare de funcționare ;
– toate utilajele electrice pot fi racordate cu ușurință la rețeaua de
protecție ;
– se poate executa în mod facil un control al instalației de legare la pământ, deoarece legăturile sunt simple și vizibile, iar prizele de pământ pot fi separate pe rând pentru măsurare, utilajele rămânând protejate sigur de celelalte prize. Pentru cazul unei întreruperi accidentale a legăturii la nul se prevede, ca o măsură suplimentară, un număr de prize de pământ.
În aceeași instalație nu este permisă protejarea unor utilaje electrice prin legare la pământ, iar a altora prin legare la nul. Instalația de protecție nu poate fi modificată în timpul exploatării, fără un proiect si fără dispoziția șefului unității respective.
Conductoarele de legare la pământ și la nul nu se vor folosi pentru alte scopuri (alimentarea corpurilor de iluminat, a prizelor monofazate etc.). Conductoarele circuitelor electrice prin care circulă curentul de lucru (conductoarele de nul, de lucru) nu pot fi folosite drept conductoare de protecție. Pentru a nu se crea confuzii, conductoarele de nul de protecție se vopsesc in culoarea roșie (sau se folosesc conductoare cu izolație roșie), iar cele de lucru în culoare albă-cenușie.
• Protecția prin egalizarea potențialelor este un mijloc secundar de protecție și constă în efectuarea unor legături, prin conductoare, în toate părțile metalice ale diverselor instalații și ale construcțiilor, care în mod accidental ar putea intra sub tensiune și ar fi atinse de către un muncitor ce lucrează sau de către o persoană care trece prin acel loc.
Prin intermediul legăturilor se realizează o reducere a diferențelor de potențial dintre diferitele obiecte metalice sau chiar o anulare a acestor diferențe, obținându-se astfel egalizarea potențialelor și deci eliminarea pericolului de electrocutare. De precizat însă că rețeaua de egalizare trebuie conectată la instalația de legare la pământ sau la nul.
În continuare, vor fi prezentate câteva specificații referitoare la metodele de protecție statuate în normele NTSM referitoare la mașinile electrice.
Organizațiile de cercetări și proiectări sunt obligate ca la cercetarea, proiectarea și construcția mașinilor electrice sã se țină seama de cerințele de protecție a muncii, astfel încât la realizarea și exploatarea acestora să nu existe pericol de accidentare sau îmbolnăviri profesionale.
În cazul când organizațiile care construiesc mașini constatã că la proiectarea acestora nu s-a ținut seama de cerințele de protecție a muncii, vor sesiza organul de proiectare respectiv, care este obligat să ia măsuri de remediere.
La omologarea mașinilor electrice, comisiile de omologare vor verifica dacă acestea corespund din punct de vedere al protecției muncii și se vor omologa numai acelea care asigurã desfășurarea proceselor de muncã fără pericol de accidente sau îmbolnăviri profesionale. În procesul verbal de omologare se va consemna în mod expres că mașina corespunde din punct de vedere al protecției muncii.
La contractarea noilor mașini electrice din import, se va prevedea în contract obligativitatea furnizorului de a le livra cu toate dispozitivele de protecție a muncii și cu instrucțiuni prevăzute în normele de protecție a muncii.
Livrarea sau exploatarea utilajelor care nu sunt dotate cu dispozitive și mijloace de protecție sau care prezintă pericole de accidentare în timpul exploatării, nu este permisă. Mașinile vor fi însoțite la livrare de instrucțiuni privind montajul și deservirea în condiții de securitate.
La mașinile și locurile de muncã unde operațiile se efectuează în poziție șezândă, elementele de comandã vor fi astfel amplasate încât sã fie asigurată o poziție comodã a angajaților în timpul lucrului.
Toate dispozitivele de protecție (carcase, apărători, etc.) vor fi vopsite în exterior, cu vopsea în culoare galbenã de securitate, conform standardelor de stat în vigoare.
Organele de mașini sau instalațiile, care în timpul exploatării pot fi suprasolicitate din anumite cauze, vor fi prevăzute cu elemente de siguranță care să prevină deteriorarea sau desprinderea organului respectiv.
Toate mașinile de lucru trebuie să fie prevăzute cu dispozitive de frânare, care să asigure oprirea rapidã a acestora.
Mașinile vor fi prevăzute cu dispozitive de siguranță, supraveghere, semnalizare și control, astfel încât să se asigure funcționarea lor corectã fără pericole de accidentare.
Dispozitivele de siguranțã trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
a)să se asigure o protecție eficientã împotriva accidentelor și să nu constituie ele însăși o sursã de pericol;
b)să împiedice accesul în zona periculoasã, în tot timpul lucrului;
c)să permită desfășurarea procesului tehnologic în bune condiții, fără sã îngreuneze munca angajatului;
d)să funcționeze automat sau să necesite un minim de efort;
e)să corespundã mașinii pentru care au fost concepute;
f)să facă parte integrantă din mașina pentru care au fost realizate;
g)să fie durabile și rezistente la șocuri, foc, coroziune, etc.;
h)să poată fi utilizate timp îndelungat și să necesite un minim de întreținere;
i)în caz de defectare, să permită înlocuirea lor cât mai ușoarã;
j)să permită ungerea și accesul pentru verificarea, reglarea și repararea mașinii fără pericole de accidentare.
Mașinile care nu pot fi supravegheate de la pupitrul de comandă, vor fi prevăzute și cu sisteme de semnalizare, în ambele sensuri, între locul de comandă și locurile de muncã sau de supraveghere stabilite. Pornirea mașinilor electrice care nu pot fi supravegheate de la pupitrul de comandă se va face numai după confirmarea semnalului de pornire (acustic sau optic) de la locurile de muncã și posturile de supraveghere.
Locurile periculoase de la mașini, care nu pot fi protejate cu apărători, vor fi îngrădite cu balustrade sau paravane de protecție, montate la distanțe corespunzătoare.
Locurile periculoase trebuie să fie semnalizate prin tăblițe indicatoare de securitate. Ele se vor utiliza și în cazul în care se efectuează reparații, pentru prevenirea cuplării sau punerii în funcțiune a mașinilor sau instalațiilor la care se lucrează. Deservirea mașinilor electrice va fi încredințatã numai persoanelor calificate și instruite special în acest scop.
Se interzice angajaților de la mașini să remedieze defecțiunile acestora. Repararea și întreținerea mașinilor se vor face numai de către angajații calificați în specialitatea respectivã.
BIBLIOGRAFIE
Adăscăliței, A. A.: Electrotehnică , Editura “Gh. Asachi” Iași, 2003,
Albu M., Electronică de putere – vol. I, Casa de Editură “Venus”, Iași, 2007,
3. Albu M., Îndrumar laborator electronică de putere, publicat pe site:
www.ee.tuiasi.ro/~euedia/EP.htm
4. Antoniu M., Măsurări electronice,Editura Satya Iași, 2000.
5. BĂLĂ, C., Mașini electrice, Editura didactică și pedagogică, București, 1979.
6. BERGMAN, I., Proiectarea mașinilor electrice. Rotaprint, I.P.Iași, 1979.
7. BICHIR, I. N., Mașini electrice, București, Editura ICPE, 1995.
8. BOLDEA, I., Transformatoare și mașini electrice, Editura didactică și pedagogică,
București, 1994.
9. BOLDEA, I., Parametrii mașinilor electrice, Editura Academiei Româme, București, 1991.
10. Câmpeanu A., Introducere în dinamica mașinilor electrice de curent alternativ. Ed.
Academiei Române, București, 1998.
11. Lucache D., Instalații electrice de joasă tensiune. Baze teoretice și elemente de proiectare, Editura PIM Iași, 2009
BIBLIOGRAFIE
Adăscăliței, A. A.: Electrotehnică , Editura “Gh. Asachi” Iași, 2003,
Albu M., Electronică de putere – vol. I, Casa de Editură “Venus”, Iași, 2007,
3. Albu M., Îndrumar laborator electronică de putere, publicat pe site:
www.ee.tuiasi.ro/~euedia/EP.htm
4. Antoniu M., Măsurări electronice,Editura Satya Iași, 2000.
5. BĂLĂ, C., Mașini electrice, Editura didactică și pedagogică, București, 1979.
6. BERGMAN, I., Proiectarea mașinilor electrice. Rotaprint, I.P.Iași, 1979.
7. BICHIR, I. N., Mașini electrice, București, Editura ICPE, 1995.
8. BOLDEA, I., Transformatoare și mașini electrice, Editura didactică și pedagogică,
București, 1994.
9. BOLDEA, I., Parametrii mașinilor electrice, Editura Academiei Româme, București, 1991.
10. Câmpeanu A., Introducere în dinamica mașinilor electrice de curent alternativ. Ed.
Academiei Române, București, 1998.
11. Lucache D., Instalații electrice de joasă tensiune. Baze teoretice și elemente de proiectare, Editura PIM Iași, 2009
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Studiul Compartiv al Motoarelor Electrice Reglabile de Curent Alternativ (ID: 163828)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.