Scribd Download.com Franarea Motorului De Curent Continuu [615954]

1
LICEUL TEHNOLOGIC JIMBOLIA

PROIECT PENTRU OBTINEREA NIVELULUI DE
COMPETENTA PROFESIONALA NIVELUL 3

CALIFICARE:
………………..

ELEV:………

INDRUMATOR:
Prof.dr. ing. Garaiman Alis

2

2013/2014

TEMA PROIECTULUI

Frânarea motorului de curent
continuu

3

Cuprins

Argument ……………………………………………………………. 4
Cap.I. Motorul electric. Generalitati ………………………………… 5
Cap.II. Frânarea motorului de curent continuu ……………………… 6
Cap.III. Frânarea dinamică a motorului c.c. ………………………………….. 7
Cap.IV. Frânarea recuperativă …………………………………………………… 10
Cap.V. Frânarea prin contraconectare ………………………………………… 11
Cap.VI. F rânarea la cuplu rezistent constant……………………………….. 13
Bibliografie …………………………………………………………………………….. 15

4
Argument

Evolutia masinii de curent continuu

Dupa publicarea la 29 august 1831, intr-o forma generala calitativa si cantinativa, a
legii inductiei electromagnetice de catre Faradey, istoria dezvoltarii masinii electrice se
confunda practic, pana spre sfarsitul secolului, cu cea a perfectionarii masinii de curent
continuu.Incepand cu masinile elementare cu magnenti permanenti si indus in forma de
inel, trecand apoi la excitatie independenta si indus cilindric, apoi la autoexcitatie
si colector perfectinat,masina de curent contin uu a constituit pioneratului constructiei de
masini electrice.
Odata cu aparitia si dezvoltarea producerii, transportului si distributiei energiei
electrice in curent alternativ, rolul si ponderea fabricatiei masinii de curent continuu a
inceput sa scada, constructia si exploata rea sa fiind mai dificila in raport cu masinile de
curent alternativ si in special in comparatie cu motoarele asincrone.Se pare ca insusirea
de baza a masinii de curent continuu, functinand ca motor, respectiv posibilitatea reglarii
comode a si in limite largi a turatiei, poate fi suplinita de masinile de curent alternativ sau
prin comanda turatiei motoarelor asincrone cu variatoare de frecventa.
In ultimul timp insa masina de curent continuu, avand in vedere, motoarele de curent
continuu perfectio nate, capata din nou o deosebita importanta in actionarile cu reglaj de
viteza, incepand cu tractiunea electrica urbana si feroviara si cuprinzand toate domeniile
de actionare electrica suple din metalurgie, masini unelte, instalatii de transport si ridicat,
etc.

5
Cap.I. Motorul electric. Generalitati

Un motor electric (sau electromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transformă
energia electrică în energie mecanică. Transformarea în sens invers, a energiei mecanice
în energie electrică, este realizată de un generator electric. Nu există diferențe de
principiu semnificative între cele două tipuri de mașini electrice, același dispozitiv putând
îndeplini ambele roluri în situații diferite.
Principiu de functionare
Majoritatea motoarelor electrice funcționează pe baza forțelor electromagnetice ce
acționează asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic.
Există însă și motoare electrostatice construite pe baza forței Coulomb și motoare
piezoelec trice.

Utilizare :
Fiind construite într -o gamă extinsă de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte
multe aplicații: de la motoare pentru componente electronice (hard disc, imprimantă)
până la acționări electrice de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale).

Clasificare :
Motoarele electrice pot fi clasificate după tipul curentului electric ce le parcurge: motoare
de curent continuu și motoare de curent alternativ. În funcție de numărul fazelor
curentului cu care funcționează, motoarele electrice pot fi motoare monofazate sau
motoare polifazate (cu mai multe faze).

Motoare de curent continuu :
Funcționează pe baza unui curent ce nu -și schimbă sensul, curent continuu. În funcție de
modul de conectare al înfășurării de excitație , motoarele de curent continuu se împart în
patru categorii:

Cu excitație derivație
Cu excitație serie
Cu excitație mixtă
Cu excitație separată

6
Cap.II. Frânarea motorului de curent continuu

În regim de frânare motorul primește putere mecanică de la arbore și putere
electrică de la rețea și le transformă ireversibil în căldură, dezvoltând totodată un cuplu
de franare .
Frânarea electrică se folosește în următoarele scopuri:
– menținerea constan tă a vitezei atunci când apar cupluri datorate unor forțe potențiale (de
inerție, gravitație) sau variaza momentul rezistent
rM .
– reducerea vitezei unghiulare impusă de procesul tehnologic sau în scopul opririi.
– menținerea în repaus a organului de lucru atunci când apar cupluri destabilizatoare.

Avantajele frânării electrice :
– lipsa uzurii mecanice
– gabarit redus (lipsesc frânele mecanice)
– dezvoltarea unor cupluri de franare cu valori controlabile
– posibilitatea recuperării parțiale a energiei (transformarea energiei cinetice în energie
electrică)

Metode de frânare electrice :
– dinamică (în regim de generator fără recuperarea energiei)
– recuperativă (în regim de generator cu recuperarea energiei)
– prin inversarea sensului de rot ație (propriu -zisă)
– frânarea la cuplu rezistent constant

7
Cap.III. Frânarea dinamică a motorului c.c.

Constă în decuplarea alimentării rotorului și cuplarea lui pe o rezistență de frânare
fR
. Excitația fiind cuplată, motorul trece în regim de generator nerecuperativ, energia
electrică produsă fiind consumată (transformată în căldură) pe rezistența de frânare.
Deoarece
0U , rezultă:


2* **
m ef r
KKM RRn , de unde:
bnMf ,

deci, o dreaptă ce trece prin origine cu coeficientul unghiular negativ. (caracteristicile 2,
3, 4,-fig. 3.1). Se observă că, cu cât
fR este mai mică, cu atât momentul de frânare este
mai mare, fiind maxim pentru
0fR (rotor în scurt circuit, caracteristica naturala ca
generator 5). Punerea în scurt nu se utilizează datorită șocului termic și mecanic la care
este supus motorul.

Fig. 3.1
Frânarea dinamică este bruscă, dar
fM scade odată cu scăderea
n , de aceea,
pentru o oprire mai rapidă se poate face frânarea în trepte (caracteristicile 2,3,4,5), în
cadrul unor comutari automate.

8
Exemplu -schemă de pornire – frânare cu o singură treaptă intermediară (fig. 3.2):

Fig. 3.2

1d – releu de curent nominal

2d – releu de tensiune pentru pornire

3d – releu de tensiune pentru frânare

pR ,
fR – rezistență de pornire (frânare)

1C ,
2C – contactor de pornire (frânare)
Diagramele de funcționare sunt reprezentate in figura 3.3:
Pornirea se realizeaza prin apasarea butonului
1b , prin aceasta fiind alimentata
bobina C1. Ca urmare se deschide contactul
31C , iar apoi prin inchiderea contactului
11C
se realizeaza pornirea motorului cu rezistenta
pR inseriata cu rotorul. Prin crestetea
turatiei are loc variatia tensiunii la bornele rotorului care este detectata de releul de
tensiune
2d , care la valoarea programat a a tensiunii isi inchide contactul
2d ,șuntând
rezistenta de pornire
pR (se sare din punctul B in punctul C). In continuare motorul
functioneaza pe caracteristica naturala 2.
La oprire, prin apasarea butonului
2b se intrerupe alimentarea bobinei C1, astfel
incat, prin deschiderea contactului
11C se intrerupe alimentarea rotorului (salt din punctul
D in E), iar prin inchiderea contactului
31C se cupleaza releul de tensiune
3d care isi

9
inchide contactul
3d . Prin alimentarea bobinei contactorului C2, acesta isi inchide
contactul C2, legand rezistenta de franare
fR in paralel pe circuitul rotoric. Energia
electrica produsa de masina electrica, care trece in regim de generator (caracteristica 3),
este transformata in caldura pe rezistenta
f rRR pana la anularea turatiei.
Fig 3.3

Frânarea se realizează din E până în F, cand releul
3d , prin deschiderea
contactului sau intrerupe alimentarea bobinei C2, care decupleaza rezistnta
fR , in
continuare oprirea fiind inerțială.
minfM
depinde de tensiunea de declanșare a releului
3d .
Intensitatea frânării poate fi reglată prin alegerea corespunzatoare a valorii
fR
sau prin utilizarea unui reostat de franare.

10
Cap.IV. Frânarea recuperativă

Are loc în cazul în care motorul conectat la rețea este obligat de mecanismul
antrenat să se rotească cu o turație mai mare ca cea de funcționare:
0nn .
Deoarece
0**n kU și
n kE **

UE , deci din relația:

rrREUI

0rI

0 ** r f I k M ,
deci motorul trece în regim de generator consumând energie mecanică si dezvoltând un
cuplu de frânare. Energia electrică produsă este furnizată rețelei.
La nivelul caracteristicilor de functionare lucrurile se petrec astfel (figura 4.1):
punctul de funcționare se muta din A în B, pentru care se dezvoltă momentul de frânare
fM
.
Același efect de frânare recuperativă se obține și dacă se reduce tensiunea de
alimentare (se trece pe caracteristica 2).
Pentru
1 2U U rezulta
0 1nn , deci se trece de pe caracteristica 1 pe
caracteristica 2 (din A
 C) pentru care la turația
n apare un
0fM , ce tinde spre zero
pe măsură ce
1nn .

Fig. 4.1

11
Cap.V. Frânarea prin contraconectare

Constă în schimbarea sensului de circulație a curentului prin indus, realizata prin
schimbarea polarității tensiunii la bornele indusului cu păstrarea sensului de rotație;
Prin inversarea polarității:
U U ,
r r I I ,
fM M

Inițial:
MkRnMkR
kUnr r**** *2 0 2  
La frânare:
MkRn MkR
kUnr r**** *2 0 2  
Grafic, lucrurile se prezintă astfel (fig. 5.1) :
A
– punct de funcționare
(caracteristica 1)
La inversarea polarității:
0 0 n n ,
și

BA
, pentru care:
fM M și
apare frânarea din
CB unde este
necesară întreruperea alimentării.
Frânarea nu este totală, iar oprirea în
C este dificilă. Se lucrează pe
caracterisica artificială 3 și nu pe cea
naturală 2 pentru care apar solicitări
electrice și mecanice inadmisibile.

a)
b)
Fig. 5.1

O alta metoda de franare este aceea cu reostat de franare înseriat cu rotorul (fig. 5.2) .
Mărind rezistenta
fR se schimbă caracteristica de funcționare și totodată și momentul
motor
M (se trece de pe caracteristica 1 pe caracteristica 2), turatia scade din punctul B pana
in punctul C pentru care avem turatie nula (s -a realizat oprirea) si
A rM M ,

12

(a) (b)

Fig. 5.2

13

Cap.VI. F rânarea la cuplu rezistent constant

– Se modifică tensiunea la bornele motorului sau se conectează în serie cu circuitul
rotoric al mașinii un reostat reglabil.
– La modificarea în trepte ale tensiunii sau rezistenței se produc modificări ale
curentului și cuplului în timp dar cuplul staționar nu se modifică, deci nici valoarea
staționară a curentului.

Se modifica reostatul reglabil conectat in serie cu circuitul rotoric al masinii.
Reostatul se modifica intre: Rf1 (contra conectare) si 0.
La masinile cu excitatie mixta se poate modifica si tensiunea de alimentare.

14

Fig.6.1 Caracteristica masinii cu excitație serie

15

Bibliografie

Bazele electrotehnicii (2 vol.)Autor(i): M. Preda , P. Cristea , F. SpineiEditura: Didactica
si pedagogicaAnul: 1980

Masini electrice uzuale – Exploatare si regimuri de functionareAutor(i): Al. fransua , A.
Nicolaide , Gh. TrifuEditura: TehnicaAnul: 1973

Agenda electricianuluiAutor(i): E. PietrareanuEditura: TehnicaAnul: 1986

http://ro.math.wikia.com/wiki/Motor_de_curent_con tinuu

http://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_electric_de_curent_continuu

http://www.scribd.com/search?query=motor+curent+continuu