CUPRINS
Argument ...3
Capitolul 1. MAINI ELECTRICE ROTATIVE DE CURENT ALTERNATIV 41.1
Maina asincron ......41.2. Construcia mainii electrice
asincrone.....5
1.3. Principiul de funcionare. Regimuri de
funcionare...8Capitolul 2. PORNIREA MOTOARELOR ASINCRONE.112.1.
Pornirea prin cuplare direct la reea ......112.2. Pornirea stea
triunghi ......11A.3. Pornirea pe caracteristici
reostatice.....12MSURI DE PROTECIA MUNCII ....14Bibliografie
...16Argument
Motoarele asincrone monofazate sunt motoare cu puteri sub 1Kw.Au
pe stator o infasurare monofazata repartizata sau concentrata.
Alimentnd infasurarea cu o tensiune monofazata,se produce un cmp
magnetic sinusoidal si pulsatorie in timp.
Principalele pari componente ale unui motor asincron sunt:
-statorul(inductorul),care are rolul de a produce cmp magnetic
invertitorul. Ele este format din:
-carcasa,care se executa din fonta sau otel. Pentru motoarele
mai mici. poate fi executat din aliaj de aluminiu. Carcasa este
prevzuta fie cu fante necesare circulaie aerului pentru rcirea
motorului. fie cu nervuri exterioare pentru a mari suprafaa de
schimb termic cu mediul nconjurtor.
Pachetul de tole,este de forma cilindrica,cu crestturi la partea
interioara si este fixat in carcasa. Tolele se executa din tabla de
otel electrotehnic cu grosimea de 0,5mm
Infasurarea statorului,este executat din conductoare electrice
din cupru sau aluminiu,izolate si montate in crestturile pachetul
de tole. Capetele infasurarii statorului sunt scoase in exteriorul
carcasei si legate la cutia de borne>
Rotorul(indusul motorului)in care se produce prin inducie
,curent electric. el fiind rotit datorita interaciunii dintre cmpul
magnetic invertitor si curentul electric din rotor.
Din punct de vedere al rotorului,motoarele asincrone se executa
in doua variante:
-cu rotorul in scurtcircuit(motoare cu colivie);
-cu rotorul bobinat si cu inele colectoare.
Rolul funcional al componentelor electrice sunt:
-subansamble ale contactorului:contactor,bobina
contactorului,contacte principal ,contacte auxiliare,releu termic..
Elemente de sigurana(sigurane fuzibile),buton de pornire,buton de
oprire,cabluri de legtura. Capitolul 1. MAINI ELECTRICE ROTATIVE DE
CURENT ALTERNATIV
Mainile de curent alternativ, foarte mult utilizate n procesele
industriale, sunt de dou tipuri:
- maina electric asincron
- maina electric sincron
1.1 Maina asincron
Maina asincron este o main de curent alternativ, care la o
frecven dat a tensiunii de alimentare, funcioneaz cu o vitez
variabil funcie de sarcin i de regimul de funcionare (motor,
generator, frn), variaie a vitezei ce are loc n limite
restrnse.
Maina asincron de inducie, din punct de vedere a reelei
electrice folosite:
monofazat
trifazat
Regimurile de funcionare ale mainii asincrone sunt:
Motoarele asincrone se construiesc pentru o gam foarte larg de
puteri (de la ordinul unitilor de W pn la ordinul zecilor de MW),
pentru tensiuni joase (sub 500V) i tensiuni medii (3 kV, 6 kV sau
10 kV) i avnd turaia sincron, la frecvena f= 50 Hz, egal n mod
uzual cu n: 500, 600, 750, 1000, 1500 sau 3000 rot/min, n funcie de
numrul de perechi de poli.
Regimul de generator al mainii asincrone este mai rar folosit
datorit puterii reactive (de magnetizare) relativ mare pe care
maina trebuie s o primeasc de la reea.
n acionrile electrice, n cazuri speciale, maina asincron poate
funciona pentru scurt durat i n regimul de frn electric.
n raport cu alte tipuri de motoare electrice, motoarele
asincrone au:
cost redus;
simplitate constructiv;
siguran mare n funcionare;
randament ridicat;
exploatare simpl;
performante tehnice ridicate
(cuplu mare de pornire,
randament ridicat);
stabilitate n funcionare,
exploatare, manevrare i
ntreinere simpl;
alimentare direct de la reeaua trifazat de c.a.
Dintre principalele dezavantaje putem enumera:
soc mare de curent la pornire;
factor de putere relativ sczut;
caracteristica mecanic dur.
Fig. 2. Utilizri ale motoarelor asincrone.1.2. Construcia mainii
electrice asincrone
Principalele elemente constructive ale unei maini asincrone
sunt:
statorul (miez magnetic 1
i nfurare statoric 3);
rotorul (miez magnetic 2
i nfurare rotoric 4);
alte elemente constructive
(arbore 5, rulment 6,
carcas 7, ventilator 8,
tlpi polare, scuturi etc.).
Fig. 2. 28. Main asincron.
Parte imobil a mainii asincrone o reprezint statorul sau
inductorul, care cuprinde: carcasa, pachetul de tole (miezul)
statoric cu nfurrile i scuturile (palierele laterale) fig.
2.29.
Miezul statoric (fig. 2.30) este realizat din tole de oel
electrotehnic de 0,5 mm grosime, izolate cu lac sau oxizi.
( Fig. 2. 29. Miez statoric.
( Fig. 2.30. Miez bobinat
nfurarea statoric este distribuit uniform n crestturile
statorice. Aceste crestturi se obin prin tanarea tolelor.
nfurarea trifazat, n cazul mainii asincrone trifazate, este
compus din trei nfurri monofazate decalate cu 1200 electrice
OBSERVAIE: cele trei nfurri monofazate se conecteaz n stea sau n
triunghi pentru a forma nfurarea trifazat.Statorul mainii asincrone
joac rolul de inductor. n stator se obine un cmp magnetic nvrtitor,
pe cale electric, cu ajutorul unei nfurri trifazate parcurse de
cureni alternativi trifazai, nfurare aezat n crestturi.
Din punct de vedere constructiv, statorul are forma unui
cilindru gol realizat din tole de otel electrotehnic de 0,5 mm
grosime, izolate ntre ele cu lac izolant sau oxizi ceramici.
Crestturile pot fi seminchise (fig. 2.31.a, b)sau deschise (fig.
2.31.c). Crestturile seminchise se utilizeaz la maini de puteri
mici, n timp ce crestturile deschise (care permit realizarea
nfurrii afar, pe, ablon) sunt utilizate la maini de puteri
mari.
Fig. 2.31. Crestturi statorice; nfurri statorice
nfurarea statorului se realizeaz de cele mai multe ori n dou
straturi i cu pas scurtat (fig. 2.31.a).
nfurrile ntr-un singur strat se utilizeaz numai la mainile de
putere mic (fig. 2.31.b).
Carcasa i scuturile port lagr - se realizeaz prin turnare din
font, din otel sau din aliaje ale aluminiului (pentru puteri
mici).
Rotorul reprezint partea mobil a mainii asincrone. Cunoscut sub
denumirea de indus, acesta are forma unui cilindru plin, realizat
din tole din otel electrotehnic de 0,5 mm, izolate sau neizolate.
La periferia rotorului se afl crestturi realizate tot prin tanare,
n care se introduce nfurarea rotoric.
Rotorul cuprinde: pachetul de tole (miezul) rotoric cu nfurrile,
arborele (axul), inelele de contact (dac rotorul este bobinat) i
ventilatorul.
Miezul rotoric este realizat din tole de otel electrotehnic de
0,5 mm grosime, izolate sau neizolate, tole obinute prin tanare. La
periferia miezului sunt distribuite crestturile rotorice n care
sunt plasare conductoarele nfurrii induse.
a bFig. 2.32. Crestturi rotorice:
a rotor bobinat;
b rotor n scurtcircuit.
Dac maina asincron este cu rotorul bobinat, atunci nfurarea
rotoric este de tipul nfurrilor de c.a. trifazate, cu pas
diametral, ntr-un strat sau n dou straturi. Crestturile n acest caz
sunt seminchise avnd de obicei forma de par. Dac maina este cu
rotorul n scurtcircuit, atunci nfurarea rotoric este de tipul
colivie realizat prin turnare din bare de Cu sau Al scurtcircuitate
la capete de dou inele din acelai material. Turnarea coliviei se
face prin injecie direct n crestturile rotorice (nchise sau
seminchise).
Ventilaia nfurrii statorice se realizeaz, de obicei la puteri
mici i medii, cu ajutorul ventilatorului axial montat pe axul
mainii iar ventilaia nfurrii rotorice se realizeaz cu ajutorul
aripioarelor de pe inelele de scurtcircuitare care se toarn odat cu
colivia.
1.3. Principiul de funcionare. Regimuri de funcionare
Statorul are amplasate trei nfurri identice n crestturile sale.
Aceste nfurri sunt decalate, ntre ele, cu 1200. Prin bobine va
circula curenii i1, i2 i i3. Aceti cureni formeaz un sistem
trifazat simetric (cureni egali). Trecerea curentului prin bobine,
conform legii induciei electromagnetice, duce la produce un cmp
magnetic alternativ cu repartiie sinusoidal. n consecin, nfurarea
statoric parcurs de curentul alternativ trifazat d natere unui cmp
magnetic nvrtitor care se rotete n sensul succesiunii fazelor cu
turaia de sincronism n1:
[rot/min]
unde: n1 turaia cmpului magnetic nvrtitor statoric (turaie
sincron);
f frecvena curenilor din stator (50 Hz);
p numrul de perechi de poli.Dac rotorul este n repaus, acest cmp
va induce n fazele nfurrii rotorice, conform legii induciei
electromagnetice, tensiuni electromotoare.
n cazul n care nfurarea rotoric este scurtcircuitat sau se
racordeaz pe o impedan trifazat simetric, aceste tensiuni
electromotoare vor determina apariia unor cureni indui. Prin
interaciunea cmpului magnetic statoric cu aceti cureni indui vor
lua natere fore electromagnetice care se vor exercita asupra
fiecrui conductor rotoric.
Pe stator se afl nfurarea trifazat alimentat n curent
alternativ. Cele trei bobine ale nfurrii statorice trifazate sunt
repartizate n crestturi astfel nct ntre ele s existe un decalaj
spaial de 120. n aceste condiii, fiecare bobin genereaz un cmp
radial, iar cele trei cmpuri elementare au ca rezultant un cmp
constant ca valoare care se rotete cu viteza constant = 2f (f
frecvena tensiunii de alimentare a bobinelor). Se obine deci un cmp
nvrtitor pe cale mecanic (prin mijloace statice).
Fig. 2.34. Repartizarea nfurrilor statorice.
Acestor fore le corespunde un cuplu obinut prin nsumarea tuturor
cuplurilor determinate de forele ce acioneaz asupra conductoarelor
rotorice, cuplu care determin punerea n micare a rotorului, cu
turaia n, n sensul cmpului nvrtitor statoric.
n micare, rotorul induce, n nfurarea rotoric, cureni de frecven
f2 = p(n1 n), cureni care produc un cmp nvrtitor de turaie: .
Unda nvrtitoare a cmpului magnetic rotoric este sincron cu cea
statoric deoarece rotorul se rotete cu turaia n, i n2 + n = n1.
Dac rotorul se va roti din exterior cu turaia n = n1, n nfurarea
rotoric nu se vor mai induce cureni, n main nu va mai aprea cuplu
electromagnetic.
Dac rotorul va fi lsat liber, datorit forelor de frecare i a
cuplului rezistent de la ax, turaia rotorului va descrete. Rotorul
alunec fa de cmpul statoric rmnnd n urm.
Alunecarea, mrimea caracteristic motoarelor asincrone, se
definete astfel: .
Regimul de motor
n regim de motor maina absoarbe putere electric din reea, pe la
bornele nfurrii statorice, i furnizeaz, la arbore, putere mecanic.
Acesta este cel mai utilizat regim de funcionare al mainii
asincrone. Bilanul de puteri este redat n fig. 2.35.
unde: P1 - puterea electric absorbit pe la bornele nfurrii
statorice;
PM - puterea electromagnetic (transferat n rotor prin
intermediul cmpului electromagnetic);
Pmec - puterea mecanic;
P2 - puterea util la arbore;
pJ1 - pierderile prin efect Joule, din nfurarea statorului;
pFe - pierderile n miezul feromagnetic;
pJ2 - pierderile prin efect Joule, din nfurarea rotorului;
pmec+v - pierderile mecanice i de ventilaie.
Fig. 2.35.
Regimul de generator
Regimul de generator este mult mai puin utilizat n cazul
mainilor asincrone.
Dac maina este antrenat, cu ajutorul unui motor auxiliar, n
sensul de micare, cu o viteza > 1 (s < 0), se schimb sensul
de deplasare al rotorului fa de cmpul inductor statoric (fig.
2.36). Prin urmare se va schimba i sensul tensiunii electromotoare
induse, respectiv al curentului indus, i, implicit, al
cuplului.
n aceast situaie maina primete putere mecanic pe la arbore (de
la motorul auxiliar) i cedeaz putere electric pe la bornele nfurrii
statorice. Se spune c maina funcioneaz n regim de generator.
Fig. 2.36
Regimul de frn
n cazul regimului de frn electromagnetic, maina este antrenat,
din exterior, n sens contrar cmpului statoric (< 0, s >
1).
Ea primete astfel putere mecanic pe la arbore, putere electric
pe la bornele nfurrii statorice, ntreaga putere rezultat, dup
acoperirea pierderilor, fiind disipat pe nfurri.
Acest regim este utilizat, n mod frecvent, de ctre instalaiile
de ridicat: macarale, macarale portabile, electropalane etc.
Bilanul de puteri este redat n figura 2.37.
Fig. 2.37. Bilanul de puteri pentru regimul de frn la motorul
asincron.
Capitolul 2. PORNIREA MOTOARELOR ASINCRONE
Pentru pornirea motoarelor asincrone trebuiesc asigurate
urmtoarele condiii:
cuplul de pornire s fie suficient
curentul de pornire s nu depeasc valoarea admisibil pentru
reeaua de alimentare a motorului
durata procesului s fie ct mai scurt
Motoarele asincrone cu rotorul n scurtcircuit pot fi pornite
utiliznd urmtoarele metode:
a) pornirea prin cuplare direct la reea;
b) pornirea stea-triunghi;
c) pornirea cu bobine de reactane;
d) pornirea cu autotransformator.
2.1. Pornirea prin cuplare direct la reeaAceast metod, dei este
extrem de simpl (se realizeaz prin simpla cuplare la reea a nfurrii
statorice), nu se utilizeaz dect pentru motoare de puteri mici (PN
< 2,5 kW la cele n construcie normal).
Pornirea poate fi fcut manual (fig. 2.38), cu ajutorul unui
comutator de regul cu came, sau automat, cu ajutorul unui contactor
(fig. 2.39), respectiv disjunctor. Pentru motoare care sunt
utilizate n anumite sectoare economice pornirea se face i cu
ajutorul demaroarelor.
Fig 2.38Fig. 2.39.
2.2. Pornirea stea triunghi Metoda se poate utiliza doar la
motoarele care n mod normal funcioneaz n triunghi. Spre exemplu,
considerm dou motoare ale cror tensiuni nominale (de linie),
corespunztoare conexiunilor stea ("Y") i triunghi (""), sunt
380/220 Y/, respectiv 660/380 Y/. n cazul n care reeaua de
alimentare furnizeaz 380 V, singurul motor care poate fi pornit cu
ajutorul acestei metode este cel de al doilea (660 / 380 V).
Schema de principiu corespunztoare pornirii stea-triunghi este
redat n fig. 2.40.
Fig. 2.40. Scheme electrice de pornire stea-triunghi
Pornirea cu dou ntreruptoare manualeComutator stea triunghi,
schema electric de conectare
K ntreruptor cu prghie; I comutator stea-triunghi; S statorul
mainii asincrone; R rotorul mainii asincrone; 1 poziie stea; 2
poziie triunghi
Pornirea motorului asincron, n acest caz, se realizeaz n felul
urmtor (iniial K1 i I sunt deschise): se trece comutatorul
stea-triunghi I pe poziia 1 (corespunztoare conexiunii stea a
nfurrii statorului);
- se alimenteaz nfurarea statoric prin nchiderea ntreruptorului
K1 (motorul pornete, punctul su de funcionare se deplaseaz pe
caracteristica mecanic artificial de tensiune, , corespunztoare
conexiunii "Y");- atunci cnd turaia atinge, aproximativ, valoarea
0,9 n1 se trece comutatorul pe poziia 2 (""), punctul de funcionare
deplasndu-se, la turaie constant, pe caracteristica mecanic
corespunztoare ().
El evolueaz pe aceast caracteristic pn n momentul n care cuplul
dezvoltat, M, devine egal cu cel rezistent, Mr.Concluzionnd, se
poate spune c aceast metod reuete s limiteze curentul de pornire
prin alimentarea cu o tensiune de faz redus fa de situaia conectrii
la reea n triunghi.A.3. Pornirea pe caracteristici
reostaticePornirea pe caracteristici reostatice este specific
acionrilor cu motoare asincrone cu rotorul bobinat. Dei metodele de
pornire specifice motoarelor asincrone cu rotorul n scurtcircuit
pot fi aplicate i motoarelor asincrone cu rotorul bobinat, ele nu
se utilizeaz practic, deoarece sunt nsoite de reducerea cuplului de
pornire. Avnd n vedere creterea cuplului de pornire cu creterea
impedanei rotorice, pornirea motoarelor asincrone cu rotorul
bobinat se realizeaz prin modificarea impedanei pe faz a rotorului,
care poate fi simetric sau asimetric.
Este cea mai rspndit metod de pornire. Rezistenele de pornire
pot fi metalice (din font turnat, tabl silicoas sau srm) sau cu
lichid (soluie de carbonat de sodiu, anhidru n ap distilat, etc.).
Rezistenele metalice sunt mprite n mai multe trepte i rcite cu aer,
natural sau forat, sau cu ulei, iar comanda de scurtcircuitare se
realizeaz manual, cu controlere sau plac de ploturi, sau automat cu
contactoare. Reostatele cu lichid sunt prevzute cu instalaii de
omogenizare i sisteme de rcire a soluiei, comanda fcndu-se manual
sau automat cu servomotor.
Aceast metod se aplic la motoarele care au de suportat sarcini
mari i variabile n timp (benzi transportoare, instalaii de ridicat
etc.)
MSURI DE PROTECIA MUNCII
Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesara
eliminarea posibilitatii de trecere a unui curent periculos prin
corpul omului.Masurile, amenajarile si mijloacele de protectie
trebuie sa fie cunoscute de catre tot personalul muncitor din toate
domeniile de activitate.Principalele masuri de prevenire a
electrocutarii la locurile de munca sunt:Asigurarea
inaccesibilitatii elementelor care fac parte din circuitele
electrice si care se realizeaza prin:amplasarea conductelor
electrice, chiar izolate, precum si a unor echipamente electrice,
la o inaltime inaccesibila pentru om. Astfel, normele prevad ca
inaltimea minima la care se pozeaza orice fel de conducto electric
sa fie de 4M, la traversarea partilor carosabile de 6M, iar acolo
unde se manipuleaza materiale sau piese cu un gabarit mai mare,
aceasta inaltime se depaseasca cu 2.25m gabaritele
respective.Izolarea electrica a conductoarelor;Folosirea carcaselor
de protectie legate la pamant;Ingradirea cu plase metalice sau cu
tablii perforate, respectandu-se distanta impusa pana la elementele
sub tensiune.qs866b1558essnLa utilizarea uneltelor si lampilor
portative alimentate electric, sunt obligatorii:varificarea atenta
a uneltei, a izolatii ai a fixarii sculei inainte de incperea
lucrului;evitarea rasucirii sau a incolacirii cablului de
alimentare in timpul lucrului si a deplasarii muncitorului, pentru
mentinerea bunei stari a izolatiei;menajarea cablului de legatura
in timpul mutarii uneltei dint-un loc de munca in altul, pentru a
fi solicitat prin intindere sau rasucire; unealta nu va fi purtata
tinandu-se de acest cablu;evitarea trecerii cablului de alimentare
peste drumurile de acces si in locurile de depozitare a
materialelor; daca acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi
protejat prin ingropare, acoperire, cu scanduri sau
suspendate;interzicerea repararii sau remedierii defectelor in
timpul functionarii motorului sau lasarea fara supraveghere a
uneltei conectate la reteua electrica.Folosirea mijloacelor
individuale de protectie si mijloacelor de avertizare. Mijloacele
de protectie individuala se intrebuinteaza de catre electricieni
pentru prevenirea electrocutarii prin atingere directa si pot fi
impartite in doua categorii: principale si auxiliare.Mijloacele
principale de protectie constau din: tije electroizolante, clesti
izolanti si scule cu manere izolante. Izolatia acestor mijloace
suporta tensiunea de regim a instalatiei in conditii sigure; cu
ajutorul lor este permisa atingerea partilor conductoare de curent
aflate sub tensiune.Mijloacele auxiliare de protectie constau din:
echipament de protectie (manusi, cizme, galosi electroizolanti),
covorase de cauciuc, platforme si gratare cu picioruse
electroizolante din portelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza
insa singure securitatea impotriva electrocutarilor.Intotdeauna
este necesara folosirea simultana cel putin a unui mijloc principal
si a unuia auxiliar.Mijloacele de avertizare constau din placi
avertizoare, indicatoare de seuritate (stabilita prin standarde si
care contin indicatii de atentionare), ingradiri provizorii
prevazute si cu placute etc. Acestea nu izoleaza, ci folosesc numai
pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se apropie
de punctele de lucru periculoase.Deconectarea automata in cazul
aparitiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri
de curent periculoase. Se aplica mai ales la instalatiile electrice
care functioneaza cu punctul neutru al sursei de alimentare izolat
fata de pamant. Bibliografie1. Cosma, D., .a.
- Electromecanic. Laborator de bazele metrologiei. Manual pentru
anul I coala de Arte i Meserii domeniul electromecanic, Editura
Economic Preuniversitaria, Bucureti, 2003
2. Mirescu, S.C., .a.- Laborator tehnologic. Lucrri de laborator
i fie de lucru. Vol. I i II. Editura Economic Preuniversitaria,
Bucureti, 2004
3. Mare, Fl., .a.
- Solicitri i msurri tehnice. Laborator tehnologic. Auxiliar
curricular pentru clasa a X-a, liceu tehnologic profil tehnic.
Editura Economic Preuniversitaria, Bucureti, 2001
5. Bloiu, T., .a.
- Elemente de comand i control pentru acionri i SRA, manual
pentru clasele a XI-a i a XII-a, liceu tehnologic, specializarea
electrotehnic. Editura Econimic Preuniversitaria, Bucureti,
2002
Fig. 2.33. Maina asincron:
1 capac cutie borne; 2 miez statoric;
3 borne;4 miez rotoric; 5 scut lateral;
6 capac presetup; 7 arbore rotoric;
8 lagr cu rostogolire; 9 urub de fixare a scutului; 10 presetup;
11 ventilator;
12 capac protecie ventilator.
PAGE 2
_1401265794.unknown
_1401265796.unknown
_1401265797.unknown
_1401265798.unknown
_1401265795.unknown
_1401265791.unknown
_1401265792.unknown
_1401265790.unknown