Prin prezenta declar c ă Lucrarea de licen ță cu titlul „ Proiectarea motorului asincron la lifturile de pe navele tip pasagere ” este scris ă de… [613611]
UNIVERSITATEA MARITIM Ă CONSTAN ȚA
FACULTATEA DE ELECTROMECANIC Ă NAVALĂ
PROIECT DE DIPLOM Ă
Coordonator științific
Prof.univ.dr.ing.
Ciucur Violeta
Absolvent: [anonimizat]
2016
UNIVERSITATEA MARITIM Ă CONSTAN ȚA
FACULTATEA DE ELECTROMECANIC Ă NAVALĂ
PROIECTAREA MOTORULUI
ASINCRON LA LIFTURILE DE PE
NAVELE TIP PASAGERE
Coordonator științific
Prof.univ.dr.ing.
Ciucur Violeta
Absolvent: [anonimizat]
2016
Declarație
Prin prezenta declar c ă Lucrarea de licen ță cu titlul „ Proiectarea motorului asincron la
lifturile de pe navele tip pasagere ” este scris ă de mine și nu a mai fost prezentat ă niciodată la o
altă facultate sau institu ție de învățământ superior din țară sau străinătate. De asemenea, declar
că toate sursele utilizate, inclusiv cele de pe Internet, sunt indicate în lucrare, cu respectarea
regulilor de evitare a plagiatului:
-toate fragmentele de text reproduse exact, chiar și în traducere proprie din alt ă limbă, sunt
scrise între ghilimele și dețin referința precisă a sursei;
-reformularea în cuvinte proprii a textelor scrise de c ătre alți autori de ține referin ța
precisă;
-rezumarea ideilor altor autori de ține referin ța precisă la textul original.
Constanța,…………………..
Absolvent: [anonimizat]
_________________________
1CUPRINS
Introducere……………………………………………………………………………………. 2
Capitolul 1. Descrierea navei pasager……………………………………………………………….. 3
1.1. Descrierea general ă a navei………………………………………………………………. 3
1.2. Descrierea spa țiilor de cazare…………………………………………………. 4
1.3. Descrierea instala ției de propulsie…..………………………………………………… 6
1.4. Descrierea instala ției electrice………………….……………………………………… 7
1.5. Descrierea sistemelor auxiliare…………………………………………………. 8
1.6. Descrierea pun ților navei………………..……………………………………… 9
Capitolul 2. Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motorului asincron……. 11
2.1. Descrierea lifturilor din dotarea navei…….………………………………………….. 11
2.2. Descrierea componentelor modulului de antrenare.………….…………… 13
2.3. Calculul de alegere al motorului electric de ridicare.…………………….. 16
2.4. Elemente constructive ale motorului asincron trifazat…..………………… 19
Capitolul 3. Proiectarea motorului electric asincron……………………………..…. 21
3.1. Generalități …………………………………………………………………………………….. 21
3.2. Proiectarea statorului motorului asincron …………………………………………… 22
3.3. Proiectarea rotorului în scurtcircuit al motorului asincron ………………. 33
3.4. Calculul pierderilor și randamentului ma șini asincrone ………………….. 48
Capitolul 4. Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager…………..…………… 57
4.1. Revizia curent ă a lifturilor………………………………………………… 57
4.2. Revizia general ă anuală a lifturilor…………………………………..……. 58
Concluzii…………………………………………………………………. 66
Bibliografie…………………………………………………………………………………….. 68
Anexe
Dorobanțu Daniel Introducere
2INTRODUCERE
Navele de pasageri maritime sunt utilizate pentru transportul pasagerilor și coletelor
între porturi situate pe țărmurile m ărilor și oceanelor.
Navele de pasageri maritime se clasific ă în:
·nave de linie (pacheboturi) – care deservesc regulat aceea și cursă între dou ă sau mai
multe porturi maritime,
·nave de croazier ă – utilizate pentru c ălătorii de agrement; navele de croazier ă operează
cea mai mare parte pe rute pe care pasagerii revin la portul de plecare astfel încât
porturile de escal ă sunt, de obicei, într-o regiune determinat ă de un continent,
·nave mixte de pasageri și mărfuri.
Regulile societatilor de clasificare referitoare la navele de pasageri s-au modificat de
multe ori în ultimii ani în sensul in ăspririi lor, astfel încât, ast ăzi, protec ția pasagerilor este
asigurată într-o masur ă mult mai mare. De aceea nivelul dot ărilor de siguran ță a crescut
continuu în ultimii ani odat ă cu complexitatea echipamentelor ce asigur ă acest lucru.
Diversitatea acestor nave este foarte mare în func ție de dimensiuni, zona de naviga ție,
tipul și durata voiajului, nivelul de confort, etc. Astfel, sunt de la nave de pasageri de
croaziera (de la cateva zile la cateva sapt ămâni), care asigur ă tot confortul necesar unei
perioade îndelungate, pîn ă la nave de pasageri ce fac voiaje de o zi, sau câteva ore. Cu cât
voiajul este mai scurt cu atât dot ările necesare și elementele de confort sunt mai reduse.
În ultima perioad ă au fost introduse și reguli de amenajare pentru persoane cu
dizabilitati, dot ările pentru acestea (u și de acces m ărite, culoare m ărite, toalete specifice, etc)
fiind absolut obligatorii la navele nou construite. De asemenea aceast ă variantă de construc ție
permite suprafe țe mai mari destinate amenaj ărilor la acelea și deplasamente.
Prezenta lucrare trateaz ă aspecte privind proiectarea liftului unei nave de pasageri.
Pe parcursul lucr ării voi cuprinde atât aspecte teoretice cât și aspecte de calcul și
mentenan ță a liftului din cadrul navei pasager.
Un element foarte important îl constituie motorul electric de ac ționare a liftului.
Astfel punctul central al acestei lucr ări îl constituie partea de calcul și proiectare al motorului
asincron trifazat ce ac ționează liftul.
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
3CAPITOLUL I
DESCRIEREA NAVEI PASAGER
1.1.Descrierea general ă a navei
Nava Celebrity Eclipse este a treia nav ă din clasa Solstice, precedat ă de navele Celebrity
Solstice și Celebrity Equinox. Acast ă clasă de nave este proiectat ă pentru a salva energie prin
folosirea echipamentelor precum sistemele fotovoltaice, oprimizarea corpului navei, sistemului
de iluminare iar per total folose ște aproximativ 70% din energia folosit ă de nave de aceia și
mărime.
Figura 1.1. Nava pasager Celebrity Eclipse
Tabelul 1.1.Informa ții generale despre nav ă
Nume Celebrity Eclipse
Pavilion Malta
Constructor Meyer Werft GmbH Papenburg, Germania
Anul finaliz ării Aprilie 2010
Armator Royal Caribbean Cruise Line
Port de înregistrare Valletta
Clasificare Det Norske Veritas clasa +1A1
Navă de pasageri
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
4ECO, RPS, F-M, COMF-V (1), FUEL, LCS-DC, BIS
Număr IMO 9404314
Callsign 9HJG9
MMSI 249666000
Tabelul 1.2.Principalele dimensiuni ale navei
Lungime peste tot 317,2 m
Lungime între perpendiculare 293,7 m
Lățime 36,8 m
Înălțime 74,20 m
Pescaj maxim 8,6 m
Tonaj greu 121.550 t
Tonaj net 81.731 t
Viteza 23.93 Nd la 87% MCR
1.2.Descrierea spa țiilor de cazare
Tabelul 1.3.Spa ții de cazare
Capacitate pasageri 3.921 persoane
Cabine 1426
Capacitate echipaj 1271 persoane
Cabine membri echipaj 775
Figura 1.2. Piscina navei
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
5Echipamente de catering
Ø4 lifturi de pasageri, 1500 Kg,
Ø8 lifturi pentru panoram ă, 1500 Kg,
Ø9 lifturi de serviciu, 1500 Kg,
Ø1 oficiu buc ătărie pentru echipaj,
Ø2 oficii buc ătărie principale,
Ø1 Bistro la 5 oficii buc ătărie,
Ø1 oficiu buc ătărie Murano,
Ø1 oficiu buc ătărie Albastru,
Ø1 oficiu buc ătărie Asian și 1 oficiu Turcesc,
Ø1 oficiu buc ătărie cu Spa,
Ø1 oficiu buc ătărie pe pun țile superioare.
Figura 1.3. Spa ții de servire a mesei
Echipamente de ventila ție și aer condi ționat
ØToate camerele sunt ventilate,
ØSistem de vacum pentru toalete,
ØInstalație tratare ape reziduale dup ă ultimile cerin țe,
Ø16 stații tratare pentru buc ătării
Ø1 stație de tratare pentru oase în buc ătărie,
Ø2 unități pentru deumidificare a alimentelor,
Ø2 incineratoare.
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
6Figura 1.4. Camerele interioare
Sisteme de naviga ție și comunica ții
ØO pereche de stabilizatori,
ØSistem integrat de naviga ție, comunica ții și radio,
ØTV în toate cabinele pasagerilor și echipajului,
ØTelefon și punct de date în toate cabinele pasagerilor și echipajului,
ØSistem de supraveghere pentru echipaj.
1.3.Descrierea instala ției de propulsie
Propulsia navei este asigurat ă de două Azipoduri tup V23, puterea la axul unei singure
elice fiind 20500 kW. Pod-urile includ motoare electrice trifazate, sincrone cu bubl ă înfășurare.
Fiecare alimentare este deservit ă de către o surs ă de tensiune cu convertor de frecven ță.
Transformatoarele de propulsie care sunt conectate în panouri la o tensiune de 11 kV, sunt
folosite pentru a asigura alimentarea c ătre convertor.
Totodată propulsia prova este asigurat ă de 3 bowthrustere cu o putere de 3000 kW
fiecare.
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
7Figura 1.5. Instala ția de propulsie a navei pasager
1.4.Descrierea instala ției electrice
Sistemul de electricitate are o capacitate de 11 kV și este format din urm ătoarele
echipamente:
Ø4 diesel generatoare, 19312 kVA fiecare, care alimenteaz ă următoarele instala ții prin
panouri de alimentare (2 buc) , astfel:
-4 transformatoare principale pentru propulsie
-2 transformatoare auxiliare pentru propulsie
-3 thrustere pentru propulsia prova
-4 compresoare de AC
-4 transformatoare de alimentare compartimente ma șini,
-2 transormatoare de alimentare de urgen ță,
-6 transformatoare pentru pun ți,
-2 transformatoare pentru buc ătării.
Ø2 diesel generatoare, 1800 kVA fiecare, care alimenteaz ă consumatorii de urgen ță
prin panouri de urgen ță.
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
8Figura 1.6. Instala ția electric ă a navei
1.5.Descrierea sistemelor auxiliare
Sisteme auxiliare ma șini
Ø2 boilere auxiliare cu o capacitate de 12 t/h fiecare,
Ø4 economizoare cu gaze de evacuare (85% MCR minim), cu o capacitate de 3 t/h
fiecare,
Ø4 purificatoare de HFO și 1 pentru MDO,
Ø2 evaporatoare de ap ă dulce cu o capacitate de 750 t/zi fiecare,
Ø1 instalație cu osmoz ă inversă cu capacitatea de 690 t/zi.
Sisteme auxiliare pe punte
Ø22 uși exterioare,
Ø35 de uși etanșe,
Ø16 bărci de salvare (150 persoane fiecare),
Ø6 plute de salvare (150 persoane fiecare),
Ø2 bărci rapide de salvare (6 persoane fiecare),
Ø2 vinciuri prova,
Ø5 vinciuri de ancorare prova,
Ø5 vinciuri de ancorare pupa,
Ø3 platforme de ambarcare,
Ø6 scări de urcare la bord.
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
9Figura 1.7.Lifturile navei
1.6.Descrierea pun ților navei
Nava este împ ărțită pe 15 pun ți așa cum se poate observa mai jos:
ØPuntea 3 – Plaza Deck ,
Ø Puntea 4 – Promenade Deck ,
Ø Puntea 5 – Entertainment Deck ,
Ø Puntea 6 – Continental Deck ,
Ø Puntea 7 – Sunrise Deck ,
Ø Puntea 8 – Vista Deck ,
Ø Puntea 9 – Panorama Deck ,
Ø Puntea 10 – Sky Deck ,
Ø Puntea 11 – Penthouse Deck ,
Ø Puntea 12 – Resort Deck ,
Ø Puntea 13 – Lido Deck ,
Ø Puntea 14 – The Lawn Club ,
Ø Puntea 15 – Solstice Deck .
Dorobanțu Daniel Descrierea navei pasager
10
Figura 1.8.Pun țile navei
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
11CAPITOLUL II
DESCRIEREA LIFTURILOR NAVEI PASAGER ȘI ALEGEREA MOTORULUI
ASINCRON
2.1.Descrierea lifturilor din dotarea navei
Nava Celebrity Eclipse este dotat ă cu un num ăr de 24 de lifturi dintre care:
Ø8 lifturi panoramice,
Ø9 lifturi de serviciu,
Ø4 lifturi de pasageri,
Ø3 lifturi pentru alte activit ăți.
Figura 2.1. Dispunerea lifturilor navei pasager
Figura 2.2. Lifturile tip KONE
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
12Caracteristicile lifturilor sunt urm ătoarele:
Tabelul 2.1.Caracteristicile lifturilor de serviciu, pasageri și panoramice
Nr.crt. Denumire Lift tip SL Lift tip PL Lift tip SC
1 Tip lift GW PW PW
2 Destina ție lift serviciu pasageri panoramice
3 Sarcin ă 1500 Kg 1500 Kg 1500 Kg
4 Vitez ă 1 m/s 1.6 m/s 1.6 m/s
5 Înălțime 37.65 /39.02 m 27.15 / 37.4 / 30.35
m37.4 m
6 Num ăr opriri 13 /14 /10 10 /13 /11 13
7 Num ăr coborâri 13 /14/10 10 / 13 /11 13
8 Model u șă palier AMD 1 AMD 1 AMD 1
9 Dimensiuni u șă
palier1000 x 2000 mm 1200 x 2000 mm 1000 x 2000 mm
10 Model u șă lift AMD 1 AMD 1 AMD 1
11 Dimensiuni u șă lift 1000 x 2000 mm 1200 x 2000 mm 1000 x 2000 mm
12 Protec ție
supraînc ărcareSens ace
ceasornic T=1.3Sens ace
ceasornic T=2Sens ace
ceasornic T=2
13 Protec ție
supraînc ărcareSens invers
ace ceasornic
T=1.43Sens invers
ace ceasornic T=2.2Sens invers
ace ceasornic T=2.2
14 Tip cabluri PAWO F3 PAWO F3 PAWO F3
15 Ma șini MX20 MX20 MX20
16 Diametru cabluri 13 mm 13/ 10 mm 13/ 10 mm
17 Num ăr cabluri 6 6 6
18 Lungime cabluri 93 /96 /84 / 67 /95
m76 / 88 /74 m 88 m
19 Sistem control LCE (Mini / Big
Mono)LCE (Mini / Big
Mono)L C E ( M i n i / B i g
Mono)
20 Sistem antrenare V3F 18 V3F 18 V3F 18
21 Num ăr lifturi 9 4 8
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
13Tabelul 2.2.Caracteristicile lifturilor de alt ă destinație
Nr.crt. Denumire Lift tip DW Lift tip HPL
1 Tip lift Dumbwaiter Low speed
2 Sarcin ă 150 Kg 450 Kg
3 Vitez ă 0.3 m/s 0.15 m/s
4 Înălțime 3.15 m 2.88 m
5 Num ăr opriri 2 3
6 Num ăr coborâri 2 3
7 Model u șă palier Manual ă Cu balamale
8 Dimensiuni u șă palier 900 x 1000 mm 1000 x 2000 mm
9 Mașină antrenare Vinci electric –
10 Num ăr lifturi 2 1
2.2.Descrierea componentelor modulului de antrenare
Modulul de natrenare func ționeaz ă la o tensiune de 400 V și o intensitate a curentului de
55 A.
Figura 2.3.Modulul de antrenare tip V3F18
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
14Componente modul antrenare:
1.Modul control frân ă
2.panou de control mi șcare
3.panou inverter
4.panou m ăsură curent
5.contactor principal
6.modul capacitor curent continu
7.modul EMC
8.transformator
9.ventilator
10.contactor frân ă dinamic ă
11.tranzistor motor
12.stabilizator tri fazic
13.tranzistor de frân ă
14.parte superioar ă
15, 16 drenaj lift
Figura 2.4. Motorul axial tip MX20
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
15Componente motor axial:
1.dispozitiv fixare
2.amortizor
3.tahometru
4.cutie electric ă
5.unitate frânare
6.unitare eliberare cablu
7.plac ă de baz ă
8.amortizor
Figura 2.5.Unitate frânare
Componente unitate frânare:
1.microîntrerup ător
2.piuli ță blocare
3.șurub
4.piuli ță
5.șubub
6.piuli ță.
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
16Pentru alegerea motorului asincron vom alege tipul de lift SL cu sarcina de 1500 Kg, și
viteza de ridicare 1 m / s.
2.3. Calculul de alegere al motorului electric de ridicare
ØPentru calculul preliminar se avem valorile:
ØSarcina nominal ă (masa) Q n=1.5 [t],
ØMasa liftului gol q g=0,3 [t],
ØDiametrul de calcul al tamburului D T=1 [m],
ØRandamentul total al mecanismului ηN=0,81,
ØCoeficientul de transmisie total i=90,
ØViteza de urcare a liftului V n= 60 [m/min],
ØViteza de coborâre a liftului V a≤ 8 [m/min] = 5 [m/min].
Cuplul static la axul motorului la ridicarea liftului:
( ) ( )NmiDq QMT g n
rid12181.0290100013,05.181,9
281,9=××××+×=×××+×=h
Tura ția maxim ă la arborele motorului, necesar ă pentru asigurarea vitezei impuse de
ridicare a liftului:
min/ 1719114,39560rotDiVn
Tn
rid=××=××=p
Tura ția la arborele motorului, necesar ă pentru asigurarea vitezei impuse de a șezare a
liftului:
min/ 23.143114,3905rotDiVn
Ta=××=××=p
în care V a se introduce în [m/min].
Puterea necesar ă a motorului electric este de :
kWn MPrid rid
nec78.2110006014,32 171911.121
1000602=××××=××××=p
D i n c a t a l o a g e l e f i r m e i W E G a l e g e m m o t o r u l d e t i p 03018ET3E286T ,care are
caracteristicile conform tabelului de mai jos.
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
17Tabelul 4.2. Caracteristicile motorului electric
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
18Figura 2.6. Motorul 03018ET3E286T
Vom alege un motor asincron trifazat cu urm ătoarele caracteristici:
oPuterea nominal ă;
PN= 22 kW
oTensiunea nominal ă de alimentare;
UN= 440 V
oFrecven ța teniunii de alimentare;
f1= 60 Hz
oTura ția nominal ă;
n1= 1800 rot/min
oNum ărul de faze;
m1= 3
oRaportul cuplu maxim/cuplu nominal;
Mm/MN=2.5
oRaportul cuplu pornire/cuplu nominal;
Mp/MN=1.7
oRaportul curent pornire/curent nominal;
Ip/IN=7
oTipul protec ției
IP 26.
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
192.4.Elemente constructive ale motorului asincron trifazat
Motorul asincron trifazat este construit din dou ă părți principale distincte:
Østatorul, ca parte fix ă, având rolul de inductor adic ă de a produce un câmp magnetic
învârtitor (câmp de excita ție)
Ørotorul, parte mobil ă cu rol de indus, în care câmpul magnetic învârtitor induce tensiuni
electromotoare și curen ți electrici, c ăci înf ășurările rotorice (ale indusului) sunt închise.
Între stator și rotor se afl ă un întrefier δ, dimensiunile lui fiind în func ție de puterea
motorului și condi țiile de lucru ( mm4 25,0 – =d ).
Statorul (inductorul) cuprinde: carcasa, miezul statoric și înfășurarea statoric ă
a)Carcasa (a) din o țel, font ă, țeavă sudat ă sau aliaj de aluminiu (la puteri mici), cu rol de
consolidare și protec ție, nu face parte din circuitul magnetic. De carcas ă sunt fixate: t ălpile
de prindere (b), cutia de borne statoric ă (c) sau/ și rotoric ă (d), inele de ridicare și
transportare (e), scuturile frontale (f 1), (f2) î n c a r e s e a f l ă l a găr e l e ( u ) și b a r a s u p o r t ( g )
pentru portperiile (h).
b)Miezul statoric (i), din pachete de tole de o țel electrotehnic de form ă cilindric ă, fixat ă în
interiorul carcasei, poate fi prev ăzută cu canale radiale (j) pentru r ăcire. În interiorul
cilindrului statoric dup ă generatoarele acestuia se afl ă crest ăturile statorice(l) în care se
plaseaz ă bobinajul statoric.
c)Înfășurarea statoric ă este o înf ășurare trifazat ă (o) corespunz ătoare celor trei faze statorice.
Cele trei înf ășurări de faz ă sunt identice ca date constructive (diametrul conductorului,
număr de spire) și decalate în spa țiu la periferia inferioar ă a miezului (cilindrului) statoric
cup32p grade (p este num ărul de perechi de poli), una fa ță de cealalt ă și ocupând acela și
număr de crest ături. Aceast ă înfășurare constituie pentru re țeaua de alimentare un receptor
trifazat echilibrat, fiind parcurs ă de un sistem trifazat simetric de curen ți. În aceste condi ții,
înfășurarea statoric ă trifazat ă creeaz ă de-a lungul întrefierului dun câmp magnetic
învârtitor.
Rotorul (indusul) are în componen ța sa: miezul rotoric, arborele și înfășurarea rotoric ă.
a)Miezul rotoric (m) de form ă cilindric ă, din tole de o țel electrotehnic, este consolidat pe axul
motorului și este prev ăzut cu crest ături rotorice (n).
Dorobanțu Daniel Descrierea lifturilor navei pasager și alegerea motrului asincron
20Figura 2.7. Elementele constructive ale motorului asincron
b)A r b o r e l e m o t o r u l u i a s i n c r o n ( q ) e s t e c o n f e c ți o n a t d i n o țe l l a m i n a t s a u f o r j a t , p e e l f i i n d
fixate ventilatorul (r) și cele trei inele colectoare (s) –la rotorul în colivie.
c)Înfășurarea rotoric ă – se disting dou ă feluri constructive de motoare asincrone trifazate: cu
rotor bobinat și cu rotor în scurcircuit. La cele cu rotorul bobinat înf ășurarea rotoric ă este o
înfășurare trifazat ă conectat ă în stea, neutrul fiind realizat în interior, iar capetele libere sunt
legate prin cablul de leg ătură (t) la cele trei inele colectoare ce se învârtesc odat ă cu rotorul.
Pe inele calc ă trei perii colectoare fixate pe portperii (h), fixe fa ță de stator și conectate la
cutia de borne rotoric ă (d). Prin intermediul acestei cutii de borne, în serie cu fazele rotorice
se pot conecta, în exteriorul motorului, rezisten țe necesare la pornire și reglarea tura ției
motorului. Motorul asincron trifazat cu rotorul bobinat se mai nume ște și motor cu inele
colectoare. Înf ășurarea rotoric ă a rotorului bobinat se fixeaz ă în crest ături cu ajutorul unor
pene izolante, care pot fi din: pertinax, textolit, lemn de fag fiert în ulei de in etc.
La rotorul în scurtcircuit, înf ășurarea rotoric ă este constituit ă din bare de cupru sau
aluminiu, a șezate neizolate câte una în crest ătură și legate între ele la capete, prin
intermediul unor inele metalice frontale care le scurtcircuiteaz ă, constituind deci tot o
înfășurare închis ă. Ansamblul format din bare și inele de scurtcircuitare are aspectul unei
colivii, de unde și denumirea de motor asincron cu rotor în colivie.La motoarele asincrone
de puteri mici, miezul rotoric se execut ă sub forma unui cilindru de o țel masiv.
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
21CAPITOLUL III
PROIECTAREA MOTORULUI ELECTRIC ASINCRON
3.1. Generalit ăți
Pentru ac ționarea separatorului ales în capitolul anterior, se va proiecta un motor
asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit având urm ătoarele caracteristici:
oPuterea nominal ă;
PN= 22 kW
oTensiunea nominal ă de alimentare;
UN= 440 V
oFrecven ța teniunii de alimentare;
f1= 60 Hz
oTura ția nominal ă;
n1= 1800 rot/min
oNum ărul de faze;
m1= 3
oRaportul cuplu maxim/cuplu nominal;
Mm/MN=2.5
oRaportul cuplu pornire/cuplu nominal;
Mp/MN=1.7
oRaportul curent pornire/curent nominal;
Ip/IN=7
oTipul protec ției
IP 26.
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
223.2. Proiectarea statorului motorului asincron
3.2.1. Determinarea m ărimilor de calcul
1.Numărul de perechi de poli, p:
Din rela ția de legatur ă între num ărul de perechi de poli p, frecventa 1fînHzși tura ția
sincron ă1n în min/rot
poli perechinfp _ 218003600
18006060 60
11==×=×= ;
2.Puterea aparent ă absorbit ă nominal ă,NS :
În cazul motoarelor trifazate pentru conexiunea fazelor în triunghi:
;88.0 cos;90.0; 28 777.27792.022
88.090.022
cos
==»==×=×=
jhjhKVAPSN
N
Figura 3.1 – Randamentul motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit
Figura 3.2. – Factorul de putere nominal cos φ, al motoarelor asincrone cu rotorul în
scurtcircuit
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
233.Tensiunea electromotoare de faz ă, E1:
;97,0; 440:; 8,426 44097,0
11 1
====×=×=
ENE
kV U UundeV Uk E
Figura 3.3 – Coeficientul k E în func ție de num ărul de perechi de poli
4.Puterea aparent ă interioar ă, Si:
; 27 27.16 2897,0 kVA SkS N E i» = × = × =
5.Curentul nominal pe faz ă pentru conexiunea triunghi, I N:
; 21 21,2144031028
33
AUSI
NN
N»=××==
Se men ționeaz ă faptul c ă pe eticheta motorului trebuie indicat ă valoarea curentului de
linieI I N l×=3 , necesar dimension ării conductoarelor de alimentare ale masinii.
; 36.442 213 3 AI I N l=×=×=
6.Factorul de form ă al tensiunii electromotoare(k B) și coeficientul de acoperire ideal ă
a pasului polar ( αi), pentru valoarea impus ă a coeficientului par țial de satura ție
magnetic ă (al din ților):
ksd – coeficientul de satura ție magnetic ă parțială
ksd – se încadreaz ă între valorile 1.2÷1.35
Impunând 25.1=sdk :
Adopt:
k sd = 1,25 coeficientul de satura ție magnetic ă parțială
kB= 1,09 factorul de form ă al tensiunii electromotoare
αi= 0,7 coeficientul de acoperire ideal ă
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
24Figura 3.4 – Curbele de varia ție ale lui k B și αi în func ție de coeficientul de satura ție magnetic ă
ksd
Aceste valori trebuie verificate dup ă stabilirea prin calcul a coeficientului sdk.
3.2.2. Calculul dimensiunilor principale
1.Diametrul interior al statorului (orientativ), D:
:; 25.21 .1252 3
857.6564803
273,61.1276043
152 1800103 2760
1.1223
1602
undecm dm
cniSpD = = =
××××=
××××
××=×=
p p pl
1.1=l ( )75.150.0¸ =l raportul de form ă al motorului
152=c3/dmJ coeficient de utilizare al masini asincrone.
Figura 3.5 – Valoarea optim ă a raportului λ în func ție de num ărul de perechi de poli
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
25Figura 3.6 – Valoarea coeficientului de utilizare C în func ție de puterera interioar ă Si pentru
mașinile asincrone în construc ție protejat ă și clas ă de izola ție F
După curbele de mai jos pentru kVa Si27= , rezult ă cm D22= apropiat ă de valoarea
calculat ă.
Figura 3.7 – Valoarea optim ă a diametrul interior al statorului în func ție de num ărul de puterea
aparent ă interioar ă Si
2.Diametrul exterior al statorului, D e:
a)Pentru prima valoare a lui D (calculat) rezult ă
; 29.53 25.2139.1 cm Dk D D e= × = =
b)Pentru diametrul D rezultat din curbe
; 31 30.58 2239.1 cm Dk D D e» = × = =
unde:
;39.1=Dk
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
26Din tabel se alege valoarea normalizat ă a diametrului exterior cea mai apropiat ă de
valoarea calculat ă anterior:
Figura 3.8 – Valoarile nominalizate ale diametreului exterior stator
; 33 330 cm mm De==
Pentru care rezulta diametrul interior D recalculat:
); ( 24 :; 24 74.2339.133
recalculat cm D decicmkDD
De
=»===
3.Pasul polar, τ:
; 84.182224
2cmpD=××==ppt
4.Solicit ările electromagnetice A și Bδ se stabilesc din figur ă, pentru clasa de izola ție
F, la valorile:
Figura 3.9. Induc ția maxim ă în interfier B δ(cu luarea în condinsera ție a aplatis ării curbei)
și pătura de curent A, în func ție de pasul polar τ, pentru diferite perechi de poli p, pentru
mașini în construc ție protejat ă
; 74.0; 102 360 360
T BmA cmA A
=×= =
d
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
27Intrucât se folose ște clasa de izola țieF și mașina are min/ 18001rot n= se poate adopta o
valoare a p ăturii de curent majorat ă cu 5%
; 74.0; 378 378 3601005360102
TmA cmA A
B=×= =+×=
d
5.Lungimea ideal ă, li:
; 3.22 223.07264.57162074,0 10378 180024.0 7,092,009,1102760 60
2 2 23
12 2
cm mABnD kkSl
i Bi
i
= = ==××××××××××= =p pa d w
92.0»wk ( 93.091.0 ¸ »wk ) estimat orientativ
6.Valoarea (orientativ ă) a raportului, l:
;18.184.183.22===tlil
Se înscrie în limitele indicate:
;75.1 75.0 ¸ »l
7.Geometria miezului magnetic:
Se alege construc ția divizat ă a miezului magnetic. Se impun orientativ, având în vedere
turația redus ă a ma șinii și deci condi țiile de ventil ție mai proaste:
; 81.0 1.8 7.0; 1 :; )51(; 4
'cm mm b mmcm b adoptventilatie canalelor latimea cm bventilatiede radiale canalelor numarul n
vvvv
= =Ț ==¸==
d
Figura 3.10. L ățimea întrefierului δ, în func ție de diametrul D și de num ărul de poli 2p:
a – pentru ma șini de puteri mici(PN ≤20 kW); b – pentru ma șini de puteri medii și mari(PN>20
kW).
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
28Lungimea geometric ă, lg:
; 54.25 81.043.22'cm bnll vv i g=×+=+=
Lungimea unui pachet de tole, l l, considerând c ă toate pachetele sunt uniforme este:
(); 288.4 :; 4.2881414 54.25
1
11
pachete cm Adoptcmnbnll
lvvv g
==+×-=+-=
Miezul magnetic va avea 4 canale de ventila ție de l ățime 1 cmsi 5 pachete de tole de
lungime 4.3 cm.
Recalculând rezult ă urm ătoarele dimensiuni ale miezului feromagnetic:
·lungimea fierului miezului magnetic (a tuturor pachetelor):
; 5.213.4)14( )1 ( 1cm l n l v Fe= + = + =
·lungimea geometric ă:
; 5.25145.21 cm bn ll vv Fe g=×+=+=
·lungimea ideal ă:
; 41.21 81.045.25' cm bnll vv g i=×-=-=
Fiind apropiat ă de valoarea calculat ă anterior
3.2.3.Determinarea l ățimii întrefierului
Pentru D=24 cm și 2p=4 rezult ă δ= 0.7 mm.
Din rela ția empiric ă rezult ă:
; 7.0 68.0 10)54.25247.04(3 10) 7.04(32 2mm mm Dlg» =××+=× +=- -d
Mărimea întrefierului la ma șina asincron ă urm ărește realiarea unui intrefier mic pentru a
obține un curent de magnetizare mic și un factor de putere mare, iar pe de alta parte este
constrâns de siguran ța în exploatare, ce impune evitarea valorilor prea mici ale l ățimii
întrefierului pentru a nu exista pericolul frec ării rotor de stator
Asadar am stabilit întrefierul la valoarea:
; 7.0 mm =d
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
293.2.4. Inf ășurarea și crestăturile statorului
Fiiind o ma șină de joas ă tensiune, de putere medie și al c ărei curent nominal nu are o
valoare prea mare, se observ ă că este relativ u șor ca, pentru înf ășurarea statorului s ă se utilizeze
u n c o n d u c t or r o t un d r e z u l t â n d a s t f e l o î n f ă șur a r e d i n s â r m ă, a l e c ăr e i a v a n t a j e t e h n o l og i c e și
funcționale sunt cunoscute (formare u șoară, deschidere mic ă a crest ăturilor etc.).
Pentru o astfel de înf ășurare (sârm ă), se va folosi o crest ătură trapezoidal ă.
Înfășurarea va fi cu dou ă straturi, bobinele având capetele frontale rotunde.
Izola ția conductorului este constituit ă din dou ă folii, izola ție cu grosime de mm3.0
fiecare (total mm6.0 pe o parte)
Astfel pentru clasa de izola ție F, schema de izola ție a înf ășurării este urm ătoarea:
-izola ția conductorului: email;
-izola ția sec ției sau bobinei pe partea activ ă: teac ă de micafoliu pe pânz ă de sticl ă;
-izola ția capetelor frontale ale sec țiilor sau bobinelor: band ă de sticl ă;
-izola ția crest ăturii: folie combinat ă de clas ă F;
-izola ția între straturi și la fundul crest ăturii: sticlotextolit;
-izola ția sub pan ă: sticlotextolit;
-pana: sticlotextolit;
1.Numărul de crest ături ale statorului, Z 1:
;5 4 2 53;3:;605322 2
1 1111 1
= = ¸===×××==
q adopt p pentru qmundeqpm Z
2.Pasul dentar al statorului, t 1:
84.182,0 256.1 84.1805,02,0 05,0; 256.16024
111
×< <×Û<<=×==
t tpp
tcmZDt
Se încadreaz ă în limitele orientative
3.Pasul principal al inf ășurării, y1:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
30crestaturi ycrestaturipZ
y undecrestaturi y y
5.12115460
21:5.12 1565
65
1
=====×==
tt
Se alege 13=ty (num ăr impar), deoarece, asa cum se va vedea, bobinele sunt neegale (
impar numău nc_ 1). In felul acesta este posibil ă o dimensionare a crest ăturii mai ra țional ă prin
respectarea modului de asezare a bobinelor mari și mici în crestatur ă.
4.Factorul de înf ășurare al statorului, k w1:
;935,01=wk
5.Numărul de spire pe faz ă, w1:
; 84; 0208.0 74.0 2141.0 1884.07.0;96,0 :; 8.830208.0 935.06009.1444097,0
4
11 11
1
spire w adoptWb Blk undespirekfkUkw
i iEw BE
==×××=×××===×××××= =
dtaff
6.Numărul de conductoare efective, dintr-o crestatur ă, nc1:
Unde a 1este num ărul de c ăi în paralel pe o faz ă și se pune condi ția 2p/a 1să fie num ăr
întreg.
– pentru a 1=1:
4.86084132 2
1111
1=×××= =Zwamnc
– pentru a 1=2:
;178.166084232 2
1111
1»=×××= =Zwamnc
Se alege varianta a 2-a cu172
11
==
cna
– Num ărul real de spire pe faz ă:
; 852321760
2 1111
1spireamnZwc=×××==
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
317.Verificarea încadr ărilor în limite a solicit ărilor electromagnetice:
-pătura de curent, A:
;/ 142.1128.3357
256.122117
111cmAtaInANc==××==
-induc ția magnetic ă maxim ă în întrefier, B δ:
; 74.0 736.02141,0 1884,07,00208.0TlB
i i»=××=×=taf
d
In care valoarea fluxului maxim util pe un pol
; 0.0207720546.0648.426
935.0846009.1444097,0
4 1 11WbkfwkUk
w BE= =×××××= =f
După cum se observa valoarea dB rezultat ă este putin mai mic ă decat cea aleas ă din
curbe îns ă în limite datorit ă faptului c ă patur ă da curent A a rezultat pu țin peste valoarea aleasa
din curbe.
; 74.0 736,0 T B B adoptat calculat»Û@d d
8.Dimensiunile conductorului și ale crest ăturii:
a. secțiunea conductorului efectiv, S Cu1:
; / 6; 1000 / 5,75,5 :; 75.16221
2
12
12
111
mmA J adoptV U pentru mmA J undemmJaIS
NN
Cu
=< ¸==×==
se alege n f=4 fire în paralel cu diametrul de 1.25 mm izolate cu email tereftalic.
conductor Cu Em Φ 1.6 ET Ț scond =2.5 mm2.
Diametrul izolat:
; 26.11.025.1 mmdiz=+=
Densitatea de curent va fi:
;205.15.24221
11mmA
scond nf aINJ × =××=××=
care, având în vedere tura ția mare a ma șinii se consider ă corespunz ătoare.
b. Dimensiunea creast ăturii, trapezoidale, rezult ă din construc ția grafic ă, la scar ă,
efectuat ă pentru o l ățime constant ă a dintelui și o valoare a sec țiuni nete a crest ăturii,
determinate astfel încât coeficientul de umplere al crest ăturii s ă se încadreze în limitele
admisibile.
-Lățimea constant ă a dintelui, b d:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
3295.0; 6.1; 08.6 608.068.3289.19
6.15.2195.074.041.21 256.1 1
=== = =××××=××××=
FeKT Bdadmmm cm
Bdadm lFe kFeBlitbdd
-Secțiunea net ă a crest ăturii (este sec țiunea ocupat ă de conductoare – f ără izola ția
crestăturii, f ără pană și fără istmul acesteia), S` cr:
;7.0; 68417 1;22.1547.026.12 682
'
==×=×==×=×
=
kue conductoar nf nc ntotmm
kudiz ntotScr
– Deschiderea istmului crest ăturii, a s:
; 3; 76.25.126.15.1
mmmm
ada
siz s
==+=+³
Se efectueaz ă construc ția grafic ă la scar ă mărită conform c ăreia rezult ă:
; 160.541.21296
22 2 1'
mm hbbScr=×+=×+=
Se stabilesc astfel urm ătoarele dimensiuni defintive ale crest ăturii:
-înălțimea crest ăturii, h c1:
; 31.277.043.0441.211mmhC=++×+=
-lungimea bazei mari a trapezului, B:
( ) ( ); 34.9 934.0 608.06073.22 24
11 2mm cm bdZhC DB = =-×+×=-×+×=p p
– lungimea bazei mici a trapezului, b:
( ) ( ); 9.6 69.0 608.0
608.0 24
14.02mm cm bdZDb ==-+×=-×+×=p p
– înălțimea trapezului, h 1:
mm h 61.223.0441.211=×+=
9.Verificarea induc ției maxime în jugul statorului:
-înălțimea jugului statorului, h j1:
; 77.1 73.2224 33
121 cm hCD Dehj =–=–=
-induc ția maxim ă în jugul statorului, B j1:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
33T
hj lFe kFeBj 47.10141.00208.0
0136.0 215.095.020208.0
1 21 ==×××=×××=fSe află în limite .
3.3. Proiectarea rotorului în scurtcircuit al motorului asincron
3.3.1. Înf ășurarea și crestăturile rotorului în scurtcircuit cu bare înalte
1. Colivia în scurtcircuit se execut ă din bare de aluminiu, în construc ție sudat ă deoarece,
având canale radiale de ventilatie, turnarea coliviei din aluminiu este mai dificil ă sub aspect
tehnologic, fiind necesare m ăsuri speciale de eten șare a crest ăturilor în zona canalelor radiale de
ventila ție.
Forma crest ăturilor și dispunerea frontal ă a inelelor de scurtcircuitare sunt indicate in
figurile de mai jos, iar introducerea barelor în crestaturi se face prin partea frontal ă.
Figura 3.11Colivie cu bare inalte drepte
Figura 3.12. Cap ătul frontal și inelul de scurtcircuitare al coliviilor rotoarelor în
scurtcircuit cu inelul dep ărtat de miezul magnetic
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
342. Num ărul de crest ături, Z 2 se stabile ște conform tabelelor având în vedere c ă se vor
folosi crest ături drepte.
522=Z
3.Pasul dentar al rotorului, t 2:
; 6.2384.1 240 2; 441.1
5286.23
22
mm D Drcm
ZDrt
=-=×-==×=×=
dpp
4.Tensiunea electromotoare pe faz ă (dintr-o bar ă), E2:
; 3 68.2175.985.368
935.085244097.0
1 12120 2V
kwwUkEU E »==×××=×××==
5. Curentul prin bar ă (de faz ă), Ib:
; 180 179.76A 2152935.0853293.0
21112
A INZkwwm
kI Ib » =×××××=××××
×=
93.01=K factor ce ține cont de influen ța curentului de magnetizare al ma șinii datorit ă
cărora solena țiile statoric ă și rotoric ă nu sunt egale.
6. Curentul în inelul de scurtcircuitare a coliviei, I i:
;7.7460.12052180
2sin2A
ZpIbIi =×=
÷÷
øö
çç
èæ××=
p
7. Dimensionarea coliviei rotorului se poate face fie pornind de la solicit ările electrice
(desint ățile de curent) și verificarea apoi caracteristicile impuse, fie direct de la caracteristicile
impuse și verificarea densit ățile de curent.
Se va adopta în continuare prima metoda ca fiind mai direct ă; în cazul unor abateri mari
ale caracteristicilor, se va relua dimensionarea coliviei cu modific ări, astfel incât parametrii
să rezulte la valorile necesare.
a)Secțiunea barei, S b:
405.4180
2===
bb
b
JIS2mm
In care 5.532¸ =bJ2/mmA pentru rotorul cu bare de aluminiu
Aleg 5.42=bJ2/mmA se alege raportul 7 /=bh
b)Dimensiunile barei se stabilesc în concordanta cu STAS 6499/1-74 deci:
42314bh Sb= ´ = ´ =2mm
pentru care rezult ă valoarea exact ă a densit ății de curent din bar ă:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
35285.4
42180===
SbIbJb2/mmA
c)Lungimea barei pentru dispunerea capetelor frontale, L b.
m cm cm l L g b355.0 5.35 105.25 10 ==+=+=
d)Secțiunea inelului de scurtcircuitare, S i:
348.9214.27.746===
JiIisi2mm
în care s-a impus densitatea de curent în inel
14.2 85.275.0 75.0 = × = = b iJ J2/mmA
e)Dimensiunile inelului de scurtcircuitare. Deoarece nu se g ăsesc dimensiuni în
STAS6499/1-74, la valori convenabile pentru sectiunea iSrezultat ă (lățimea este
prea mare fata de în ălțime), se procedeaz ă la turnarea acestora din aluminiu (de
obicei prin centrifugare) și apoi prelucrare sub forma de inele la dimensiunile:
cm a 5.2= cm b3=
Pentru care rezult ă secțiunea:
750 3025 = ´ = =ab Si2mm cât este necesar ă.
f)Dimensiunile crest ăturii conform figurii de mai jos:
21; 2.2322.21; 2; 2; 2.212.0 212.0; 4
0 1 20012
==+=+====+=+==
hhhhbhhb
mmmmmmmm hmm
CC
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
36Figura 3.13 – Crest ătura rotorului pentru colivii cu bare inalte dreptunghiulare.
In mod normal trebuie verificat ă imediat valoarea maxim ă a induc ției magnetice la baza
dintelui care nu trebuie sa depaseasca limitele admisibile.
Deoarece în cazul barelor înalte rezult ă, de regul ă, lățimi mari ale din ților se va urm ări
acest lucru la calculul tensiunii magnetice în din ții rotorului .
3.3.2. Jugul și diametrul interior al rotorului
1.Înălțimea jugului rotoric:
Deoarece ma șina nu are canale axiale de ventilatie ci numai canale radiale, în ălțimea de
calcul a jugului rotorului 2'
jh, este chiar în ălțimea jugului real 2jh.
;4 63.3 0363.04.1 215.095.020208.0
2 2'
2 2; )6.12.1(4.12
cm cm m
Bj lFe kFejhjhTjB
»= =×××=×××==¸=
f
2.Diametrul interior al miezului rotoric, D ir:
( ) ( ) ; 22.11 64.1286.23 4 32.22 86.232 2 2 cm hj hC Dr Dir =-=+×-=+×-=
Fiind o valoare rotunjit ă din punct de vedere tehnologic se stabile ște definitiv:
; 2.112 22.11 mm cm Dir = =
Aceasta înseamn ă că induc ția maxim ă în jugul rotoric este cea luat ă când s-a determinat
jugul rotorului, adic ă:
; 4.12 T Bj=
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
373.3.3. Tensiunea magnetic ăa întrefierului pe o pereche de poli și curentul de
magnetizare
1.Tensiunea magnetic ă a întrefierului pentru o pereche de poli, U mδ:
; 974410 09744.0 103 7.0 182.1
107 474.02
02 A kCBUm =× =-×××-×××=×××=
pd
mdd
în care:
107
04-
××=pm – permeabilitatea vidului. [H/m]
182.1 053.1123.12 1=×=×=kkk C C C – coeficientul lui Carter
unde:
– pentru stator:
()();97.1285.9367.18
7.0357.032
52
1123.17.097.156.1256.12
1111
==
+=
+==×-=×-=
ddgdg
asasttkC
– pentru rotor:
()()();03.185.716.8
7.0257.022
0502
52
2;053.1
7.003.141.1441.14
2 222
==
+=
+=
+==
×-=
×-=
dd
ddgdg
bb
ararttkC
2.Tensiunea magnetic ă a din ților statorului pentru o pereche de poli, U md1:
4.218 4073.22 2 1 1 1= × × = × = Hdh U c mdA
În cazul în care din ții au pere ți paraleli (cazul de fata cu t cons bdtan 1= ) calculat la stator
1dH se ia din curba de magnetizare în func ție de valoarea induc ției în dinte 1dB(anexa2).
mm bT B
dd
86.11
==Ț401=dH cmA/
3.Tensiunea magnetic ă a din ților rotorului, pentru o pereche de poli, U md2:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
38; 8.345.732.222 2 22 A Hd hc Umd = × ×= × ×=
În acest caz al crest ăturii cu pere ții paraleli (dinte trapezoidal cu t consta bdtan ¹ )
intensitatea campului magnetic dH variaza cu în ălțimea dintelui.
Se calculeaz ă, astfel:
-Lățimile dintelui în cele trei sec țiuni sunt:
()()
()( ); 761.04.05232.22 86.23
2222
min2; 89.04.05232.2 86.23
2222; 041.14.0 441.12 2 max2
cm bcZhC Drbdcm bCZhC Drb meddcm bC t bd
=-×-×=-×-×==–×=–×==-=-=
p pp p
-Induc țiile aparente în cele trei sec țiuni ale dintelui rotorului sunt:
; 468.165.2563.38
761.05.2195.074.041.21 441.1
min22 'max2 T
bd lFe kFeBlitBd ==××××=××××=d
; 255.1 7789.05.2195.074.041.21 441.1
22 '2 T
b medd lFe kFeBlitB medd =××××=××××=d
; 073.1041.15.2195.074.041.21 441.1
max22 'min2 T
bd lFe kFeBlitBd =××××=××××=d
Din curba de magnetizare a tablei silicioase laminate la rece cu cristale neorientate
(anexa2) pentru inductiile magnetice de mai sus rezult ă:
; 3 min2; 6 2; 18 max2
cmA HdcmA H meddcmA Hd
===
Valoarea media a intensit ății câmpului magnetic este data de relatia lui Simpson:
( ) () ; 5.7364 1861
min2 2 4 max261
2 cmA Hd H medd Hd Hd =+×+×= + ×+ ×=
Verificarea coeficientului par țial de satura ție magnetic ă:
;259.19748.344.218 9742 1=++=++=
UmUmd Umd Umksddd
ksd = 1,259 calculat ≈ksd = 1,25 adoptat
Deci valorile lui ia siBk:
kB= 1,09 factorul de form ă al tensiunii electromotoare
αi= 0,7 coeficientul de acoperire ideal ă adoptate se consider ă bune
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
394.Tensiunea magnetic ă a jugului statoric pentru o pereche de poli, U mj1:
()()
;39.01; 81; 52.242277.133
21
1; 52.76852.2439.01 1 1 1
===×-×=-×
==××=××=
xp px
cmA Hjcmphj DeLjA Hj Lj Umj
Figura 3.14 Dimensiunile circuitului magnetic al ma șinii asincrone
81=jH cmA/- intensitatea campului magnetic in jugul statoric în cmA/determinat ă din
anexa 2 pentru valoarea inductiei in jug T Bj47.11=
39.01=x – coeficient ce ține seama de induc ția în jug în lungul liniei 1jL nu este constant, ea
are o valoare maxim ă la mijlocul distan ței dintre poli și se mic șoreaz ă către ambele axe ale
polilor.
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
40Figura 3.15 Coeficientul ξ, în func ție de induc ția maxim ă în jug
5.Tensiunea magnetic ă a jugului rotoric pentru o pereche de poli, U mj2:
()()
;4.02; 92; 56.12
224 22.11
22
2; 45 23.45956.124.02 2 2 2
===
×+×=+×
=»=××=××=
xp px
cmA Hjcm
phj DirLjA Hj Lj Umj
92=jH cmA/ intensitatea campului magnetic in jugul statoric in cmA/determinata din
anexa 2 pentru valoarea inductiei in jug T Bj4.12=
4.01=x
6.Tensiunea magnetic ă a circuitului magnetic pe o pereche de poli,U mcirc :
; 1348.9523.45 52.768.344.218 9742 1 2 1
A U circmUmj Umj Umd Umd Um U circm
=++++=++++=d
7.Curentul de magnetizare, I μ:
; 57.12935.08539.095. 13482
1 119.0A
kw wmUcircmp
I =××××=××××
=m
Sau în procente
%; 59 1002157,12100 % =×=×=
INI
Im
m
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
413.3.4. Parametrii înf ășurărilor motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit
1.Rezisten ța pe faz ă a inf ășurări statorului, R 1:
W=×=×××= = 077.0 082.2 0246.021049.62
5638.11
111
1
aSLk R
cuvrr
1L lungimea total ă a conductoarelor unei faze și a unei c ăi de curent în paralel în [ m]
m l L med49.62 5207.0 602 2 1 1 1= × × = =ww
1w – num ărul de spire pe o faz ă și o cale de curent a înf ășurări statorului.
1medlw – lungimea medie a unei jumat ăți de spir ă a statorului în [ m]
cm l l l f g med07.52 57.265.251 1=+=+=w
gllungimea geometrica a miezului magnetic in cm
1fllungimea medie a partii frontale a bobinei (capetelor) statorului in cm
cm A R l m f57.260 46.8 2 1=+=±= p p
cm Rm46.8= conform figurii de mai jos.
Figura 3.16 – Înf ășurarea statorului
1cuS sectiunea efectiv ă a conductorului real rezultat ă din STAS conductoare în2mm , iar
pentru cazul în care se folosesc fnfire în paralel, rezult ă:
2
1105.24 4 mm S S cond cu=×=×=
21=a – num ărul de c ăi de curent în paralel pt o faz ă
vr – rezistivitatea materialului conductor la temperatura de func ționare v în[ m mm /2W]
Pentru cupru eletrolitic din care se confec ționeaz ă înfășurarea statorului și la temp C020
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
42m mm / 01784.0561 2
20W==r
Temperatura de func ționare v conform STAS 1893-78 func ție de clasa de izola ție a
înfășurării:
-Pentru înf ășurare în clasa de izola țieF siH C v0115=
m mm /56138.1 38.12
20 115W×=×=r r
ccca
r
RRk= – coeficient mediu de cre ștere a rezisten ței în curent alternativ caR față de curent
continuu ccR datorit ă fenomenului de refulare a curentului.
Pentru ma șini asincrone normale(cu dimensiunile conductoarelor în limitele tehnologice)
se poate considera la frecventa industrial ă ( Hz60 ) de alimentare a înf ășurării statorului
1»rk
2.Permean ța geometric ă specific ă a scăpărilor în crest ătura, λc1:
-valoarea nesaturat ă
33.5 895.0)31
32343
32( 921.0332.21)23(3' 0 3 2 1
1=+×+×++××=×++++×= b bl Kah
a bh
bhKbh
s sc
bK si'
bK depind de pasul relativ al infasurarii
Pentru Ț<£Ț=== 1 3/2 86.015131
y y
yyb b
t
895.0486.031
431'=×+=+=y
Kb
b
921.0 895.075.0 25.0 895.043
41=×+=+=bK
-valoarea saturat ă
83.4 895.0)068.51
068.52343
32( 921.0332.21)23(3'
''0
''3 2 1
1=×+×+×++××=×++++×= b bl Kah
a bh
bhKbh
s ssc
Unde sase inlocuie cu
mmba ado
s s068.5622.456.93'''=+=+=m
doblatimea dintelui in dreptul istmului crestaturii
56.93 56.12 1= – = – =s doat b''
sa
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
43'mvaloarea echivalenta a permeabilitatii magnetice a dintelui
622.444131.5851004.2
)1084.4587 10 300(10404.2
) (5
2 2 7 ~
0'=×=××+×=
×+=-pmm
N N dkdk
AI HB
mA A AN/ 1084.4582×== patura de curent determinata pentru curentul nominal
7 /~
==N p NIII valoarea relativa a curentului de pornire impusa în cerin ța proiectului.
dk dkHB, valoarea critica a induc ției magnetice in T si respectiv valoarea critic ă a intensit ății
câmpului magnetic în mA/
Pentru tabla silicioas ă laminat ă la rece sau cald
T Bdk04.2= , mA Hdk/ 10 3002×= ,7
0104-=pm
3.Permean ța geometric ă specific ă a scăpărilor diferen țiale, λd1:
– valoarea nesaturat ă
Este data de rela ția în care ma șinile asincrone în sc ăpările diferen țiale sunt incluse și
scăpările de la dinte la dinte.
797.0 004.007.0 182.19678.069.0)935.05(256.19.0) (9.02
10112
1 1 1
1=××× ××=× ×= d
cd
d
KK kqtsdrwl
cm t 256.11= pasi dentari ai statorului
cm mm 07.0 7.0 = =d latimea intrefierului
182.1=cK coeficient intrefier (al lui Carter)
51=q numarul de crest ături pe pol și fază al statorului
935.01=wk factor de inf ășurare al statorului
01K coeficient ce depinde de deschiderea crest ături pe l ățimea întrefierului și pași dentari
Pentru valorile cele mai utilizate ale rapoartelor
6.056.1236.0207.0320
1£Ț££Ț£
taa
ss
d
Determinarea lui se face cu relatiile
9678.04.16116033.01 033.01
12
01=×-=×-»taKs
d
69.01=dr coeficient de amortizare a câmpului armonicilor superioare datorita reactiei
curentilor din infasurari
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
44Pentru ma șina cu rotorul în scurtcircuit 69.01=dr se ia din tabel
004.01=ds coeficient de sc ăpări diferen țiale ale inf ășurării statorului.
-valoarea saturat ă
638.025.1797.01
1===
sdd
sd
Kll
4.Permeanta specific ă a scăpărilor în p ărțile frontale, λf1:
Pentru înf ășurarea statorului în 2 straturi cu bobine ondulate sau buclate
554.0)84.1886.064.022(41.21534.0) 64.0 ( 34.0 11
1=××- ×=×- = tb l y f flliq
5.Permeanta geometrica specific ă total ă a inf ășurării statorului, Σλ1
-valoarea nesaturat ă
å =++=++= 68.6 554.0 797.0 33.51 1 1 1 l l l l f d C
-valoarea saturat ă
å =++=++= 03.6 554.0 638.083.41 1 1 1 l l l l f sd sC s
6.Reactan ța de sc ăpări pe faza a înf ășurării statorului se calculeaz ă pentru diferitele
valori ale permean ței geometrice specifice totale, X σ1:
-valoarea nesaturat ă
() ()
; 979.0168.65241.21
100852
10060158.01
110012
1001158.01
W=××××÷
øöç
èæ×=å××××÷÷
øö
çç
èæ×=
Xqpli w f
X
sl s
-valoarea saturat ă
; 884.068.603.6979.0
111 1 W=×=
åå×=
ll
sssX Xs
3.3.5.Parametrii înf ășurării rotorului în scurtcircuit
1.Rezisten ța pe faza a înf ășurării rotorului
a)Fără influen ța reful ării curentului din bar ă, R2:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
45; 106 905.0750102 61.1
32135.11150; 104 565.142355.0
32135.11150; 104 853.1
522sin2 2106 905.0104 565.3
2sin2 22
W-×=-×××=×=W-×=××= =W-×=
÷
øöç
èæ××-×+-×=
÷÷
øö
çç
èæ××+=
siLiqb RisbLbqb RbZpRiRb Rp p
i br r ,
– rezistivitatea materialului barei inelului la temperatura C v0115=pentru înf ășurarea
statorului în clasa de izola ție F
Dacă materialul barelor este aluminiu, rezult ă:
m mm /321 2
20W=r
32135.1 35.1 20 115=×=r r
i bSS, – sec țiunile barei și ale inelului în [2mm ]
i bLL, – lungimile barei si ale inelului [ m]
; 61.15222.19
2cm
ZDiLi =×=×=pp
iD – diametrul mediu al inelului de scurtcircuitare [m]
; 2.1922.2326.2382 2 mm hC Dr Di = ×- = ×- »
b)cu influen ța reful ării curentului din bar ă, ()xR2:
()
;39.11.2 665.01.2355.355.215.35
5.355.2139.1; 104 22.2522 180sin2 2106 905.0104 565.1 235.1
2sin2 22
=×=×===-+×=-+×=W-×==
÷
øöç
èæ××-×+-××=
÷÷
øö
çç
èæ××+×=
h krLblFe Lb
LblFekr kRZpRiRb kR R
axpx
RK – coeficient de majorare a rezisten ței barei pe por țiunea din crest ătura datorit ă reful ării
s Al×=665 a pt s=1 si 665 2 = Ț> Ala x
2.Permeanta geometric ă specific ă a scăpărilor în crest ătura rotorului
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
46a)Fără influen ța reful ării curentului din bar ă și fără influen ța satura ției magnetice, λc2:
791.2
22
42212.21
432.21
00
2 21
2 312=+
×-+÷
øöç
èæ
×=+
×-+÷÷
øö
çç
èæ
×=
bh
bChh
bCh
Cl
b)cu influenta reful ării curentului din bara și a satura ției magnetice, ()xlsC2:
()
;58.059.223
23;506.041.215.21 41.21
41.215.2158.0444.1807.32
42212.21
432.21506.0''00
2 21
2 312
=×=×==-+×=-+×==+×-+÷
øöç
èæ
××=+×-+÷÷
øö
çç
èæ
××=
xxl
kxlilFe li
lilFekx kXbh
bChh
bChkX sC
; 807.3864.641.122'"0
0 0mmbbbd=+=+=m
0db – lățimea dintelui în dreptul istmului crest ăturii
864.6'; 41.12241.140 2 0
==-=-=
mmmbtbd
3.Permeanta specific ă a scăpărilor diferen țiale, λd2:
a)valoarea nesaturat ă
() ()
33.44352
2322434.1 102 488.007.0 182.111 133.42441.1
9.02022 2 22
29.02
=×=××==-×××××××
×=××××××
×=
pZqdkCk qd kqt
d sdvl
12=wk – pentru rotorul în scurtcircuit
12»qd
;102»k – pentru rotorul în scurtcircuit cu crest ături semiînchise sau închise
182.1=CK
mm7.0=d
cm t 441.12=
;10 488.0 1033.415.91015.9 2 2
22
2
22- – -×=×=×=qd s (din tabelul de mai jos)
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
47Figura 3.17 – Valorile lui 100 σd2pentru înf ășurare în scurtcircuit(colivie)
b)valoarea saturat ă
147.125.1434.12
2===
ksdd
sdl
l
4.Permean ța specific ă a scăpărilor în p ărțile frontale, λf2 :
() ()
; 92.190.24107522sin2
2sin2658.0 511.8log 708.035.2292.197.4log
0.241072 41.215292.193.2
27.4log223.2
2
cm DiZpbaDi
li ZDif
==÷
øöç
èæ××=÷÷
øö
çç
èæ××=D= ×==+×××
×××=+×××
D×××=
p pl
5.Permeanta geometric ă specific ă total ă a inf ășurării rotorului, Σλ2:
-valoarea nesaturata si neafectata de refularea curentului
å =++=++= 4.883 658.0 434.1 791.22 2 2 2 l l l l f d C
-valoarea saturat ă si afectat ă de refularea curentului din bar ă
() () 249.3 658.0 147.1 444.12 2 2 2=++=++=å llllxxf sd sC s
6.Reactan ța de sc ăpări a înf ășurării rotorului în scurtcircuit cu bare înalte
-valoarea nesaturat ă și neafectat ă de refulare, X σ2:
; 104 955.4 883.4 108 41.21609.72 10819.72 W-×=×-×××=å×-×××= l s lif X
– valoarea saturat ă si cu influen ța reful ării curentului din bar ă, ()xsXs2:
()(); 104 296.3883.4249.3104 955.4
222 2 W-×=×-×=
åå×=
lxl
sxssX X s
7.Valorile raportate la stator ale parametrilor rotorului
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
48() ()
() () ; 780.0 104296.3 1457.602 2 '2; 722.0 104955.4 1457.6022 '2; 523.0 10422.2 1457.602 2 '2; 27.0 104853.1 1457.6022 '2
W=-×× = ×=W=-×× =×=W=-×× =×=W=-×× =×=
xs xss sx x
X s krap X sX krap XR krap RR krap R
Unde :
1457.60252)935.085(34 ) (42
22
1 1 1=××=×=Zk mKrapww
8.Reactanta util ă (de magnetizare), X m:
; 024.3457.12979.057.12 4401 1W =×-=×-
=
IXI U
Xmmsm
3.4. Calculul pierderilor și randamentului ma șini asincrone
1.Pierderile principale în fier
a)Pierderile principale în jugul statorului, P j1:
;3.1; 236.0 236.046 636.2757.63.11 1 1
== =××=××=
kjkW W Gj pj kj Pj
() () ; 57.6 47.12
50603.1
4.2 215013.1
5010 1kgW Bjfp pj=××=××=
kgW p 4.25010= – pentru tabl ă silicioas ă laminat ă la rece cu cristale neorientate de 0.5mm
; 8.73
dmkgFe=g
47.11=jB T
( )
; 33 1; 462.292.7 47 731.22 241 2 1; 27.636103 5.2195.0 462.292332
48.7 103 212141
cm De Dejcm hC D DijkglFe kFe DijDej Fe G jFe
===+=×+=×+===-××× -××=-×××÷øöçèæ-××=p pg
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
49b)Pierderile principale în din ții statorului, P d1:
()() ; 78.7 6.12
50603.1
4.2 215013.1
5010 1;8.1; 222.0 28.570 872.1578.78.11 1 1
kgW Bmeddfp pdkdkW W Gd pd kd Pd
=××= ××=== =××=××=
T B B adm medd6.1 1= =
; 872.151038.76095.05.21 608.0 731.2 1031 1 1 1
kgFe Z kFe lFe b medd hC Gd
==-××××××=-××××× ×= g
cm b b d medd608.0 1= = (de la stator)
c)Pierderile principale totale în fier.
; 458.0 222.0 236.01 1 kW Pd Pj PFepr = + = + =
2.Pierderile suplimentare în fier la func ționarea în gol.
a)Pierderile de suprafa ța ale statorului, P supr1 :
()()
()( )
; 148.0 74.0 182.117.001 01;6.10;2 17.105 441.1 148.0102
100001800525.1
6.15.0201 102
10000125.1
05.01 sup; 0165.0 54.61 104 17.10595.05.2184.18256.14.0 256.1321041 sup1121 sup
T Bkc BkmWt BnZk prkW Wpr kFe lFetas tp P r
=××=××===××××××==××××××== =-×××××÷
øöç
èæ-××==-×××××÷÷
øö
çç
èæ-××=
d bt
17.001=b ( din figura de mai jos în func ție de 85.27.0/2 /0= =d b )
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
50Figura 3.18. Curba coeficientului 0b în functie de d/sa
b)Pierderile de suprafa ță ale rotorului, P supr2 :
()()
()( )
; 244.0 74.0 182.128.001 02;9.10;2 61.316 39.971.33 256.1 244.0102
100001800605.1
9.15.0102 102
10000115.1
05.02 sup; 0642.0 24.64 104 61.31695.05.2184.28441.12.0 441.1221042 sup2222 sup
T Bkc BkmWt BnZk prkW Wpr kFe lFetar tp P r
=××=××===×=××××××==××××××== =-×××××÷
øöç
èæ-××==-×××××÷÷
øö
çç
èæ-××=
d bt
28.001=b (din figura de mai sus pentru 285.47.0/3 / = =dsa )
c)Pierderile de pulsatie in dintii statorului, P puls1 :
( ) ( )
; 0342.0 265.34872.15 037.010100001800522
1.01 1 1010000122
'0 1
kW WGd BpulsnZk Ppuls
= ==×××××=× ××××=
;1.0'0=k pentru tabla laminata la rece
03.12; 037.06.1256.1207.003.1
1
1221
==×××= ×××=
gdgT BmeddtBpuls
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
51d)Pierderile de pulsatie în din ții rotorului, P puls2 :
( ) ( )
; 105.17103 8.75295.05.2189.032.2 1032 2 2 2; 06.0 255.1
441.1207.097.1
22212; 071.0 824.71105.17 06.010100001800602
1.02 2 1010000112
'0 2
kgFe Z kFe lFe b medd hC GdT B meddtBpulskW WGd BpulsnZk Ppuls
==-××××××=-××××× ×==×
××= ×
××== =×××××=× ××××=
gdg
Pierderile totale în fier la func ționare în gol
; 0.6439 071.0 0342.00642.0 0165.0 458.02 1 2 sup 1 sup
kWPpuls Ppuls P r P r PFepr PFe
=++++= ++ ++=
3.Pierderile electrice principale la functionarea în sarcina.
a)Pierderile în înf ășurarea statorului, P el1:
; 101.0 871.101 212 077.03 211 1 kW W INRm Pel = =××=××=
b)Pierderile in infasurarea rotorului, P el2:
; 01796.0 96.17 76.1792104 853.13222 2 kW W IbRm Pel ==×-××=××=
c)Pierderile electrice la contactul între perii și inelele de contact, P ct:
kWPct0= (Pentru masinile cu rotorul în scurtcircuit sau cu dispozitiv de
scurtcircuitare și de ridicare al periilor)
d)Pierderile electrice principale totale, P el:
; 11896.00 01796,0.0 101.02 1kWP P P P ct el el el=+ +=++=
4.Pierderile mecanice prin frecare si de ventilatie, P mec:
()()()(); 481.0 114
1084.183
222.1 11
103
22.1; 481.00 481.0
kW n p PfrkW Pfpe Pfr Pmec
=+××××=+××××»+=+=++=
ut
uu
; 0kWPfpe= (pentru masini cu rotor in scurtcircuit)
5.Pierderile de ventilatie datorita ventilatorului propriu, P v:
; 04181.0 81.412.071.126066.0kW WHQ
vvP ==×=×=
h
;2.0=hv (limitele normale pentru ventilatorul radial)
( ) ( ); 066.0301.1229.01
301.11 3
s QmPN=××-=××-=h
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
52( ) ( ) Pa Huup71.126 4.01.1 1.161.2227.282 2 2
22
1= – ××=-×=h
; 24.0 2;3.0 03.0 33.0 03.0 1; 61.22
60180024.0
60122; 27.286018003.0
60111;4.0
m D Dm De DsmnDusmnDup
=»=-=-»=××=××==××=××==
p pp ph
6.Pierderile suplimentare in fier la functionarea in sarcina se aproximeaza, P sFe:
; 11.0 22 005.0 005.0 kWP P N sFe=×=×»
7.Pierderile totale si randamentul masinii
a)Pierderile totale, ΣP:
akWPsFe Pv Pmec Pel PFe P
; 395.1 11.0 04181.0 481.0 11896.0 6439.0 =+++ +==++++=å
b)Randamentul ma șinii la func ționarea nominal ă, ηN:
%;94.0395.12222
12=+=
å+==P PNPN
PP
Nh
3.5. Calculul caracteristicilor motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit cu bare
înalte
Se vor calcula caracteristicile de pornire și de func ționare mai întâi prin metoda analitic ă,
apoi cele de func ționare se pot determina și din diagrama cercului (de func ționare).
Caracteristicile de pornire se determin ă cu parametrii afecta ți atât de refulare cât și de satura ția
magnetic ă; la determinarea caracteristicilor de func ționare aceste influen țe se neglijeaz ă.
1.Curentul de pornire absorbit de motor
a)Componentele curentului de functionare în gol, I 0a:
AUmPP P PIel v mec Fe
a911.0440349.3681.41 4819.643
110
0=×+++=+++=
Unde W IRm Pel491.36 57.12 077.032 2
1 1 0=××=××=m
A I 57.12=m
b)curentul secundar de pornire raportat la primar, I` 2p:
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
53() ( ) () ( )
( )( )
;025.1024.34884.0111 1; 571.180
78.0 025.1 884.02523.0 025.1 077.02440'2 1 12'2 1 121'2
= +=+==
×+ + ×+==
×+ + ×+=
XmX scsAX s cs X s R cs RUIp
sxs s x
c)componentele curentului de pornire din secundar raportat la primar, I` 2pa:
()
() ( ) () ( )
( )( ); .82416
78.0 025.1 884.02523.0 025.1 077.02523.0 025.1 077.0571.180' 1 2 12'2 112'2 11'2'2
AXcs sXs Rcs RRcs RIp Ipa
=
×++×+×+×==
++ ×+×+×=
xs s xx
()
() ( ) () ( )
( )( ); 472.181
78.0 025.1 884.02523.0 025.1 077.0278.0 025.1 884.0571.180'2 1 12'2 112'2 1 1'2'2
AX s cs Xs Rcs RX s cs XsIp Ipr
=
×++×+×+×==
++ ×+×+=
xs s xxs s
Curentul de pornire absorbit de motor
()()
( )( ) ; 248.451 47.118 57.122824.61 911.02'22'2 02
AIpr I Ipa Ia Ip
= ++ + == ++ += m
În valori relative:
918.621145.248= =
INIp calculat ≈ 7=
INIp estimat
2.Cuplul nominal, M N:
NmnPM
NN
N17.11868. 17772102260
2603
=×××=×=pp
Unde :
68. 1777 1800) 0124.01( ) 1( 1= × – = × – = ns n N Nmin/rot (turatia nominala)
0124.044097.0602.1927.0
1'
2'
2=××=××=UkIRs
EN
N
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
54%24.1=Ns (alunecarea nominal ă)
AkmZI I b N602.19935.085325276.1792 1 112 '
2=××××= ×=ww
3.Cuplul de pornire, M p:
() (); 191.43N60 2571.1802 523.023
122
'2 '2 1
12
'2 '21m
fIp Rpm Ip RmMp =×××××=×××××=××=p px
wx
În valori relative:
62.117.118191.43==
MNMpcalculat ≈ 7.1=
MNMpestimat
4.Cuplul maxim, M m
( )
( )
;028.1024.34979.01111; 278.881
593.1 1098.04942640722.0 028.1 979.02077.02 077.0 85 2 028.124402 32'2 112 21 1 112211
=+=+=× =
×==
ú
ûù
ê
ëé×++ +×××××××==
ú
ûù
ê
ëé×+++×××××
=
XmXcmNXc X R R cUmp
Mm
sps s w
Valoarea relativa sau capacitatea de supraîncarcare
36.2
17.118881.278= ==
MNMmkM
5.Alunecarea nominal ă, SN:
0124.044097.0602.1927.0
1'
2'
2=××=××=UkIRs
EN
N
%24.1=Ns (alunecarea nominal ă)
AkmZI I b N6.19935.085325276.1792 1 112 '
2=××××= ×=ww
6.Factorul de putere nominal, cos φN :
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
55;895.0
22.162942.18 911.0
1'2 0cos =+=+=
INIaN IaNj
()( )
()( )
; 942.18
1.721 101.53610187.703722.0 028.1 979.02
0124.027.0028.1 077.020124.027.0028.1 077.0 440'2 112 '2112'211 1
' 2
AXc XsNRc RsNRc R U
IaN
=
+=×++ ×+÷
øöç
èæ×+×
==
×++×+÷÷
øö
çç
èæ×+×
=
s s
( )
()( )
( )
()( )
AXc XsNRc RXc X UIrN
1.4071375.0 9874.3757.24722.0 028.1 979.02
0124.027.0028.1 077.02722.0 028.1 979.0 440'2 112 '2112'2 11 1'2
=+=×++ ×+×+×==
×++×+×+×=
s ss s
()()( )( )
; 162.221.407 57.122942.18 911.02'22' 2 02
1
AIrN I IaN Ia IN
=++ + = ++ += m
3.6. Caracteristicile motorului asincron în valori raportate
3.6.1. Cuplul maxim, raportat, K M:
36.217.118881.278= ==
MNMmkM
%7£-=DMNMN MmMM
%35.1881.27817.118 881.278100 =-×=DMM
Doroban țu Daniel Proiectarea motorului electric asincron
563.6.2. Cuplul de pornire raportat, K P:
62.117.118191.43===
MNMp
pK
%5£-
=DMNMN MpMp
%61.017.11817.11843.191100 =-×=DMM
3.6.3. Curentul de pornire raportat, K I:
918.621145.248= ==
INIpKI
%7£-
=D
III
NN p
pI
%91.52121 248.145100 =-×=DpI
3.6.4. Factorul de putere nominal (verificare), Δcosφ:
%3
coscos coscos £-
=D
jjj
jN
%17.088.088.0 895.0100 cos =-×=Dj
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
57CAPITOLUL IV
MENTENAN ȚA LIFTURILOR DE LA BORDUL NAVEI PASAGER
4.1.Revizia curent ă a lifturilor
Se execut ă în mod periodic, la interval de dou ă săptămâni, prin care se urm ărește
prevenirea uzurii excesive și a apari ției avariilor, precum și men ținerea parametrilor în
exploatare necesari func ționării în siguran ță a instala țiilor de lift.
Opera ții care se efectueaz ă în cadrul reviziei curente- RTC:
-verificare iluminat și priz ă în camera ma șinii, iluminat pu ț, întrerup ător;
-verificare troliu – joc coroan ă, șnec, uzur ă lagăre axe, lubrifiere, gresare;
-verific ări frân ă – stare sabo ți și tache ți reglaje;
-verificare limitator vitez ă – stare de uzur ă roată, verific ări joc;
-verificare aparataj electric – calibrare siguran țe fuzibile, conexiuni, cur ățat și reglat
contacte, func ționare relee, contactori, verificat fixare leg ături electrice;
-uși acces – control electric al circuitelor broa ștelor, verificarea z ăvorârii ferme a
ușilor, verificarea contactului de z ăvorâre, verificarea integrit ății geamurilor,
reglarea amortizorilor, verificarea func ționării butoanelor de comand ă;
-verificare în cabin ă – func ționare contacti de siguran ță, iluminare, butoane, de
comand ă, cămă mobil ă, pod mobil, cur ățirea și verificarea echipamentului de pe
cabin ă;
-verific ări pe pu țul liftului – verificare, fixare console și glisiere, verificare
contragreut ăți, cur ățat și lubrefiat glisiere;
-verificarea cablului de trac țiune și limitator de vitez ă (fixare, alungire, uzur ă);
-verific ări în fund ătură puțului: verificarea contactilor de siguran ță, gresare axe,
verific ări întinz ător, eliminarea gunoaielor din fund ătură;
-verificarea existen ței etichetelor de instruc țiuni în cabin ă și la palier;
-verificarea existen ței și notarea lunar ă a interven țiilor și lucr ărilor executate în
registrul de supraveghere.
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
584.2.Revizia general ă anuală a lifturilor
Revizia general ă anual ă include și opera țiile care se execut ă în cadrul reviziei curente.
Realizarea efectiv ă a lucr ărilor de revizie general ă anual ă se efectuaz ă cu anun țarea prealabil ă,
în scris, a beneficiarului cu cel pu țin 30 de zile înainte. Acceptul scris al beneficiarului, înso țit
de procesul verbal de recep ție al reviziei generale anuale semnat de executant și beneficiar, v-a
sta la baza emiterii facturii de c ătre executant.
Revizia general ă anual ă se execut ă în scopul autoriz ării de c ătre societatea de inspec ție
și autorizare a func ționării instala țiilor de lift.
În cadrul reviziei generale anuale se execut ă urm ătoarele opera ții:
Verificări troliu
-verificare joc coroan ă- șnec
-verificare și reglare frân ă
-verificare ulei și troliu lag ăr terminal;
-verificare uzur ă sabo ți.
Figura 4.1.Verificare troliu
Verificare lag ăre
-verificare și completare cu ulei lag ăre electromotor;
-verificare joc axilal electromotor;
-verificare joc radial electromotor;
-verificarea uzurii la canalele ro ții de fric țiune;
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
59-verificare alunecare cabluri;
-verificare și completare cu ulei și vasilina troliu.
Verificare întrerup ător sfârșit de curs ă mecanic
-verificare clichet;
-verificare borne și cleme;
-verificare ac ționare limitator sfâr șit de curs ă;
-verificare arc men ținere;
-verificare cablu limitator sfâr șit de curs ă;
Figura 4.2.Frânele liftului
Verificare tablou de distribu ție filtru protec ție
-verificare întrerup ător tripolar;
-verificare automat de protec ție;
-verificare filtru;
-verificare calibrare siguran țe;
-verificare conectori cablaje între aparate;
-consultare și completare registru supraveghere.
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
60Figura 4.3.Contactor
Verificare panou comand ă
-verificare uzur ă contacti, relee și contactori;
-verificare presiune pe contacti;
-verificare redresori;
-verificare conexiuni aparataj de comand ă;
-verificare siguran țe.
Figura 4.4.Panou semnalizare
Verificare limitator de vitez ă
-verificare joc radial între buc șă și ax;
-verificare uzur ă canal;
-verificare ac ționare limitator;
-verificare cablu.
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
61Figura 4.5.Limitator de vitez ă
(1-contragreutate, 2 – arc, 3 – roat ă cu excentric, 4 – pat contragrrutate, 5 – contact limitator
viteză, 6 – roată de stop, 7 – contact)
Verificare selector
-Verificare conexiuni electrice;
-control reglaj nivel sta ții;
-curățat contacte electrice;
-ungere lan ț antrenare lag ăre și angrenaje;
-reglaj întinz ător lan ț
Verificarea interioar ă a cabinei
-verificarea opririi la palier a cabinei;
-verificarea echip ării cu instruc țiuni de sarcin ă și folosire;
-verificare func ționare contacti u șă cabin ă;
-verificare uzur ă covor PVC;
-verificare pere ți cabin ă;
-verificare reglaje și curățire cămă mobile;
-efectuat cur ățenie în cabin ă.
Verificări pe cabin ă
-verificare ac ționare contact jug și contact cablu moale;
-verificat și curățat cutie de iluminat cabin ă;
-verificat întindere cabluri;
-verificat arcuri suspensie, piuli țe, contrapiulute, ensionare;
-verificarea conusuri/teci prindere cablu trac țiune;
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
62-verificarea strângerii piuli țelor corpurilor de patina
Figura 4.6. Verific ări efectuate la cabin ă
Verificarea patinelor superioare
-verificarea uzurii patinelor superioare și reglarea jocului;
-curățat corp patina;
-verificarea existen ței șurubului de blocare corp patina.
Verificări sub cabin ă
-verificare și curățire sistem de împ ănare;
-verificare func ționare contacti pod mobil;
-curățire articula ții pod mobil;
-ungere articula ții pod mobil;
-verificare curs ă pod mobil;
-verificare joc carcas ă glisier ă;
-verificare joc pân ă glisier ă.
Verificare aspect, echipament exterior u șă acces
-verificare geamuri u și acces;
-verificare cutii semnalizare pozi ții;
-verificare apel la sta ție;
-verificare sensuri și ocupat;
-gresat balamale.
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
63Verificare sistem închidere, z ăvorâri ușă acces
-verificat reglaj și completat cu ulei amortizor rulmen ți;
-completat cu tampoane de cauciuc tocuri u și acces;
-reglat arc de readucere u șă;
-verificare ghiar ă de contact;
-demontare capac broasc ă, curățat și verificat leg ături;
-verificat dac ă broasc ă descomunica electric și mecanic;
-verificare curs ă bolț zăvorâre.
Figura 4.7.U și de acces
(A – motor, B – panou electric, C – Șine, D – Cuplor, E,F – ro ți,
G – uși, H – ghidaje, I – șine, J – Închiz ător, K – u șă mobilă)
Lucrări în fund ătură puțului
-verificarea și gresarea axului ro ții întinz ătoare;
-verificare contacti dubli;
-verificare existen ța arcuri la tampon;
-verificare sunt întrerup ător revizie;
-curățare fund ătură put.
Patine jos contragreutate, alungire cabluri trac țiune
-verificarea uzurii patinelor inferioare;
-verificarea spa țiului sub contragreutate
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
64Figura 4.8.Verificare cabluri trac țiune
Verificarea uzurii cablurilor de trac țiune
-curățirea cablurilor;
-verificarea coroanelor.
Figura 4.9.Cabluri de trac țiune
Verificare ac ționare dispozitiv întrerup ător sfârșit cursă
-verificarea, reglarea ac ționarii dispozitivului întrerup ător sfâr șit curs ă;
-verificat console glisier ă;
-verificare fixare c ămă L.S.C.;
-curățat și uns articula ție pârghie ac ționare L.S.C.
Verificare traductori și curățire glisiere
-verificat console sunt și console traductor;
-verificat, reglat joc sunt traductor în fant ă traductor;
-curățat și uns glisier ă cabin ă și contragreutate;
-verificat console glisier ă la cabin ă și contragreutate.
Dorobanțu Daniel Mentenan ța lifturilor de la bordul navei pasager
65Figura 4.10.Glisiere și traductori
Dorobanțu Daniel Concluzii
66CONCLUZII
Diversitatea navelor de pasageri este foarte mare în func ție de dimensiuni, zona de
navigație, tipul și durata voiajului, nivelul de confort, etc. Astfel, sunt de la nave de pasageri
de croaziera (de la cateva zile la cateva sapt ămâni), care asigur ă tot confortul necesar unei
perioade îndelungate, pîn ă la nave de pasageri ce fac voiaje de o zi, sau câteva ore. Cu cât
voiajul este mai scurt cu atât dot ările necesare și elementele de confort sunt mai reduse.
Nava de referin ță aleasă este o nav ă tip pasager ce face parte din clasa Celebrity
având un tonaj brut de 121.550 tone, destinat ă să efectueze voiaje de lung ă dutată.
Caracteristicile generale ale navei în cauz ă sunt:
Lungimea maxim ă L max = 317,2 m;
Lățimea B = 36,8 m;
Capacitate pasageri 3921;
Număr lifturi 24;
Număr punți 15.
În capitolul doi am detaliat lifturile folosite la nava tip pasager. Astfel, acestea sunt de
mai multe tipuri dintre care:
Ø8 lifturi panoramice,
Ø9 lifturi de serviciu,
Ø4 lifturi de pasageri,
Ø3 lifturi pentru alte activit ăți.
Aceste lifturi sunt unele de ultim ă generație fiind produse de firma Kone.
În vederea dot ării instala ției de ridicare cu un motor asincron trifazat, în func ție de
capacitatea de ridicare a liftului, am ales un motor electric tip produs de firma WEG cu o
putere de 22 kW la o tura ție de 1800 rpm.
Cel mai important capitol al lucr ării este al patrulea, care urm ărește proiectarea unui
motor asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit pentru a satisface cerin țele de pompare a apei
de balast. Calculele au fost efectuate cu Microsoft Equation Editor și s-a ținut cont de
parametrii electrici ai instala ției energetice a navei (440V, 60Hz).
Astfel, în vederea proiect ării motorului, am pornit de la date ini țiale de calcul cu ar fi
tensiunea de 440 V, frecven ța 60 Hz sau num ărul de faze și am efectuat urm ătoarele calcule:
Dorobanțu Daniel Concluzii
67ØCalculul de alegere al motorului electric de ridicare,
ØCalculul m ărimilor principale,
ØCalculul dimensiunilor principale,
ØCalculul l ățimii întrefierului,
ØCalculul înf ășurării și crestăturile statorului,
ØCalculul crest ăturilor rotorului în scurtcircuit,
ØTensiunea magnetomotoare și curentul de magnetizare,
ØParametrii înf ășurarilor ma șinii asincrone,
ØCalculul pierderilor și a randamentului ma șinii.
În cadrul capitolului cinci am prezentat aspecte privind mentenan ța lifturilor de la
bordul navei pasager.
Astfel, revizia curent ă se execut ă în mod periodic, la interval de dou ă săptămâni, prin
care se urm ărește prevenirea uzurii excesive și a apariției avariilor, precum și menținerea
parametrilor în exploatare necesari func ționării în siguran ță a instalațiilor de lift.
Revizia general ă anuală include și operațiile care se execut ă în cadrul reviziei curente.
Revizia general ă anuală se execut ă în scopul autoriz ării de către societatea de inspec ție și
autorizare a func ționării instalațiilor de lift.
Activitățile care se execut ă în cadrul reviziei anuale sunt:
Øverificări troliu,
Øverificare lag ăre,
Øverificare panou comand ă,
Øverificarea interioar ă a cabinei,
Øverificare aspect, echipament exterior u șă acces,
Øverificare traductori și curățire glisiere.
Doroban țu Daniel Bibliografie
68BIBLIOGRAFIE
1.Ciucur V., Mașini electrice – note curs pentru studen ți, Editura Printech, Bucure ști,
2000;
2.Cioc I., Bichir N., Cristea N., Mașini electrice, Îndrumar de proiectare , Editura
Scrisul Românesc, Craiova, 1981;
3.Gavril ă H., Electrotehnic ă și echipamente electrice , v o l . I – I I , E d . D i d a c t i c ă și
Pedagogic ă, Bucure ști, 1993;
4. Răduți C., Mașini electrice, vol. I și II, curs litografiat, Tipografia UPB, 1989;
5.Atanasiu G., Mașini electrice , Editura U.T. Timi șoara, vol. I, Timi șoara, 1994.
6.Brașovan M., Acționări electrice – aplica ții industriale , Editura Tehnic ă, Bucure ști,
1977.
7.Creang ă V.,Instala ții navale de bord , Universitatea din Gala ți, 1993.
8.Drăgănescu O., Încerc ările ma șinilor electrice rotative , Editur Tehnic ă, Bucure ști,
1987.
9.Ali B., Mașini hidropneumatice navale , Editura ANMB, Constan ța, 2010.
10.Florescu I., Mecanica fluidelor și ma șini hidraulice , Editura Tehnic ă Info, Chi șinău,
2001.
11.Gheorghiu S., Mașini și acționări electrice navale , Editura Lepa & Muntenia,
Constan ța, 1999.
12.Ionescu D., Mecanica fluidelor și mașini hidraulice , Editura Didactic ă și Pedagogic ă,
Bucure ști, 1983.
13.Pruiu A., Manualul ofi țerului mecanic maritim-vol II , Editur Tehnic ă, Bucure ști, 1998.
14.Iulian F., Mașini hidraulice – note de curs pentru uzul studen ților, Editura Alma
Mater, Bac ău, 2007.
15.Robescu D., Dinamica fluidelor polifazate, transport și depoluare. Îndrumar de
laborator , Universitatea Politehnica, Bucure ști, 1995.
16.***Lloyd s Register Rules and Regulations.
17.Worldwide Marine Technology Limited, UK, Maersk Calabar Bluebook 2011 .
18.www.google.ro – Caracteristici nav ă tip portcontainer.
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: Prin prezenta declar c ă Lucrarea de licen ță cu titlul „ Proiectarea motorului asincron la lifturile de pe navele tip pasagere ” este scris ă de… [613611] (ID: 613611)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.
