www.e-referate.ro

MINISTERUL EDUCATIEI CERCETARII TINERETULUI SI SPORTULUIPROIECT

CALIFICAREA : ELECTROMECANIC

Centrale Electrice Prof. indrumator: Absolvent: ~ 2010 ~

TEMA PROIECTULUI; MAINA ASINCRON Cuprins:Argument pg 3.

Cap1. Elemente componente ale maini asincrone pg 4Cap2. Principiul de funcionare al mainii............................... .pg 7Cap3 .Ecuaiile i schemele echivalente ale mainii asincrone...... pg 10Bibiografie....................................................................................... pg 13 Anexe pg 14,

pg 15 ARGUMENT Maina asincrona este cea mai raspandit maina electric.Ea se intalnete pe scara laga in acionarile electrice din toate sectoarele industriale i sociale, indeosebi in regimul de motor trifazat, pentru actionarea mainilor unelte, a pompelor ,a copresoarelor,a morilor cu bile, a macaralelor electrice ,a podurilor rulante,a aparaturii medicale, a aparaturii electrocasnice etc. Mainile electrice asincrone sunt caracterizate prin faptul ca au viteza de rotaie diferit de viteza campului invartitor, de unde si numele de asincrone Ele pot functiona in regim de motor ,in regim de generator sau in regim de frana.

Cea mai larga utilizare o au ca motoarele electrice, fiind preferate faa de celelalte tipuri de motoare, prin construcia mai simpla in i sigurana in exploatare.Motoarele asincrone se costruiesc pentru o gama larga de puteri (de la ordinul unitatilor de W pana la ordinul zecilor de MW), pentru tensiuni joase (sub 500V) tensiuni medii (3KV, 6KV sau 10KV) i avand turaia sincrona la frecventa f=50Hz egala in mod uzual cu n=500, 600, 750, 1000, 1500 sau 3000rot/min, in funcie de numarul de perechi de poli. Principalele avantaje ale motoarelor asincrone fata de alte tipuri de motoare electrice sunt:

simplitatea costructiva

pre de cost redus:

siguranta mare in exploatare:

performane tehnice ridicate (cuplul mare de pornire, randament ridicat)

stabilitatea in functionare, exploatare,manevrare si intreinere simpla;alimentare direct de la reteaua trifazat de c.a;

Dintre principalele dezavantaje putem enumera;

- soc mare de curent la pornire;

-factor de putere relativ scazut;

-Caracteristica mecanica dur;

Regimul de generatior al mainii asincrone este mai rar folosit datorita puterii reactive (de magnetizare) relativ mare pe care masina trebuie so ia de la retea.In actionarile electrice, in cazuri speciale, masina asincrona poate functiona pentru scurt durat i in regimul de frana electrica.- masini asincrone cu rotorul bobinat si cu inele colectoare(pe scurt, masini asincrone cu inele );

- masini asincrone cu motorul in scurt circuit.

CAPITOLUL 1Elemente constructive ale masinii asincroneMaina electric asincron este o main rotativ ce poate transforma energia mecanic n energie electromagnetic (generator asincron) sau invers (motor asincron). Maina funcioneaz n curent alternativ, n general sinusoidal, ca funcii de timp. Cu toate c este o main reversibil, putnd funciona att ca generator ct i ca motor, este utilizat aproape jn exclusivitate ca motor, fapt pentru care n cele ce urmeaz vom trata numai regimul de motor al mainii asincrone.

Puterea absorbit de la reeaua de alimentare de ctre stator este transmis rotorului prin ntrefier de ctre cmpul electromagnetic, n cadrul fenomenului.induciei electromagnetice, motiv pentru care maina asincron se mai numete si main cu inducie.

Motorul asincron trifazat prezint unele avantaje:

se alimenteaz direct cu sistem de tensiuni trifazat simetric, construcie simpl, cost sczut, robustee,

uor de exploatat, turaie puin dependent de sarcin

este cel mai rspndit motor electric n domeniul acionrilor electrcmagnetice i se construiete la tensiuni pn la 10 kV, puteri de la civa wai pn la zeci de megawai, iar turaii n = 500 3 000 rot/min (la f = 50 Hz).

Fig.1 Masina asincron

Motorul asincron trifazat este construit din dou pri principale distincte: parte fix, -statorul- 1 (anexa 1) care are rolul de inductor adic de a produce un cmp magnetic nvrtitor (cmp de excitaie)

rotorul,2 ( anexa 1) partea mobil cu rol de indus, n care cmpul magnetic nvrtitor induce tensiuni electromotoare i cureni electrici, cci nfurrile rotorice (3e"indusului) snt nchise.

ntre stator i rotor se afl un ntrefier , dimensiunile lui fiind n funcie de puterea motorului i condiiile de lucru ( = 0,25 4 mm).Statorul (inductorul)cuprinde: carcasa, miezul statoric i nfurarea statoric.

Carcasa din oel,-a ( anexa 1) font, eava sudat sau aliaj de aluminiu (la puteri mici), cu rol de consolidare i protecie, nu face parte din circuitul magnetic. De carcas snt fixate: tlpile de.prindere-b- , cutia de borne statoric-c- sau/i rotoric d-, inelele de ridicare i transportoare e- scuturile frontale f1, f2-, n care se afl lagrele u- i bara suport g- pentru portperii h-

.Miezul statoric-i- , din pachete de tole de oel electrotehnic de form cilindric, fixat n interiorul carcasei, poate fi prevzut cu canale radiale j- pentru rcire.n interiorul cilindrului statoric dup generatoarele acestuia se afl crestturile statorice l- n care se plaseaz bobinajul statoric.

nfurarea statoric, este o nfurare trifazat o- corespunztoare celor trei faze statorice. Cele trei nfurri de faz snt identice ca date constructive (diametrul conductorului, numr de spire) decalate n spaiu cu p grade ( p este numrul de perechi de poli) una fa de cealalt i ocupnd, acelai numr de crestturi. Aceast nfurare constituie pentru, reeaua de alimentare un receptor trifazat echilibrat, fiind parcurs de un sistem trifazat simetric de cureni, n aceste condiii, nfurarea statoric trifazat creeaz de-a lungul ntrefierului un cmp magnetic nvrtitor.

Rotorul (indusul) are in componena sa: miezul rotoric, arborele i nfurarea rotoric.

Miezul rotoric-m ( anexa 1) de form., cilindric, din tole de oel electrotehnic, este consolidat pe axul motorului i .este prevzut cu crestturile rotorice n-.

Arborele motorului asincron q- ,este confecionat din oel laminat sau forjat, pe el fiind fixate ventilatorul r- i cele trei inele colectoare-s- la rotorul n colivie.

Din punctul de vedere al nfurrii rotorice se disting dou tipuri constructive de motoare asincrone trifazate:

cu rotor bobinat (Anexa 1)

cu rotor n scurtcircuit ( Anexa 2 )

La cele cu rotor bobinat nfurarea rotoric este o nfurare trifazat conectat n stea, neutrul, fiind realizat n interior, iar capetele libere snt legate prin cablul de legtur-t- la cele trei inele colectoare s- ce se nvrtesc odat cu rotorul. Pe inele calc trei perii colectoare fixate pe portperiile h- , fixe fa de stator i conectate la cutia de borne rotoric -d-. Prin intermediul acestei cutii de borne, n serie cu fazele rotorice se pot conecta, n exteriorul motorului, rezistenele R necesare la pornirea i reglarea turaiei motorului (fig. 2)(fig.2)Motorul asincron trifazat cu rotorul bobinat se mai numete i motor cu inele colectoare.

nfurarea rotoric a rotorului bobinat se fixeaz n crestturi cu ajutorul unor pene izolante, care pot fi din: pertinax, textolit, lemn de fag fiert n ulei de in etc.

La rotorul n scurtcircuit, nfurarea rotoric este constituit din bare de cupru sau aluminiu, aezate neizolate cte una n crestturi i legate ntre ele la capete, prin intermediul unor inele metalice frontale care le scurtcircuiteaz, constituind tot o nfurare nchis. Ansamblul format din bare are aspectul unei colivii(fig.3),de unde i denumirea de motor asincron cu rotor n colivie.

Fig.3 motor asincron cu rotor n colivieCAPITOLUL 2 PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE;Se considera o masina asincrona trifazata (cazul eel mai des intalnit in practica) care functioneaza in regim de motor.

Se presupune deci ca infasurarea statorica are m1= 3 faze simetrice (cu axele decalate cu radiani si cu acelasi numar de spire), repartizate sinusoidal.

Prin alimentarea acesteia cu un sistem sinusoidal simetric de tensiuni cu frecventa f1, in masina va lua nastere un camp magnetic invartitor de turatie n1

.Daca rotorul este in repaus, acest camp va induce in fazele infasurarii rotorice, conform legii inductiei electromagnetice, tensiuni electromotoare.

In cazul in care infasurarea rotorica este scurtcircuitata sau se racordeaza pe o impedanta trifazata simetrica, aceste tensiuni electromotoare vor determina aparitia unor curenti indusi. Prin interactiunea campului magnetic statoric cu acesti curenti indusi vor lua nastere forte electromagnetice care se vor exercita asupra fiecarui conductor rotoric.

Acestor forte le corespunde un cuplu obtinut prin insumarea tuturor cuplurilor determinate de fortele ce actioneaza asupra conductoarelor rotorice, care determina punerea in miscare a rotorului, cu turatia n in sensul campului invartitor statoric.

Pentru a caracteriza diferenta intre turatiile n1 si n a fost introdusa notiunea de alunecare :

Prin urmare, turatia rotorului se poate scrie sub forma:

Cu ajutorul relatiei se poate scrie relatia de calcul a turatiei campului invartitor statoric fata de rotor, n2

Aceasta deplasare relativa a campului invartitor statoric fata de rotor determina frecventa t.e.m. induse in circuitul rotoric,

p- fiind numarul de perechi de poli ai majinii.

De aici rezulta ca masina asincrona modifica si frecventa energiei primite si, deci, o a doua justificare a denumirii ce i s-a dat, de transformator generalizat.

Masina asincrona poate functiona in 3 regimuri:

- regimul de motor;

- regimul de generator;

- regimul de frana electromagnetica.

In regim de motor masina absoarbe putere electrica din retea, pe la bornele infasurarii statorice, si funizeaza, la arbore, putere mecanica. Acesta este cel mai utilizat regim de functionare a masinii asincrone. Turatia rotorului, in acest caz, este mai mica decat turatia de sincronism

Daca insa masina este antrenata, cu ajutorul unui motor auxiliar, in sensul de miscare, cu o turatie n, se schimba sensul de deplasare a rotorului fata de campul inductor statoric. Prin urmare se. va schimba si sensul tensiunii electromotoare induse, respectiv al curentului indus, si, implicit, al cuplului.

In aceasta situatie masina primeste putere mecanica pe la arbore (de la motorul auxiliar) si cedeaza putere electrica pe la bornele infasurarii statorice. Spunem ca masina functioneaza in regim de generator.

In cazul regimului de frana electromagnetica, masina este antrenata, din exterior, in sens contrar campului statoric ().

Ea primeste astfel putere mecanica pe la arbore, putere electrica pe la bornele infasurarii statorice, intreaga putere rezultata, dupa acoperirea pierderilor, fiind disipata pe infasurari, determinand astfel incalzirea acestora.

Concluzionand cele spuse anterior, putem acum sa stabilim urmatoarele domenii de valori ale turatiei si alunecarii corespunzatoare celor trei regimuri de functionare:

- pentru regimul de motor: ;

- pentru regimul de generator: ;

- pentru regimul de frana:

CAPITOLUL 3;ECUATIILE SI SCHEMELE ECHIVALENTE ALE MASINII ASINCRONE.In cele ce urmeaza se considera o masina asincrona care functioneaza intr-un regim stationar, simetric si echilibrat. In aceasta situatie, masina poate fi studiata pe o singura faza.

Principiul de functionare al masinii asincrone are la baza (ca si in cazul transformatorului electric) legea inductiei electromagnetice. Acesta este un alt motiv pentru care ea se mai numestes si transformator generalizat.

Ecuatiile sale de functionare sunt, deci, asemanatoare cu cele ale transformatorului:

Semnificatiile notatiilor utilizate sunt urmatoarele:

- - impedanta de dispersie a infasurarii statorului;

- - rezistenta infasurarii statorului;

- - reactanta de dispersie a infasurarii statorului;

- - impedanta de dispersie a infaurarii rotorului raportata la stator;

- - rezistenta infasurarii rotorului raportata la stator;

- reactanta de dispersie a infasurarii rotorului raportata la stator;

- - impedanta.de magnetizare;

- - rezistenta de magnetizare;

- - reactanta de magnetizare.

Pentru scrierea ecuatiei a doua a sistemului anterior, intrucat, in mod curent, infasurarea rotorica este scurtcircuitata sau inchisa pe un reostat (caz in care rezistenta acestuia se considera inclusa in ), se poate considera ca este nula.

In plus, a fost utilizat conceptul de raportare a rotorului la stator.

Prin raportarea rotorului la stator se infelege procedeul prin care rotorul real este inlocuit cu un rotor echivalent (de calcul) cu acelai numar de faze, acelasi numar de spire si acelasi factor de bobinaj (o alta maritne ce caracterizeaza infasurarea) ca si statorul,.aceleasi puteri si pierderi.

Relatiile de raportare sunt asemanatoare cu cele ale transformatorului. Pentru a le retine mai usor se vor prezenta comparativ:

Dupa cum se poate observa, spre deosebire de cazul transformatorului, aici intervin doi coeficienti de raportare:

- - factor de raportare pentru tensiune;

- - factor de raportare pentru current.

Cu ajutorul ecuatiilor se poate obtine schema echivalenta T

Fig. 5. Schema echivalenta T

Prin detalierea componentelor impedantelor de mai sus se obtine shema urmatoare

Fig. 6. Schema T cu evidentierea rezistentelor si reactantelor

Bibliografie; Nastase, Bichir, Mihoc, Hilohi:Masini, aparate, actionari si automatizari Manual pentru clasele aXI-a si aXII-a licee industriale si scoli profesionale

Editura Didactica si pedagogica

Bucuresti 1997

Internet

4PAGE 3