Rezumat ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………….. [618910]

Cuprins
Rezumat ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 4
Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 6
1.Reciclarea deșeurilor din plastic . ………………………….. ………………………….. ………………………. 7
1.1 Noțiuni generale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 7
1.2 Analiza și descrierea procesului tehnologic de reciclare a polietilenei. ……………………… 10
1.3 Descrierea utilajului pentru reciclarea polietilenei. ………………………….. ……………………. 14
2.Proiectarea sistemului de automatizare și acționare electrică a liniei de reciclare a
polietilenei. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 21
2.1 Alegerea echipamentelor pentru acționarea electrică ………………………….. ……………………… 21
2.2 Elaborarea și descrierea schemei electrice de comandă ………………………….. ………………….. 27
3.Proiectarea motorului asincron de acționare a mașine i de spălare 2 a polietilenei …………. 34
3.1 Datele inițiale ale motorului asincron ………………………….. ………………………….. ………………. 34
3.2 Elementele constructive ale motorului ………………………….. ………………………….. …………. 35
3.3 Alegerea dimensiunilor de bază ………………………….. ………………………….. ………………….. 36
3.4 Determinarea Z 1 , W și secțiunii conductorului înfășurării statorice …………………………. 37
3.5 Calculul dimensiunilor zonei de crestături a statorului și intrefierului ……………………… 40
3.6 Calculul rotorului ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 42
3.7 Calculul curentului de magnetizare ………………………….. ………………………….. …………….. 45
3.8 Parametrii regimului de funcționare ………………………….. ………………………….. ……………. 48
3.9 Calculul pierderilor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 52
3.10 Calculul caracteristicilor de funcționare ………………………….. ………………………….. ………. 54
3.11 Calculul caracteristicilor de pornire … ………………………….. ………………………….. …………. 56
4.Calculul termic ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 64
4.1 Calculul ventilației ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 66
Concluzii ………………………………….. ………………………………… ………………………………………………. 67
Bibliografie………………………………………………………………………………………………………………………… 68

4
Rezumat

Teza con ține: 70 pagini, 30 ilustrații, 6 tabele, 15 surse bibliografice
Cuvinte cheie: Plastic, proces tehnologic, automatizare, controler, motor,softstarter ,
releu.
Scopul lucrării: Elaborarea sistemului de automatizare și acționare pentru procesul de
reciclare a deseurilor din plastic.

Tema tezei este actuală din punc de vedere ecologic , deoarece în lucrare este
elaborat automatizarea sistemului de reciclare a materialelor plastice nocive folosite
tot mai frecvent în industria fabricării dispozitivelor conf ecționate din material plastic.
Obiectivele lucrării conțin descrierea proceselor de reciclare a materialelor din
masă plastică și descrierea sistemelor de automatizare și acționare electrică și a
dispozitivelor și utilajelor folosite în acest sistem. Deas emenea este proiectat unul din
motoarele de acționare a agregatului de spalare 2 fiind selectat un motor asincron care
funcționează în condiții cu umeditate ridicată . Calculul termic a dat posibilitatea de a
determina sistemul de ventilare a motorului.

5

The thesis contains: 70 pages, 30 illustrations, 6 tables, 15 bibliographic
sources
Keywords: Plastic, technological process, automation, controller, motor,
softstarter, relay.
Purpose of the work: Development of the automation and drive system for th e
plastic waste recycling process.

The thesis is current from an ecological p oint of view, because the elaborates
the automation of the sy stem of recycling of the plastics used more and more
frequently in the industry of the manufa cture of devices .
The objectives of the paper include the description of the processes of recycling
of plastic materials and the description of the systems of automation and electric drive
and of the devices and machines used in this system.
It is also designed one of the drive motors of the washing unit 2 being selected
an asynchronous motor that works in high humidity conditions. The thermal
calculation gave the possibility to determine the ventilation system of the motor.

6
Introducere

Cuvântul plastic însuși este derivat al cuvântului grecesc (plastos) care înseamnă
„capabil de a fi modelat” și se referă la maleabilitate în timpul fabricării, care permite
turnarea, presarea sau extrudarea plasticului într -o varietate de forme – precum
pelicule, fibre, farfurii, tuburi, vase și multe altele.
Materialele plastice sunt substanțe chimice sintetice extrase în principal din
petrol și fabricate din hidrocarburi (lanțuri de atomi de hidrogen și carbon).
Majoritatea materialelor plastice sunt pol imeri, molecule lungi formate din numeroase
repetări ale unei molecule de bază numită monomer. Această structură face ca plasticul
să fie deosebit de durabil și rezistent.
Datorită costului relativ scăzut, ușurinței de fabricație , materialele plastice sun t
utilizate într -o gamă enormă , de la jucării până la rachete spațiale. Prezența plasticului
peste tot provoacă serioase îngrijorări de mediu în ceea ce privește rata de
descompunere lentă a acestuia care constituie pînă la 300 de ani, datorită moleculelo r
sale puternice de legătură. Ca urmare toate materialele p lastice folosite vreodată sunt
încă azi și vor polua planeta încă cîteva secole.
Majoritatea materialelor plastice conțin alți compuși organici sau anorganici
amestecate în aditivi numiți pentru a îmbunătăți performanța sau a reduce costurile de
producție.

7
1. Reciclarea deșeurilor din plastic .
1.1 Noțiuni generale
Dezvoltarea materialelor plastice a evoluat de la materiale plastice naturale la
molecule complet sintetice (de exemplu, epoxy, PVC). N itroceluloza este considerată
primul plastic fabricat (1856). După Primul Război Mondial, îmbunătățirile
tehnologiei chimice au dus la o explozie de noi materiale plastice, producerea în masă
începând din anii 1940 și 1950. Al Doilea Război Mondial a cond us la o mai mare
cercetare și dezvoltare a plasticului și la descoperirea multor tipuri noi de plastic cu
proprietăți și aplicații diferite. Odată cu încheierea războiului, aceste noi materiale
plastice și -au făcut drum în societate printr -o multitudine de bunuri de larg consum.
Există două categorii principale în lumea materialelor plastice: termoplaste și
termoreactive. Termoplastele sunt materialele plastice care pot fi reci clate , pot fi
topite din nou în lichid și turnată de mai multe ori , asfel prin încălziri repetate trec în
stare plastică (polistiren, polimetacrilat, celuloid, poliamidă, policlorura de vinil).
Piesele din aceste materiale se obțin prin presare și turnare, având o mare
productivitate.
Termoplastiile reprezintă până la 90% din produc ția globală.
Termoreactivele pot fi topite și prinde formă o singură dată; după c e s-au
solidificat, rămân solide pentru totdeauna, Prin încălziri repetate nu ma i trec în stare
plastică polistireni nesaturați, rășini fenolfolmaldehidice, etc. P iesele în acest caz se
prelucrează prin presare. Nu este posibilă reciclarea pentru acest plastic.

8

Fig. 1 T ipurile de plastic [6]

1. Polietilen tereftalat (PET)
Acesta este un plastic foarte puternic, care poate fi recunoscut cu ușurință pentru
aspectul său transparent. Toate sticlele de băutură care conțin sodele preferate sunt
PET. Articolele fabricate din acest plastic sunt reciclate în mod obișnuit. Poate fi
transformat în fibre sintetice sau folie. În această categorie intră flacoanele
inscripționate PET incolore sau colorate pentru apă, bere, băuturi alcoolice, sucuri, ulei
vegetal, f lacoane de muștar sau , borcane de plastic.
2. Polietilenă de înaltă densitate (HDPE )
Acest plastic este ades ea folosit pentru recipiente alimentare sau băuturi. Articolele
fabricate din acest plastic includ recipiente pentru lapte, ulei de motor, șampoane,
sticle de săpun, detergenți și înălbitori. Multe jucării sunt fabricate și din acest plastic.
3. Clorură de p olivinil (PVC )
Clorură de polivinil de tip PVC este inscripționat pe profile de ferestre (termopan),
folie, tuburi pentru apă, izolații de cabluri electrice, mobilier ușor, jucării.

9
PVC -ul este ieftin, rezistent în timp, ușor . Greu de reciclat, implicând costuri ridicate
4. Polietilenă de joasă densitate (LDPE )
Este utilizat în special pentru diferite ambalaje, pungi (sacoșe), pungi pentru
ambalarea alimentelor, flacoane comprimate (pentru miere, pentru muștar), caserole,
tăvi pentru alimente incolore, trans parente.
5. Polipropilenă (PP)
Acesta este unul dintre cele mai utilizate materiale de plastic disponibile pe piață.
Acest tip de plastic este trainic și poate rezista, de obicei, la temperaturi mai ridicate.
Printre multe alte aplicații, acesta este utiliza t pentru produsele care intră în contact cu
alimentele și băuturile (cutii de iaurt, sticle de sirop etc.).
6. Polistiren (PS)
Polis terenul poate fi reciclat, dar reciclarea necesită cheltuieli mari de energie, și
nu este acceptat în majoritatea centrelor de reciclare. Pahare de unică folosință, cutii
de mâncare din plastic, tacâmuri din plastic sunt fabricate din PS.
7. Altele (Mix)
Orice alt tip de plastic (policarbonat , ABS) care nu a fost menționat, poate fi un
amestec din toate cele de mai sus sau un mater ial plastic care nu este ușor reciclabil.
Se recomandă de a fi ocolit, utilizare largă a produselor din plastic în industria auto,
până și echipament e de laborator , carcase pentru produsele electronice și
electrocasnice etc.

10
1.2 Analiza și descrierea proc esului tehnologic de reciclare a polietilenei.
Deșeurile din masa plastică la etapa de colectare sunt încă amestecate și murdare.
Sistemul de sortare joacă un rol important pentru toate activitățile de reciclare. Un
efort de sortare minuțios și precis gara ntează procese mai ușoare, produse mai bune și
întreținere mai ușoară. Un sistem eficient de sortare ne permite să cunoaștem exact ce
tip de plastic este utilizat, ceea ce este esențial pentru a controla temperatura de topire
necesară și pentru a configura corect utilajul.Sortarea se face manual.
După ce pla sticul este sortat după tipul specif ic de plastic, este mărunțit . Ca
materie primă se folosește deșeuri de polietilenă adica sacoșe , pungi ,saci ,ambalaje
etc. care ajung în bucarul mașinei de marunțit . La această etapă, obiectele din masă
plastică mai mari sunt mărunțite , pentru a permite spălarea, depozitarea mai eficientă
și pentru a fi utilizat e împreună cu celelalte mașini.

Fig.2 Schema generala a lini ei de prelucrare a polietilenei

11
1. Mașina de mă runțire (shredder)
1.1 Ventilator
2. Spălătorie unghiulară 1
3. Mașina de flotare 1
4. Spălătorie cu încălzire
5. Spălătorie unghiulară 2
6. Mașina de flotare 2
7. Spălătorie unghiulară 3
8. Centrifuga
9. Pres , granulator
10. Ventilator 2
Plasticul trebuie să fie curat înainte de a trec e la procesele de reciclare. Praful,
murdăria și impuritățile provoacă probleme mașinilor și proceselor.Deșeurile din
polietilenă murdară poate duce la întreținere suplimentară, defecțiuni, producții
problematice și produse de calitate scăzută. Un mod mai eficient este de a fi spălat
după mărunțire. Polietilena mărunțită es te transportată de un șnec spre un ventilator
care evacuiază fulgii de polietilenă la intrarea în spălătoria unghiulară unde are loc un
proces de clatire spălare în urma căruia materia es te aruncată în mașina de flotare unde
are loc procesul de flotare. Flotare a, este un process care se bazează pe diferite
densități ale tipurilor de plastic. Fiecare tip de plastic are propri a densitate specifică
care îl face să plutească diferit în lichide . Lichidul poate fi apă sărată, alcool, ulei
vegetal și glicerină în cazul de față se foloseste apă tratată cu clor. F ulgii de propilenă
plutesc deasupra apei și sunt transportate mai departe de catre niște palete, iar
impuritățitățile se așează la fund un de sunt evacuate cu ajutorul unui șnec. Această
tehnică este folosită intens în industrie. Cu toate acestea, poate să fie o problemă, în
special datorită aditivilor amestecați cu plastic care îi pot schimba densitatea. După
procesul de flotare fulgii de ma să plastică ajung intrun rezervor cu apă calda tratată cu

12
clor , soda caustică la o temperatură în jurul de 60 o C și sunt agitați de un mecanism
cu palete cu scopul de a scăpa de grasimi , clei și alte substanțe cu care a interacționat
polietilena în dec ursul perioadei de consum pînă la etapa de colectare sortare. În
continuare materia este transmisă într -o spalatorie unghiulară care o spală clătește cu
apă obișnuită și transportă fulgii de polietil enă în a doua mașină de flotare. După
ultimul proces de f lotare , materia care mai trece prin ultima spălătorie unghiulară și
ajunge în centrifugă unde este eliminată de o parte bună de umeditate .
În continuare fulgii de polietilenă relativ umezi de la centrifugă sunt evacuați cu
ajutorul unui ventilator printr -o țeavă la un pres -granulator care are funcția principală
de scurgere , uscare, presare și pregătirea pentru urmatoarea etapă de granulare.
Pentru fiecare proces de reciclare, primul pas este ca temperatura necesară
pentru a topi plasticul să fie control ată. De cele mai multe ori, acest lucru depinde de
tipul de plastic și de tem peratura camerei . Deseori , plasticul este adesea amestecat cu
aditivi, pigmenți și umpluturi care îi transformă compoziția chimică și fizică care
afectează temperatura finală de topire. Plas ticul nu trebuie niciodată ars. Fumurile
provenite din arderea plasticului sunt foarte toxice și pot cauza probleme grave de
sănătate oamenilor. Pentru procesul de reciclare, este o practică extrem de periculoasă
să arzi plastic ul, deoarece pro dusele rezultate vor fi deteriorate sau de calitate
inferioară. Toate materialele plastice au o zonă de topire, care este o fereastră de
temperatură între care se topesc (de ex. 130 până la 171 ° C), dincolo de aceste
temperaturi, plasticul va începe să ar dă. Acest lucru trebuie să fie evitat în orice
moment.
O serie de lucrări internațio nale de cercetare au fost editate cu privire la siguranța
lucrului cu plasticul. Opiniile sunt adesea în contrast cu privire la faptul că încălzirea
plasticului este pericu loasă sau nu. Multe cercetări arată că menținerea temperaturii
plasticului în zona de topire (nu arderea acestuia) nu este dăunătoare.

13
Acest lucru depinde, de asemenea, foarte mult de tipul de plastic cu care se
lucrează (acesta este motivul pentru care s ortarea este atât de importantă). În timp de
cercetare, sa observat că majoritatea oamenilor care lucrează în industria plastică
operează conform acestei reguli. Întotdeauna este necesar de a evita inhalarea
fumurilor din plastic, și a purta mască de carbo n atunci când se lucrează la mașini și a
asigura că există o ventilație bună. Mașinile funcționează la câteva sute de grade și
necesită ca oamenii care le operează să fie întotdeauna foarte concentrați pentru a evita
arderea plas ticului. O atenție deosebit ă trebui e să fie, de asemenea, î n permanență
atunci când lucrează cu mașina de mărunțit , deoarece lamele sale sunt ascuțite și tind
să apuce lucrurile.

14
1.3 Descrierea utilajului pentru reciclarea polietilenei.
Mașina de mărunțire sau shredder , d e tip ZPS – 1500 de la compania germană
ZERMA care se ocupă de producerea utilajului pentru reciclarea deseurilor , are
funcția de a mărunți tot felul de deseuri de mase pl astice , hirtie, lemn ,cabluri.
Dimensiunea materialului mărunțit depinde de dimens iunea cuțitelor care odata ce se
uzează pot fi intorși pe partea ceal altă. Este dotată cu un rotor cu două viteze care
impiedică la blocare și la uzura acestuia. 9

Fig.3 Mașina de mărunțire a deșeurilor din plastic (shredder)

15
Tabelul 1 Carecteristicil e mașinei de mărunțit [13]
Puterea (kW) 94
Curentul(A) 170
Tensiunea de alimentare (V) 400 / 50 Hz
Tipul rețelei 3P+PE
Lățimea rotorului (mm) 1500
Viteza rotorului (rpm) 74
Diametrul rotorului (mm) 457
Cuțite rotor (buc) 68/102
Lame statorice (rându ri) 1
Volumul camerei de tăiere (m³) 2,27

Fig.4 Dispozitiv ul 1 înclinat de spălare a deseurilor fărâmițste (spălătorie
unghiulară)

16

Fig.5 Dispozitivul 2 înclinat de spălare a deseurilor fărâmița te

Fig.6 Construcția unei spalătorii unghiulare
Toate 3 spalătorii unghiulare după tip constructiv sunt identice adica este
construită dintr -o camera în forma de prisma prin centrul ei este asezat pe rulmeți un
arbore dotat cu niște palete, care este antrenat prin la nț de un motor electric asinc ron
cu puterea de 22kW , 18 kW și 22kW.

17
În figura 7 este reprezentată mașina de flotare 1 este compusă dintr -un rezervor
deasupra caruia avem 6 axe rotative dotate cu palete , 2 grupuri cîte 3 axe sunt puse în
mișcare prin lanț de 2 motoare asincrone id entice de puterea 0,75 kW . Șnecul de la
fundul bazimului care înlătură impuritățile ,noroiul acumulat, este antrenat prin lanț de
un motor electric de puterea 3 kW.

Fig.7 Mașina de flotare 1 a deșeurilor fărâmițate din plastic

Fig.8 Mașina de flotare 2 a deșeurilor fărâmițate din plastic

18
Mașina de flotare 2 din fig .8 după tipul constructiv este identică cu cea
precedentă doar că are un volum mai mic de 2 ori ș i are numai un grup de palete.

Fig.9 Spalătorie cu încălzire
Spalătoria cu încălzire este formată din : șnec care transportă materia în bazinul
cu apă caldă , un arbore cu palete fixat în centrul bazinului acționat de un motor
electric de 2,2 kW și o cutie cu 12 încălzitoare cu puterea totală de 60 kW care mențin
temperatura necesară de 60 o C .

19
În figura 10 este prezentată centrifuga care constă în principal dintr -un tambur
care se rotește cu o viteză mare.

Fig.10 Centrifuga
Materialul fărâmițat trecut prin câteva etape de spălare ajunge în acest tambur
unde sub acțiunea forței centrifuge este eliminată de o anumită cantitate de
umeditate.U nitate a de antrenare a acestei mașini este un motor electric asincron cu o
putere de 22 kW.

Fig.11 Press pentru granularea materia lului spălat din plastic

20
Agregatul din figura 11 este un pres care joa că rolul de scurgere a fulgilor de
polietilenă și presarea lor în granule. Gradul de umiditate al produsului la finalizarea
procesului nu depășește 7 % Produsul este presat pe cale mecanică prin intermediul
unui șnec de formă conică și deshidratat cu ajuto rul a unui grup de încălzitor
,ventilator. Presarea are loc datorită rotației șnecului cu diametru mare 370 mm .
Materia este presată prin orificiul reglabil al matriței la capătul careia este un cuțit care
realizează granularea.
Tabelul 2 Caracteristicile principale a presei [14]
Puterea (kW) 127
Diametrul șnecului (mm) 370
Tensiunea de alimentare (V) 400 / 50 Hz
Tipul rețelei 3P+PE
Reductor tip planetar
Gabaritele buncărului 550×550
Productivitatea (kg/h) 850-100
Gabarite(mm) 3880x1800x1700

Fig.12 Panoul de control a a dispozitivului de presare

21
2. Proiectarea sistemului de automatizare și acționare electrică a liniei de
reciclare a polietilenei.
2.1 Alegerea echipamentelor pentru acționarea electrică

Controlerele seria AC 500 ABB tipul PM -554 permit cu plarea la
procesorul central CPU până la 4 module de comunicare în rețele cu diferite
protocoale: Modbus -RTU,Modbus -TCP și până la 10 module de multiplicare a
numărului de intrări -ieșiri discrete și analaogice , are o memorie de program de
128 kB ,6 ieșiri digitale de tip
tranzistor 24 V DC 2 dintre care
sunt PWM ,8 intrari digitale 24
V DC ,slot pentru memorie
flash și adaptor RS -485, o
intrare port ETHERNET și RS –
232. Alimenterea controlerului
se realizează în 24 V curent
continuu .
Fig.13 Controler logic programabil ABB PM -554 și un modul de extensie. [10]
Panoul operatorului est e un dispozitiv care
permite introducerea și afișarea rapidă a o serie de
informații, ceea ce face posibil schimbul de date pe un
port specializat cu un controler sau un calcu lator la
distanță. Dispozitivul permite controlul individual al
proceselor tehnologice întregi care fac parte din sistemul
de control.
Fig.14 Panou operatorului ABB CP 607(HMI) [11]

22
Tabelul 3 Caracteristicile principale ale panoului operatorului ABB CP60 7[11]
Display 7”
Rezoluție 800 x 480 pixel
Tensiune nominală (V) 18…32 V DC
Ethernet port 100 Mbit
COM1 RS-232/-485/-422
USB port 1 V2.0 , 500mA
Sistem de operare Linux RT
RAM 256 MB
Flash 2 GB
Gradul de protecție (IP) IP66

Releele trifazate d e control a fazei sunt utilizate în
rețelele trifazate pentru a controla parametrii precum
succesiunea fazelor, dispariția unei faze, supratensiunea și sub
tensiunea.În cazul cînd toate 3 faze sunt prezente și
succesiunea lor este respectată releul devin e activ după 500ms,
iar cind a dispărut o faza sau succesiunea lor nu se respectă
releul deconectează imediat. Releul dispune de 2 contacte
auxiliare de stare .

Fig.15 Releu de control a fazei [15]

23
În timpul pornirii, cuplul atinge adesea 150 -200% din v aloarea nominală, ceea
ce poate duce la defectarea părții mecanice a
acționării. În acest caz, curentul de pornire poate fi
de 6-8 ori mai mare decât curentul nominal, din acest
motiv o cădere de tensiune are loc în rețeaua electrică
locală. O cădere de te nsiune poate cauza probleme
altor încărcături de rețea și, dacă căderea de tensiune
este prea mare, motorul nu pornește.

Fig.16 Softstarter PSE45 -600-70[8]
Utilizarea softstarterelor oferă o limitare a vitezei de tracțiune și a valorii
maxime a curent ului de pornire pentru un timp predeterminat (după aplicarea
demarorului , valoarea curentului de pornire este redusă la 3 -4 nominale). În
softstarterele electronice, limitarea curentului se realizează prin creșterea lentă a
tensiunii în înfășurările motor ului.
Acest lucru permite menținerea parametrilor motorului (curent, tensiune etc.) în
timpul pornirii în limite sigure, ceea ce reduce probabilitatea de supraîncălzire a
înfășurărilor, precum și probabilitatea de șoc hidraulic în conducte și supape în
mom entul pornirii și opririi. . În cele din urmă, un softstarter selectat și reglat corect
crește durabilitatea și fiabilitatea motorului electric și a acționării sale.

24

Tabelul 4 Caracteristicile principale PSE -45-600-70[8]
Model PSE 45 -600-70
Brand ABB
Tensiune nominală (V) 208-600 VAC
Tensiunea de commandă(V) 100-250 VAC
Puterea(kW) 22
Curent (A) 45 A
Gradul de protecție (IP) IP20

Fig.17 Releu solid Kasan SSR -40DA [7]

Releu de tip solid (SSR –solid state relay) ne permite comutarea a unor curenț i
mari de tensiune alternativă fiind comandate în curent continuu de o valoare mai mică

25
.Față de releele mecanice ele au o durată de viață mai îndelungată , și pot fi declanșate
la o tensiune și curent mai mic . De asemeanea relee de tip solid pot comuta m ult mai
rapid. Nu are piese mecanice care ies repede din funcție elementul de execuție fiind
realizat cu tranzistoare , tiristoare sau triace. Realizeaza o izolare galvanica între
circuitul de comanda si circuitul de comutare. Supratensiunile sunt reduse, datorita
principiului de functionare, curentii si tensiunile trec periodic prin zero. Au un consum
redus de energie si pot fi cuplate cu circuite integrate. Releele statice pot comanda
sarcini rezistive sau inductive. În cazul sarcinilor rezistive, curentu l comutat creste
sinusoidal, de la zero. Deci regimul tranzitoriu este redus la minim. Aceasta calitate se
mentine si daca sarcina este constituita din lampi de iluminat cu filament. În aceasta
situatie curentul initial este de 5 ori mai mare decât valoare a de regim permanent fata
de o crestere de 11 ori pentru alte tipuri de relee sau comutatoare.
Tabelul 5 Caracteristicile tehnice SSR -40DA [7]
Model SSR-DA
Brand KASAN
Tensiune (V) 24-380 VAC
Tensiunea de commandă(V) 3-32 VDC
Interval timp 0 – 10 ms
Curent (A) 40 A
Dimensiuni (L x W x H x Ø) 44.8 x 48 x 31.7 mm
Gradul de protecție (IP) IP20

BT50 prezentat în figura 18 este un dispozitiv specializat la care se conectează
alte dispozitive de siguranță cum ar fi butoanele Emergency Stop (ciupearca) di rect în
circuitul de alimentare a releului.Acest releu se folosește mai des în circuitele de

26
comandă pentru a întrerupe niște procese în caz de avarie .Releul este echipat cu 3
contacte normal deschise și cu unul normal închis pentru monitorizarea stării l ui ,
deasemenea are și un contact pentru resetarea lui deci după ce înlăturăm eroarea releul
nu ne va permite restabilirea circuitului pînă nu îl resetăm.

Fig.18 BT50 ABB Releu de siguranță și schema lui internă [12]
Seria MS116 și MS165 de la compania A BB reprezintă dispozitivele
specializate pentru pornirea și protecția motoarelor electrice . Curentul nominal al
întrerupătorului poate fi setat . Pentru fiecare motor a fost ales un model din seria
MS116 și MS165 reieșind din datele nominale ale motorului.

Fig.19 Întrerupătoare automate (demaror) seria MS116 și MS165 [9]

27
2.2 Elaborarea și descrierea schemei electrice de comandă
În continuare este pr ezentată schema electrică și dulapul de comanda pentru
acest proiect. Curentul maxim necesar este de 650 A / 400 V din aceste considerente s –
a ales un separator de sarcină 09QW1 de marca ABB OT800E03 cu cu rentul nominal
de 800 A . S eparator ul realizează distribuția sarcinii catre consumatori .

Fig.20 Imaginea reală a dulapului de comandă

28
Principalii consumat ori ai acestui sistem sunt 4 motoare electrice asincrone
conectate prin variato are de tensiune (softstarter) cu putere a de 15-22 kW , 18 motoare
electrice cu puterea de 0,75 -7,5 kW conectate direct cu ajutorul contactoarelor și un
grup de 12 încălzitoare .

Fig.21 Schema de conectare a motoarelor mașinei de flotare
Protecția termomagnetică ,la scurtcircuit și suprasarcină a motoarelor este
realizată cu ajutorul intrerupătoarelor (demaroare) specia le din seria MS116 și MS165
ABB.

29
La rîndul său și softstar tele pot indeplini funcția de protecție a motoarelor însă
în cazul unei defecțiuni a convertorului motorul se poate alimenta direct de la
întrerupătoare cu trecerea procesului de lucru în regim manual.

Fig.22 Conectarea circuitelor de forță a motorului ș i circuite lor de
comandă a sofstarterului

30
Circuitul de comanda a softstarterului se alimentează aparte în 100 -250V curent
alternativ în cazul unei avarii acest circuit este întrerupt prin contactul 21KM1 a
demarorului de securitate. Start / stopul motoa relor acționate prin softstartere se
efectuează cu ajutorul unui contact normal deschis a unui releu dirijat de plc.

Fig. 23 Schema de conectare a alimentării dulapului de comandă și a
releului de monitorizare a fazelor.
Protecți a la dispariția fazei, supraten siune și minimă tensiune este realizată de
releul de monitorizare a tensiunii și fazelor CM -PFS de brand ABB intrarile ,iar L1 ,L2
,L3 sunt alimentate prin fuzibili de 1 A .(pag. 8a proiect de execuție) . Semnalul stă rii
tensiunii și a fazelor este moni torizat de controlerul logic programabil ,seria AC500
tipul PM -554-ETH ABB prin intermediului unui contact de stare a releului conectat la
o intrare digitală a controlerului. Monitorizarea parametrilor motorului curent
,tensiune,puterea , energia cons umată , ore în lucru se realizează prin protocolul de
comunicație Modbus -RTU interfața de comunicare RS -485. Motoarele electrice de

31
puteri mai mici sunt conectate la contactele de forță a contactoarelor din seria AF09 și
AF12 ABB, bobina lor fiind la 24 V curent continuu poate fi ușor comandată prin
ieșirile discrete ale controlerului.

Fig.24 Conecțiunile unui modul de ieșiri digitale a PLC
Protecția fiecarui încălzitor este asigurată de un întrerupător automat cu 2 poli
SH202 -C25 ABB , iar conectarea încălz itoarelor se efectuează de plc pe terminalele de
comandă a releului static SSR -40DA .

Fig.25 Schema de alimentare a încălzitoarelor

32
Contro lul temperaturii apei în cuva mașinii de spălare are loc prin intermediului
unor senzori de temperatură PT100 dotat cu un convertor care asigură la ieșirea lui un
semnal analogic de 4…20 mA , care se conectează la modulul de intrari analogice AI al
plc. La rindul său semnalul analogic 4…20 mA este procesat de catre controler și
folosit ca valoare de referință pentru controlul temperaturii necesare în bazinul de apă.

Fig. 26 Schema de conectare a senzorilor la modulul de intrări analogice a PLC.
Alimentarea circuitelor secundare de 24 V DC și anume a plc -ului și a
modulelor de multiplicare a numărului de int rări / ieșiri , a HMI -ului este asigurată
de o sursă de alimentare de curent continuu CP -E 24/5.0 ABB care la intrare se aplică
110-230 V AC , iar la ieșire primim 24 V DC / 5 A.

33
În cazuri excepționale s -a prevăzut 3 butoane oprire de urgență conectate la
releul de securitate BT50 , cînd unul din butoane este acționat acest releu deconectează
alimentarea circuitului de comandă de 24 de V DC și cel de comandă a softstarterelor
în afară de alimentarea plc -ului.

Fig. 27 Schema de conectare a releului de securitate

34
3. Proiectarea motorului asincron de acționare a mașinei de spălare 2 a
polietilenei [2]
3.1 Datele inițiale ale motorului asincron
Mașina electrică reprezintă în ansamblu un convertor electromecani c de
energie, care transformă energia electrică a curentului alternativ de alimentare în
putere mecanică la arbore.
În continuare este prezentat calculul electromagnetic a motorul ui asincron trifazat cu
rotorul în scurtcircuit, cu următoarele date inițiale:

– puterea nominala P=18 kW
– tensiunea nominala Un=380/220 V
– numărul de poli 2p=4
– numărul de faze m =3
– fregventa nominala f = 50 Hz
– turația nominală n=1500 rot/min.
– executia dupa modelul de montaj IM 1001
– modelul de protectie IP-44
– execuția climaterică Y -3
– clasa materialului izola nt F.

35
3.2 Elementele constructive ale motorul ui[1]

Mașina asincronă este cea mai răspândită mașină electrică. Ea se întâlnește pe scară
largă în acționările electrice din toate sectoarele industriale și sociale , îndeosebi în
regimu l de motor trifazat, pentru acționarea mașinilor unelte . Avantajele principale a
mașinei asincrone sunt preț redus, construcție simplă , randament ridicat ,exploatare de
lungă durată și intreținere ieftină. Părțile componente principale ale motorului asinc ron
sunt:
1.Statorul (partea imobilă ) – compus din miezul feromagnetic, confecționat din
tole de oțel electrotehnic, laminat la rece, în crestăturile izolate ale căruia este
plasată înfășurarea trifazată; carcasa cu tălpile de fixare și bulon de ridicare ;
scuturile cu rulmenți sau paliere; capacul ventilatorului.
2.Rotorul ( partea rotativă) – care conține miezul rotoric, confecționat din același
oțel, în crestăturile căruia este turnată înfășurarea polifazată scurtcircuitată,
confecționată din aluminiu ; arborele cu rulmenți și ventilatorul.

Fig.28 Motor asincron cu rotorul în scurt circuit
1 – Carcasă ; 2 – Capac lateral ; 3 – Paletă ; 4 – Arbore ; 5 – Capac ; 6 – Capac;
7 – Capac de protecție ; 8 – Cîrlig de transportare ; 9 – Cutia cu borne ;
10 – Inel de scurtcircuitare ; 11 – Înfășurare ; 12 – Miezul rotoric ; 13 –Pachet statoric;
14 – Crestăturile rotorice ; 15 – Rulment ; 16 – Crestăturile statorice;

36
3.3 Alegerea dimensiunilor de bază

3.3.1 Numărul de perechi de poli :

42 4 22pp   
Numărul de rotații :

1
1 min60 60 5015002rot fn
p  
3.3.2 Înălțimea axei de rotație :
(în prealabil) conform fig.1.7,c din tab.1.6 se acceptă valoarea mai apropiată
și mai mică

h=160 mm și Da=0.272 m

3.3.3 Diametrul interior statoric :

0.67 0.272 182Da D K D mm    

0.67DK din tab.1.7
3.3.4 Pasul polar :

3.14 0.1820.1432 2 2Dmp  
3.3.5 Puterea de calcul :
confo rm(1.4)

'
20,9718000 21798cos 0,89 0,9EKP P W    

0.97EK din fig.1.8 ;
 și
cos din fig.1.9

0.89
cos 0.9
3.3.6 Solicitările electromagnetice :
conform fig.1.11,a

334 10 A Am
0.76 BT
3.3.7 Factorul de înfășurare pentru înfășurarea într -un strat (în prealabil)
:

10.95WK

37
3.3.8 Lungimea de calcul a intrefierului :
'
2 2 3
1217980.1561,11 0,182 157 0,95 33.4 10 0,76BWPlmK D K A B
           

unde
2 2 3.14 501572frads p      conform (1 .5)
3.3.9 Raportul :

0.1561,070.143l  
Valoarea
 =1,07 se află în limitele recomandate.

3.4 Determinarea Z 1 , W și secțiunii conductorului înfășurării statorice

3.4.1 Valorile prealabile ale pasului dentar t 1 :
(după fig.1.15)

1max
1min14
12t mm
t mm


3.4.2 Numărul de crestături statorice :

se determină cu relația (1.16)

1min
1max
1max
1min3.14 0.182410.012
3.14 0.182480.012DZt
DZt
  
  
Acceptăm
148 Z , atunci
1 4842 2 2 3Zqpm     

38
3.4.3 Pasul dentar statoric (definitiv) :

13.14 0.1820.0122 2 2 3 4Dtmp m q       
3.4.4 Numărul de conductoare efective din crestătură (în prealabil) :

din condiția că
a =2

3
'
110.182 34 101234,05 48c
nDAUIZ      
Calculăm curentul nominal din înfășurarea statorică :

conform (1.18)

2
1
11800034,05cos 3 220 0.89 0.9n
nPIAmU        

3.4.5 Acceptăm a=2, atunci conform (1.19)

12 12 24ccU a U    

3.4.6 Determinăm valoarea numarului de spire :

conform expresiei (1.20)

1
124 48962 2 2 3cUZW spiream     
conform expresiei (1.21)

3 112 2 34,05 96 334,26 103.14 0.182nI W mA Am D        
conform expresiei (1.22)

39

3 1
1 1 1
30.97 22010,5 104 4.44 96 0.95 50
2 10,5 100.7480.182 0.156En
BW
bKUWbK W K f
pBTDl
          
    
Conform expresiei (1.23) Valorile A si
B se află in limitele admisibile (
fig.1.11,b)

3.4.7 Densitatea curentului în înfășu rarea statorică (în prealabil)

conform expresiei (1.25)

9
6 1
2 1 3182 105,3 1034,26 10AJA Jm A   

9
3 1182 10 A AJm conform fig.1.16, b

3.4.8 Secțiunea efectivă a conductorului (în prealabil) :

conform (1.24)

62 1
6
134,053.2 102 5,3 10n
efIqmaJ   
accep tăm
4eln ; atunci
20.25 0.25 3.2 0,8el efq q mm    

Conductorul de înfășurare se ia conform tab. A.III.1
unde
1;
1,08el
izd mm
d mm
 ; acceptăm
4eln ; atunci
2
20,785
2 0,785 3.14el
ef el elq mm
q q n mm
    

40

3.4.9 Densitat ea curentului din înfășurarea statorică (definitiv) :

conform (1.27)

6 1
2 1 634,055,42 102 0,785 10 4n
el elIA Jm a q n      
3.5 Calculul dimensiunilor zonei de crestături a statorului și intrefierului

3.5.1 Acceptăm în prealabil conform tab.1.10 :

11.95
1.6z
aBT
BT


3
1
1
10,75 12 10 0,1564,71,95 0,156 0,97z
z Fe FeB t lb mmB l K        

conform tab.1.11 pentru tole de oțel oxidate
FeK =0,97 este conform
formulei (1.28)

310,5 10222 2 1,6 0,156 0.97a
a Fe Feh mmB l K       

3.5.2 Dimensiunile crestăturii ștanțate :
este arătată în fig.1.66,a
acceptăm
003.3 ; 1 b mm h mm conform tab.1.12

272 18222 2322a
caDDh h mm     
conform (1.41)

  
11
12 3.14 182 2 234,7 10,248c
zDhb b mmZ         

41
conform (1.42)

   0 0 1 1
2
12 3.14 182 2 1 3,3 48 4,77,648 3.14z D h b Z bb mmZ
             
conform expresiilor (1.45;1.46)

20
107,6 3,323 1 19,822cbbh h h mm            
3.5.3 Dimensiunile crestăturii în lumină după împachetare:

conform (1.47)
'
11
'
22
'
110.2 ; 0.2
10,2 0.2 10
7,6 0.2 7,4
19,8 0.2 19,6cc
c
c
ch mm b mm
b b b mm
b b b mm
h h h mm   
    
    
    

Aria secțiunii transversale a crestăturii pentru dispunerea conductorilor
conform(1.51)

''
' ' 2 12
1 1 110 7,419,6 15,9 0 154,622c rz gbbS h S S mm          

Aria secțiunii tran sversale a garniturii izolante

01gS
Aria secțiunii transversale a izolației de crestătură

  2
1 1 1 2 2 0.4 2 23 10,2 7,6 15,9iz iz cS b h b b mm          

unde grosimea relativă a izolației din crestătură
10.4izb conform tab. A.1.8

42
3.5.4 Factorul de umplere a crestăturii :

2 21,08 48 40.72154,6iz c el
U
cd U nKS   

Valoarea obținută a factorului de umplere Ku se încadre ză în limitele (0,6 –
0,72).

3.6 Calculul rotorului

3.6.1 Mărimea întrefierului :
se ia după fig.1.21 și este eg ală cu:

0.5mm
3.6.2 Numărul de crestături rotorice :
conform tab.1.15

234 Z
3.6.3 Calcularea diametrului exterior al rotorului :

3
2 2 0,182 2 0.5 10 0,181 D D m        

3.6.4 Pasul dentar :

2
13.14 0,18216,734Dt mmZ  

3.6.5 Lungimea pachetului rotoric :
21 0.156 l l m

3.6.6 Diametrul interior al rotorului :
este egal cu diametrul arborelui, deoarece miezul este fixat direct pe arbore și
se calculează
cu relația

0.23 0.272 62.5a jD D K D mm     

conform 1.16
23.0K

43

3.6.7 Curentul barei rotorice :
se calculează cu relația

2 1 1 0.9 34,05 16,2 497,3p I K I A       

0.9pK conform tab. 1.16

conform expresiei (1.68 )

1 1 1
1
22 2 3 96 0.9516,2334W m W K
Z       
3.6.8 Aria secțiunii transversale a barei :
se calculează conform relației (1.69)

2 2
6
2497,31992,5 10bIq mmJ  

densitatea curentului din bara coliviei turnate din aluminiu se ia egală cu

6
2 22,5 10 A Jm

3.6.9 Crestătura rotorică :
este arătată în fig.1.66,b,acceptăm

0 0 0'1 ; 0.5 ; 0.3b mm h mm h mm  
Lățimea acceptată a dintelui se calculează cu relația :

3
2
2
20.75 16,7 10 0.1567,21.8 0.156 0.97za
z Fe FeB t lb mmB l K        

Dimensiunile crestăturii conform relației (1.74) :

44

   '
2 0 0 2 2
1
222 3.14 181 2 0.5 2 0.3 34 7,28,63.14 34z D h h Z b
b mmZ
               

conform expresiei (1.75)

2 2 2
1
2
2344 8,6 1.57 4 1992 3.143,7341.573.14 2bZbq
b mmZ


                 
 

după formula (1.76)
2
1 1 2348,6 3.7 26,72 2 3.14Zh b b mm      

Acceptăm (conf fig 1.66 b)

1
2
18,6
3,7
26,7b mm
b mm
h mm



Înălțimea totală a crestăturii :

'' 12
2 0 0 18,6 3,70.3 0,5 26,6 33,62 2 2 2cbbh h h h mm          

Secțiunea barei se determ ină conform relației (1.78)

2 2 2 2 2
1 2 1 2 11 3.148,6 3.7 0.5 8,6 3,7 26,6 198,88 2 8bq b b b b h mm              

45
3.6.10 Densitatea curentului

6 2
2 2 6497,32,49 10198,8 10bIA Jmm q   

3.6.11 Inelele de scurtcircuitare
fig.(1.26). Aria secțiunii transversale se determină cu relația (1.73)

2
6
2
21353,3636,82,13 10
497,31353,30.367
1802 sin 2 sin 0.36734es
cs
es
csIq mmJ
IIA
Z  
  
     

Conform expresiei ( 1.71) și (1.72)

66
2 2 0.85 0.85 2,5 10 2.13 10csA JJmm      
Dimensiunile inelelor de scurtcircuitare

2
2
21.25 1.25 33,6 42
636,815, 242
42 15, 2 636,8
181 42 139, 2cs c
cs
cs
cs
cs cs cs
csm csb h mm
qa mmb
q b a mm
D D b mm    
  
    
    

3.7 Calculul curentului de magnetizare

3.7.1 Valoarea inducției :
se calculează cu(1.104)
3
1
1 3
110,75 12 10 0.1561,954,7 10 0.156 0.97bb
z
z Fe FeB t lBTb l K
        

46
conform relației (1.104)
3
2
2 3
220.75 16,7 10 0,1561.87, 2 10 0,156 0.97bb
z
z Fe FeB t lBTb l K
        

conform expresiei (1.105)
310,5 101,62 2 22 0.156 0.97a
a Fe FeBTh l K       

în conformitate cu relația (1.107)
3
'310,5 100,982 2 35,6 10 0.156 0.97j
j Fe FeBTh l K
        

înălțimea de calcul a jugului rotoric în conformitate cu relația (1.109) avem
1 2
2 2 22 3 2 2 18133,6 35,63.2 2 2 3,3 2 2j c c cD ph h d m mmp              

3.7.2 Tensiunea magnetică a întrefierului :
conform relației (1.110)

6 6 3
1
11.59 10 1,59 10 0,75 1,19 0,5 10 705,8
121,1912 3,75 0,5F B K A
tKt  

           
     

unde conform relației (1.110)

3.7.3 Tensiunea magnetică a zonei de dantură:
pentru stator
3
1 1 12 2 23 10 2520 115,5z z zF h H A       

pentru rotor
3
2 2 22 2 33,25 10 1520 101,1z z zF h H A       

conform tab.A.11.7 pentru oțelul 2013 și

47

11
221.95 2520
1.8 1520zz
zzA B T Hmm
A B T Hmm  
  
iar pentru
11
2 2 223
0.1 33,6 0.1 3,7 33,25zc
zch h mm
h h b mm
      

3.7.4 Factorul de saturație a zonei de dantură :
conform relației

12 115,5 101,11 1 1,3707,8zz
z
bFFKF     

3.7.5 Tensiunea magnetică a jugului stat oric și rotoric :
conform (1.121)

0,1964 750 147,3a a aF L H A    
conform (1.123)

0,0771 177 13,65j j jF L H A    
în conformitate cu tab.A.11.6

1.6 750
0,98 177aa
jjA B T Hm
A B T Hm  
  

  3.14 0.272 0.0220,1962 2 2aa
aDhLmp     
conform (1.124)

'() 3,14(62,6 25,7)77,124vj
jDhL mmp   
unde conform (1.125)

2 11
2181 62,633,6 25,722j
jcDDh h mm     
3.7.6 Tensiunea magnetică pentru o pereche de poli :
conform relației(1.127)

12 705,8 115,5 101,1 147,3 13,6 1083,3c b z z a jF F F F F F A          

48

3.7.7 Factorul de saturație a circuitului magnetic :
conform (1.128)

1083,31,53707,8c
bFKF  
3.7.8 Curentul de magnetizare :
conform relației(1.129)

1 1 12 1083,38,730.9 0.9 3 96 0.95c
WpFIAm W K        
valoarea relativă, în conformitate (1.130)

18,730.25634,05nIII
  

3.8 Parametrii regimului de funcționare
3.8.1 Rezistența de fază a înfășurării statorice :
în conformitate cu (1.31)
6
1
1 115 669,7 100,27141 3,14 10 2efLrqa
      

Pentru clasa durabilității termice a izolației F, temperatura de calcul
Co a
c115

pentru cupru
m
41106
115
Lungimea conductorilor fazei înfășurărilor în conformitate cu (1.133) :

1 1 1 0,725 96 69,7m L l W m    
conform (1.134)
 1 1 1
11
12 2 0,156 0,209 0,725
0,164
2 1,3 0,161 2 0,01 0,209m c f
c
f f bl l l m
l l m
l K b B m      

        

unde
01.0B conform tab.1.19
1,3fK

49

  1
13,14 0,182 0,0231 0,1612 2 2c
bDhbmp       
Lungimea axială a capetelor de bobină
0,4 0,161 0,01 64,46acb acb bl K b B mm      

unde conform tab.1.19
0,4acbK

Valoarea relativă :
1
11
134,050,271 0.042220n
nIrrU    

3.8.2 Rezistența înfășurării fazice rotorice :
în conformitate cu(1.164)
6
66
2 222 2 0,98 1037,6 10 52,19 100,367es
brrr
         

iar
6
6 2
115 610 0,15637,6 1020,5 199 10b
blrq

      

conform(1.16 5)
63
6
115 6
210 3,14 139, 2 100,98 1020,5 34 636,8 10csm
c
esDrZq

        

unde pentru înfășurarea rotorică turnată din aluminiu :
6
11510
20.5m 
 

Raportăm
2r la numărul de spire al înfășurării statorice în conformitate cu (1.169)
 22
1 1 1 '6
22
24 4 3 96 0,9552,19 10 0,15634W m W KrrZ           

Valoarea relat ivă
'' 1
22
134,050,156 0,024220n
nIrrU    

50
3.8.3 Reactanța de fază a înfășurării statorice :
în conformitate cu(1.150)
 
 2 '
11
1 1 1 1
215.8100 100
50 96 0.15615.8 1,64 1,05 2 0,654100 100 1 4b
c f dl fWxpq                   
                  

unde din tabelul 1.22 (fig.1.38,e) avem
' 3 0 0 2
1
019,76 0 3 11,643 2 3 7.1 2 7.1 3,3ch b h hKKb b b b                   

vezi fig.1.66
3
'
'
2
119,76 1
7,6 1
0 0,156
7,6 3,32,152bbh mm K
bK
h l l m
h mm


  


în confor mitate cu (1.154)
   1
11 '40.34 0,64 0.34 0,209 0,64 1 0,143 1,0460,156ff
bqll              

și conform relației (1.170)

1
1121,19 212 12 0,5 1,19d
bt
K       

conform (1.172)
222 2
'2 2
1 1 1
116,72 1 2 1,5 1 0,95 1,1912n W ntK K Kt                 

Valoarea relativă :
1
1* 1
134,950,651 0,101220n
nIxxU    

3.8.4 Reactanța fazică a înfășurării rotorice :
în conf ormitate cu(1.173)

51

 '6
2 1 2 2 2
667.9 10
7,9 50 0,156 (2,4 0,435 2,35) 10 31,44 10b c f d x f l   
       
        

unde conform tab.1.23 (fig.1.40,a,i)
2'6 2
0 0 0 1
2
02
22 6 3101 0.66 1,123 8 2
31.7 3,14 8,6 1 0,5 10 0,3 101 0,66 1 1,12 2,43 8,6 8 199 2 8,6 1 497,3cD
bb h h h bKb q b b I             
             

unde
11
1 2 0 0 2
00.2 33,6 0,5 0,3 0,2 2,15 32,5
1 8,6 1c
Dh h h h b mm
b mm b mm k          
  

în conformitate cu expresia (1.176)
2 ' 2 2
22,3 4,7 2,3 0.139 4,7 0,139lg lg 0,4352 2 0,0151 0,042 34 0,156 0,367csm csm
f
cs cs bDD
ab zl            

în conformitate cu expresia (1.174)
2
216,71 2,3512 12 0,5 1,19dt
K       

conform (1.175)
2
2
2
21115
1p
Zp
Z
 
     


2 2 2 2 2,4 0,435 2,35 5,19c f d         

Reactanța
2x se raportează la numărul de spire ale statorului, conform (1.176)
 22
1 1 1 '6
22
24 4 3 96 0,9531, 44 10 0,93834W m W KxxZ           

Valoar ea relativă :
'' 1
2* 2
134,050,938 0,145220n
nIxxU    

52
3.9 Calculul pierderilor
3.9.1 Pierderile principale în fier :
în conformitate cu relația (1.183)
 
 22' 1
221.0
50 50
2,6 1,6 1,6 20 1,8 1,95 6 320,3Fe Da a a Di zi zif PP K B m K B m
W        
       

unde
1.02,650Wkg și
1,5 pentru oțelul 2013.conform tab.1.24 și
formulei (1.184)

 33,14 0,272 0,022 0,022 0,156 0,97 7,8 10 20a a a a Fe Fe Fem D h h l K
kg       
        

unde
  0.5 0,5 0,272 0,182 0,023 0,022aah D D m       

conform expresiei (1.185)
1 1 1 1
330,023 4,7 10 48 0,156 0,97 7,8 10 6z z z m Fe Fe Fem h b Z l K
kg
      
        

3.9.2 Pierderile de suprafață :
conform relației (1.190)
3
2 2 2 02 2 199 16,7 10 0,156 17,4s s FeP p t b Z l W         

conform

 1.5
23 11
2 02 02 1
1.5
23
20,5 1010000
48 15000,5 1,5 0,311 0,012 10 19910000sZnp K B t
W
m      
       

unde
021,5 K
conform (1.186)
02 0 0,35 1,19 0,75 0,311 B K B T      

3.9.3 Pierderile prin pulsație în dinții rotorici :
conform (1.196)

2 2
11
2 2 248 15000,11 0,11 0,101 9,4 92,111000 1000p p zZnP B m W              

53
unde
3
22 3
23,75 0,5 101,8 0,1012 2 16,7 10p z mB B Tt
       
conform (1.197)

2 2 2
3 3 334 33,6 10 7,2 10 0,156 0,97 7,8 10 9,4z c z Fe Fe Fem Z h b m l K
kg
      
         
3.9.4 Suma pierderilor suplimentare din oțel :
conform (1.198)

22 17,4 92,11 109,5Fes s pP P P W    
3.9.5 Pierderile totale din oțel
conform (1.199)

320,3 109,5 429,8Fe Fep FesP P P W    
3.9.6 Pierderile mecanice
conform relației (1.205)

2 2
44 1 15001,1 0,272 13110 10mec T anP K D W          
Pentru motoarele cu 2p=4 factorul
TK =1.1
3.9.7 Pierderile suplimentare în regim nominal

2
sup . 1180000,005 0,005 0,005 1010,89n
nnPP P W      
3.9.8 Mersul în gol al motorului :
conform relației (1.212)

2 2 2 2
00 0,94 8,7 8,8a I I I A    
conform

10
0
11560,7 61,80,943 220Fe mec el
a
nP P PIAmU   
unde conform (1.214)

22
10 13 3 8,7 0,271 61,8elP I r W      
conform (1.215)

0
0
00,94cos 0,18,8aI
I  

54
3.10 Calculul caracteristicilor de funcționare

3.10.1 În conformitate cu (1.179)
12 2320, 31, 423 8, 7FepP
rmI   

conform (1.180)
1
12 12200, 65 24, 568, 7nUxxI     

conform relației (1.218)
1
1
120, 651 1 1, 02724,56xCx    

utilizăm formula aproximativă, deoarece conform (1.217)

  1 12 12 1
12 1 12 12 1 12
'' 0, 271 24, 56 1, 4 0, 65531, 4 0, 271 1, 4 24, 56 0, 65 24, 56r x r xarctgr r r x x x
arctg      
      

Parametri i schemei echivalente:
 ' 2 2
1
'
11
'
1 1 1 21,027 1.054
0
1,027 0,271 0,278
1,027 0,65 1,027 0,938 1,65aC
b
a C r
b C x C x   

     
        

Pierderile constante ce nu se modifică la variația alunecării :

429,8 131 560,7 0.561Fe mecP P W kW    
Acceptăm
'
2*0.024nSr și calculăm caracteristicile de funcționare
(vezi tab. 1.31), dându -se valori lui:
S=0.05; 0.01; 0.015; 0.024; 0.03; 0.035:0.04;
;1

55
Tabelul 6 Caracteristicile de funcționare
Nr.
crt. Formula de calcul Unități Alunecarea , S
0,005 0,010 0,015 0,024 0,030 0,035 0,040
1
2' ' /a r S
 32,885 16,442 10,962 6,851 5,481 4,698 4,111
2
2' ' /b r S
 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
3
2' ' / R a a r S  
 33,163 16,720 11,240 7,129 5,759 4,976 4,389
4
' '/ x b b r S  
 1,657 1,657 1,657 1,657 1,657 1,657 1,657
5
2 2x R Z
 33,204 16,802 11,361 7,319 5,992 5,244 4,691
6
Z U In/ ''1 2
A 6,626 13,093 19,364 30,059 36,713 41,949 46,898
7
ZR/' cos – 0,999 0,995 0,989 0,974 0,961 0,949 0,936
8
Zx/ 'sin2 – 0,050 0,099 0,146 0,226 0,277 0,316 0,353
9
1 2 2 ' cos 'a oaI I I     A 7,560 13,973 20,100 30,221 36,224 40,743 44,818
10
1 2 2 '' sin 'r orI I I     A 9,057 10,017 11,550 15,531 18,878 21,980 25,292
11
2
12
1 1 r aI I I A 11,798 17,192 23,183 33,978 40,848 46,294 51,462
12
2 1 2' ''I C I A 6,805 13,447 19,887 30,870 37,704 43,082 48,165
13
3
1 1 13 10na P U I    kW 4,990 9,222 13,266 19,946 23,908 26,890 29,580
14
23
1 1 23 ' 10elP I r    kW 0,113 0,240 0,437 0,939 1,357 1,742 2,153
15
23
1 2 23 ' ' 10elP I r    kW 0,022 0,085 0,185 0,446 0,665 0,869 1,086
16
sup sup 1 /nn P P I I kW 0,015 0,031 0,056 0,121 0,175 0,225 0,278
17
sup 2 1 P P PP PP
el elmec Fe
 kW
0,710 0,917 1,240 2,067 2,758 3,397 4,078
18
P P12 kW 4,279 8,305 12,027 17,879 21,150 23,493 25,502
19
1/ 1 PP – 0,858 0,901 0,907 0,896 0,885 0,874 0,862
20
1 1/ cos IIa – 0,641 0,813 0,867 0,889 0,887 0,880 0,871

56
3.11 Calculul caracteristicilor de pornire

3.11.1 Calculul caracteristicilor de pornire ce corespund alunecării:
S = 1; 0.8; 0.6; 0.4; 0.145; 0.1
Calculul detaliat este repre zentat pentru S = 1
Parametrii la considerarea refulării curentului
conform expresiei (1.235)
63.61 63.61 0,0336 1 2,14
bhS      

unde
233,6 0.0336
bch h mm m  
pentru
2,14 se determină reieșind din f ig.1.46,
0,92
iar conform fig.1.47 aflăm
'0.75DK
Rezistența activă a înfășurării rotorice
conform (1.236)
0.03360.0175 17,51 1 0,92b
rhh m mm   

conform (1.243)
2 2
2 1 1 1 7, 6 3.14 7,6 7,6 1017,5 144,28 2 2 8 2 2r
rrb b b bq h mm           

Unde
12
2
17, 6 2
26, 68,6 3.77,6 17,5 1022 rb b b
b b h mmr h         
în conformitate cu (1.237)
Ccal 115

57

199
144, 21,38b
r
rqKq  
conform (1.247)
 6
6
237, 6
52,19101 1 1 1,38 1 1, 2710b
r RrKKr

      

Rezistența rotorică raportată la considerarea efectului de refulare a curentului.
(vezi pag.45)
22''1,27 0,156 0,198Rr K r   

Reactanța înfășurării rot orice conform (1.123) și fig.1.40,a și (vezi de
asemenea pag.47 al
exemplului de calcul)

22
00 11
2
1 1 0
221 0,663 8 2
32,5 3.14 8,6 1 0.51 0,66 0,75 2,563 8,6 8 199 2 8,6 1cD
bbh hbKb q b b         
         
conform (1.251)
2 2 2 2
2 2 2 22,5 0,435 2,351,032,4 0,435 2,35c f d
x
c f dK     
          


conform (1.250)
''
22 0,938 1,03 0.967Z x x K     
Curentul rotoric aproximativ fără considerarea acțiunii saturației
conform (1.269) acceptând
11pC

58

  1 1
222'2 22 '
1 1 2220130,6
0,1980,271 0,651 0,9671nUIA
rr x xS
  
         
3.11.2 Considerarea acțiunii saturației asupra parametrilor
Acceptăm pentru
1S factorul de saturație
1.3satK și
'
2 2I I și realizăm
calculul pentru
11,3 130,6 169,8satK I A   
În conformitate cu relația (1.252)
' 1 1
11
21,3 24 169,8 480,7 0,7 1 1 0,95 4361,52 34sat c
cm s WKU ZF K K K AaZ                 

conform (1.253)
66
3436110 10 5.621,6 1,6 0,5 10 0,97cm
fb
NFBTC
       

unde conform (1.254)
120,50,64 2,5 0,64 2,5 0,9712 16,7NCtt      

În conformita te cu fig.1.50 pentru
5,62 0,45fbB   
Permeanța specifică de dispersie a crestăturii statorice, considerând acțiunea
saturației.
În corespundere cu relația (1.255)
1 1 01 1 12 3,3 1 0,45 8,37 C t b mm          

conform (1.258)
 '3 3 301 11
1. 3 3 3
01 1 010,58 (1 10 0,58 2 10 ) 8,37 100,411,5 3,3 10 8,37 10 1 3,3 10sathh C
b C b  
                    

59
și cu rela ția (1.251)
11 1 1,62 0,41 1,21c sat c sat      

Permeanța specifică de scăpări diferențiale statorice, considerând acțiunea
saturației se calculează cu relația (1.263)
1 . 1 1,99 0,45 0,9d sat d      

Reactanța de fază a înfășurării statorice, considerând acțiunea satura ției
Se calculează cu expresia (1.264)
1
1 . 1
13.150,651 0,444,6sat
satxx
     


Permeanța specifică de dispersie a crestăturii rotorice, considerând acțiunea
saturației și a refulării curentului se calculează cu expresia (1.260)
202 2
02 02 20,7 8,660.441 1 8,66c sathC
b b C      

unde conform ( 1.259)
2 2 02 1 16,7 1 1 0,45 8,66 C t b          

conform (1.262)
2 2 22,56 0,44 2,12c sat c c sat      
Permeanța specifică magnetică de dispersie a crestăturii rotorice la saturație.
conform (1.263)
222,35 0,45 1,058d sat d      
Reactanța de fază rotorică, raportată la stator, considerând acțiunea saturației,
se calculează cu (1.265)
2 ''
22
23,60,938 0,6525,19sat
satxx

     


60
Reactanța mutuală a înfășurării în regim de pornire
în corespundere cu relația (1.266)
12 12108324,56 37,7705,8c
pFxxF    

conform (1.267)
1
1
120,441 1 1,01237,7sat
psat
pxCx    

Calculul curenților și cuplurilor conform expresiei (1.268)
'
2
11 0,271 1,012 0,18 0,471p psatra r CS      

'
1 1 2 0,44 1,012 0,652 1,1p sat psat satb x C x      

Atunci conform (1.269)
' 1
22 2 2 2220183,8
0,471 1,1n
p
ppUIA
ab  


cu expresia (1.271)
 22 2 2
12'
12
1 120,471 1,1 37,7
201.9 1871,012 34p p p
p
psat pa b x
I I ACx 
    

Valoarea relativă
1
11875,534,05p
p
nIII  

2' 2
2
2201.9 0,0241.27 1,1530 1p n
pR
npI SMKIS          

Valoarea critică a alunecării se determină conform calculului tuturor

61
punctelor caracteristicii de pornire (vezi tab. 1.32), conform valorilor medii ale
reactanțelor
sat1 și
'
2sat corespunzătoare alunecărilor
0.145 0.1S în
conformitate cu relația (1.272)
2
.
' 1
2
10,1560,1430,440,6521.012cr
sat
sat
satrSxxC
  
 

În continuare introducem în calculator datele inițiale cu ajutorul cărora
obținem coeficienții c aracteristicilor de pornire (vezi tab.1,32).

Date inițiale pentru calculul caracteristicilor de pornire ale motorului asincron
cu rotorul în
scurtcircuit la considerarea curentului din barele rotorului:

2 1 12
''
1 2 1 2
'
1218 ; 2 4; 220 ; 37,7 ;
0,651 ; 0,938 ; 0,271 ; 0,156 ;
34,05 ; 30 ; 0.024;np
n nnP kW p U V x
x x r r
I A I A S    
       
  

Pentru
.0.143crS , cuplul
max. 2.6 M

62
Tabelul 7 Caracteristicile de pornire
Nr.
crt. Formula de calcul Unită
ți Alunecare
1,000 0,800 0,600 0,400 0,143 0,050
1
63,61bhS    – 2,137 1,912 1,656 1,352 0,808 0,478
2
 – 1,000 0,860 0,400 0,200 0,060 0,020
3
/r c rK q q – 1,426 1,287 0,971 0,796 0,676 0,642
4
2 1 / 1R b rK r r K    – 1,312 1,211 0,979 0,851 0,763 0,738
5
''
22 R r K r
 0,187 0,173 0,140 0,121 0,109 0,105
6
DK – 0,750 0,800 0,850 0,920 0,960 0,990
7
22/xK – 1,030 1,048 1,065 1,090 1,104 1,115
8
''
22 Z x x K
 0,869 0,884 0,899 0,920 0,932 0,940
9
''
2 2 2 2 /sat satxx

 0,593 0,608 0,623 0,644 0,668 0,758
10
1 . 1 1 1 /sat satxx 
 0,395 0,395 0,395 0,395 0,404 0,464
11
1 1 12 1/psat sat pC x x – 1,012 1,012 1,012 1,012 1,012 1,014
12
'
1 1 2 /p psata r C r S   
 0,444 0,473 0,490 0,562 1,014 2,387
13
'
1 1 2 p sat psat satb x C x  
 0,995 1,010 1,025 1,046 1,079 1,233
14
' 2 2
21 /n p p I U a b A 183,3
53 178,9
41 169,7
50 165,2
92 134,8
62 76,68
8
15
2'2
1 2 12 1 12 /p p p psat p I I a b x C x     A 186,5
39 182,1
31 172,9
53 168,4
88 137,5
80 77,55
0
16
11/p p nI I I – 5,479 5,349 5,080 4,948 4,041 2,278
17
2'
22//p p n R n pM I I K S S   – 1,193 1,325 1,410 1,613 2,546 2,223

63

Fig.29 Graficul caracteristicei de funcționare

Fig.30 Graficul caracteristicei de pornire 0 5 10 15 20 25 300102030405060
00,10,20,30,40,50,60,70,80,91
0 5 10 15 20 25 30
S cosf ɳ I1 I2
0,00,51,01,52,02,53,0
0,01,02,03,04,05,06,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2S
I M

64
4. Calculul termic

Depășirea de tempertură a suprafeței interioare a miezului statoric în raport
cu temperatura aerului din interiorul motorului.se calculează (1.300)

'
1466 3380,2 16.33.14 0,182 0,156 105clc FepPPKCDl           

din tab.1.30
0,2K conform (1.298)
' 1
1
12 2 0,1561,07 990 4660,74clc r el
mlP K P Wl      

unde din fig.1.59, b
2 1105W
mC
Căderea de temperatură în i zolația crestăturii înfășurării statorice conform
(1.301)
' 3
12
.1 '3
1 1 1466 0,4 10 0,0097 0,00712.60,16 16 1,1 16 34 62 10 0,156clc IZ
iz c
cc cP b b bCZ P l 
                      

cu relația (1.302)
1 1 22 2 23 10 7.1 62ccP h b b mm        

pentru izolația clasei
0,16cWmC din fig.1.62
pentru
10,931,08IZd
d determinăm
'1,1WmC c

Căderea de temperatură în grosimea izolației părților frontale ale înfășurării
se calculează
cu relația (1.305)
F

65

' 3
1 1
1 '
1 1 1593 22.5 100.42 2 34 0.062 0, 209 12 1,1 12elf c
IZf
c f c cP h bCZ P l 
                

unde conform (1.294)
1 '
11
12 2 0,2091,07 0,62 5930,74f
elf r c
mlP K P Wl       

1 1 1 0,062 ; 0f c IZfP P m b  

Depășirea de temperatură a părților frontale ale înfășurării în raport cu
temperatura aerului din interiorul mașinii, conform expresiei (1.306)
1
1 3
110,22 59315.32 2 3.14 0,182 64 10 101elf
sf
acbkPCDl             

Depășirea medie a temperaturii înfășurării statorice în raport cu te mperatura
aerului din interiorul mașinii, conform relației (1.307)
  
 1 1 1 1'
1
1122
15.3 2.4 2 0,164 1,1 15.3 2 0,164170,74 0,74s IZ IZf sf
mmll
ll
C               
        

Depășirea temperaturii aerului din interiorul mașinii în raport cu temperatura
mediului înconjurător se calculează cu (1.308)
1
2153873.21 21carPCS     

conform (1.311)

 ' ' '
11 1 0,9 2394 1 0,2 466 455 0,9 131 1538elc Fe mec P P K P P P W              

66
unde
'
12 1 1538 1,07 1 990 564 2394el el P P K P P W           

conform (1.312)
   220 2 3.14 0,272 8 0,32 0,164 2 0.064 1car a p b acbS D P l l m              

unde din fig.1.63
0,32pPm pentru
160h mm din fig.1.56,b

221
bW
mC
 pentru
0,272aDm
Depășirea m edie a temperaturii înfășurării rotorice în raport cu temperatura
mediului înconjurător se calculează cu relația (1.313)
'
1 1 2 73.3 17 90.3 C          

4.1 Calculul ventilației

4.1.1 Calculul ventilației. Debitul necesar de aer de răcire se calculează
cu relația (1.324)
3 1
1
16 15380,116 /1100 1100 90.3mKPQ m s     

cu (1.325)
15002,5 0,272 6100 100manK m D      

acceptăm pentru 2p=4 , m=2.5
Debitul de aer, asigurat de ventilatorul exterior cu (1.326)
' 3 3 3 15000,6 0,6 0,272 0,181 /100 100ranQ D m s      

Deoarece
1'Q Qr sau
0,181 0,116 , ventilația este satisfăcută.

67
Concluzii
În proiect s -a elaborat automatizarea sistemului de reciclare a deșeurilor din
material plast ic folosit în diferite industrii .
În lucrare s -a realizat o analiză detailată a proceselor de reciclare a deșeurilor nocive
din material plastic dificil de prelucrat , și din punct de vedere ecologic.
-S-a constatat că la prelucrarea termică acest material provoacă impurificarea no civă a
mediului înconjurător care dăunează nega tiv asupra condițiilor atmosferice
normale.Deasemenea s -a prezentat și descris dispozitivele de prelucrarea a deșeurilor
din masă plastică.
-S-a elaborat automatizarea întregului sistem de prelucrare a deșeurilor pînă la
obținerea materialului granular folosit în producerea diferitor piese care au
caracteristici performante .
-S-a efectuat selectarea dispozitivelor de reciclare a deșeurilor fiind determinate acele
care corespund prelucrării e ficiente a deșeurilor plastice.
-Pentru prelucrarea eficientă și calitativă a deșeurilor , dispozitivele utilizate în acest
scop au fost grupate și automatizate conform cerințelor tehnologice înaintate
prelucrării deșeurilor .
-S-au elaborat mai multe sch eme electrice cu indicația circuitelor de putere și de
comandă care asigură pornirea , frânarea reversarea motoarelor de acționare a
dispozitivelor folosite pentru prelucrarea plasticului.
-Pentru acționarea dispozitivelor de prelucrare a deșeurilor sunt f olosite mai multe
motoare asincrone cu rotorul în scurtcircuit.
-Pentru ilustrare și verificare în lucrare este prezentat calculul electromagnetic detailat
a unui motor de acționare .
-În calcule s -a urmărit scopul de a proiecta motorul în așa mod ca acest a să corespundă
funcționării normale în condițiile impuse de mediu înconjurător, și de a asig ura
cuplu rile de pornire și maxim core spunzătoare regimurilor de funcționare .
-La etapa de proiectare s -a considerat că motorul funcționează nu în poziție orizont ală
dar sub un anumit unghi corespunzător unghiului de înclinare a cuvei de spălare
deoarece rulmenții motorului sunt supuși unor forțe atât verticale cât și orizontale.
– Rezultatele obținute în proiect sunt implimentate în compania ABS S.R.L.

68
Bibliografie
1. T. Ambros. Mașini electrice. Vol. 1. Transformatoare și mașini asincrone.
2. T. Ambros Proiectarea mașinilor asincrone
3. „Acționări electrice”, conf. dr. Nucă Ilie
4. Ciuru Tudor, Sisteme de comandă auto mată ale acționărilor electrice
5. Ciuru Tudor, Sisteme de comandă auto mată ale acționărilor electrice
6. https://ro.wikiped ia.org/wiki/Plastic
7. Releu solid SSR
http://www.electromatic.ro/ro/produse/instrumentaie -i-echipamente -de-
automatizri/echipamente -de-comanda/item/111 -relee -solid -state-ssr
8. Softstarter
https://new.abb.com/products/1SFA897105R7000/pse45 -600-70-softstarter
9. MS116 , MS165
http://searchext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=2CDC131060M
0202&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
10. PLC PM 554-ETH
https://search ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=3ADR020127
M0201&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
11. HMI CP607
https://library.e.abb.com/public/9aa9f3e8aaaa4d3482443ec182e0ddf4/3ADR01
0300_Operating_Instruction_CP600 -eCo_2_EN.pdf
12. BT50 releu de securitate
https://search ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=2TLC172316M
0201&LanguageCode=en&Docum entPartId=&Action=Launch
13. Mașina de mărunțit
https://www.zerma.com/pdf -downloads/english/datasheet -zss-zps.pdf
14. Presa
https://www.eximpack.com/oborudovanie/pererabotka_polimernyh_othodov/mo
jka/snekovy_otzim_dpp_300
15. Releu de monitorizare a fazei
https://library.e.abb.com/public/3e57a43afb074f3d83a3ac15fe4a62c9/2CDC112
192D0201.pdf