Transcript
Page 1: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

MINISTERUL EDUCATIEI SI CERCETARII

GRUP SCOLAR INDUSTRIAL “MECANICA FINA”

Domeniul de pregatire :ELECTROTEHNICCalificarea: TEHNICIAN ELECTROTEHNIST (RUTA PROGRESIVA)

PROIECTPENTRU

EXAMENUL DE OBTINERE A CERTIFICATULUI DE CALIFICARE PROFESIONALA NIVEL 3

TEMA PROIECTULUI: PORNIREA MOTOARELOR ASINCRON TRIFAZATE

CANDIDAT: PROFESOR INDRUMATORDELIU ST. DANUT STEFAN PROF. ING. MUSAT CRISTIANA

-2011-

1

Page 2: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

CUPRINS

1.Argument

2. Prezentarea elementelor constructive si principalelor caracteristici tehnice specifice motoarului asincron trifazat

3. Pornirea motoarelor asincron trifazate

4. Norme specifice de securitatea muncii la exploatarea motoarelor electrice

5. Asigurarea calitatii in lucrarile de exploatare a motoarelor asincron trifazate

6. Concluzii si observatii

BIBLIOGRAFIE

ANEXA :1. Desen de ansamblu motor asincron trifazat;2. Scheme si desene de executie ale subansamblurilor;4. Documente de asigurarea calitatii operatiilor de asamblare, montaj si exploatare utilizate;

2

Page 3: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

1. ARGUMENT

Modulul «Masini si aparate electrice» l- am studiat pe parcursul clasei a XII-a, in vederea obtinerii calificarii Tehnician electrotehnist, corepunzatoare nivelului 3 din cadrul Sistemului National de Calificari Profesionale.

Parcurgerea acestui modul mi- a asigurat dobandirea de competente profesionale specializate cum sunt cele de identificare a tipurilor de masini si aparate electrice, de montare/ demontare si asamblare a partilor componenete si a competentelor pentru abilitati cheie respectiv, igiena si securitatea muncii si de asigurarea calitatiii, in scopul definitivarii calificarii profesionale si a dezvoltarii abilitatilor tehnice specializate.

Proiectul are ca tema: Pornirea motoarelor asincron trifazate In proiect am abordat diferite metode de pornire a motoarelor asincron trifazate, urmarind; Succesiunea operatiunilor Tehnica de lucru Metode de verificare si control

Proiectul l- am elaborat prin parcurgerea urmatoarelor etape: Documentarea Formularea solutiilor Tehnologia executiei Analiza solutiilor propuse Prezentarea solutiilor Concluzii si observatii

3

Page 4: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

2. PREZENTAREA ELEMENTELOR CONSTRUCTIVE SI PRINCIPALELOR CARACTERISTICI TEHNICE SPECIFICE

MOTORULUI ASINCRON TRIFAZAT

Maşina asincronă este o maşină de curent alternativ , cu câmp magnetic învârtitor , al cărei rotor are turaţia diferită de cea sincronă ( a câmpului învârtitor ) , dependentă de caracteristica cuplu-turaţie a dispozitivului cu care este cuplat . Maşina asincronă se mai întâlneşte în literatura de specialitate şi sub numele de maşina de inducţie .

2.1. Elemente constructiveCa orice maşină electrică rotativă , maşina asincronă este formată din cele două părţi

principale : cea fixă –statorul , iar cea mobilă – rotorul .Statorul este compus din carcasă , scuturi şi miezul statoric , confecţionat din tole de oţel

electrotehnic de formă cilindrică cu crestături interioare în care se situează înfăşurările statorului .Rotorul este compus dim miez rotoric de formă cilindrică alcătuit din tole de oţel

electrotehnic asamblate pe arbore şi prevăzute cu crestături periferice pentru situarea înfăşurării rotorice . Pe arborele rotoric se mai află ventilatorul , iar la motoarele cu rotorul bobinat , inelele colectoare .

După felul înfăşurărilor rotoarele sunt în scurtcircuit ( de execuţie normală – cu simplă colivie , cu bare înalte şi cu dublă colivie ) sau sunt bobinate cu înfăşurări trifazate ce pot fi conectate prin intermediul inelelor şi al periilor la reostatul de pornire sau de reglaj al turaţiei .

Intrefierul dintre stator şi rotor este limitat la valorile minime admisibile din considerente mecanice ( 0,35 mm la motoarele mici până la 1,5 mm la motoarele mari ) .

Infăşurările se confecţionează din cupru rotund pentru motoarele de mică putere şi din bare late de cupru pentru puteri mari . Izolaţia bobinajului între spire şi faţă de pereţii crestăturii depinde de valoarea tensiunii , temperaturii maxime la funcţionarea în regim permanent ( dată de clasa de izolaţie ) de forma şi dimensiunile crestăturii , precum şi de tipul bobinajului .Infăşurările rotorului motoarelor asincrone sunt de două feluri : bobinate şi în scurtcircuit .

La rotoarele bobinate se foloseşte mai ales înfăşurarea de tip ondulat, cu bobine formate din bare de cupru cu laturile active situate în două straturi . Capetele fazelor se conectează la cele trei inele , situate pe arborele rotorului ( izolate între ele) în contact cu periile legater galvanic la bornele de conectare ale reostatului de pornire de reglaj al turaţiei .

Pentru a micşora pierderile prin frecare şi uzura periilor motoarelor cu inele şi în special la cele care nu necesită reglajul turaţiei se prevă dispozitive de scurtcircuitare a inelelor şi de ridicare a periilor .

Motoarele cu rotorul în scurtcircuit au circuitele rotorului în formă de colivie de veveriţă simplă , fig .1.a,b ; în figura b s-a prezentat un detaliu de rotor .

Figura 1.a

4

Page 5: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Figura 1. bEle sunt confecţionate din aluminiu sau bare înalte de cupru , scurtcircuitate la capete cu inele .Pe lângă acestea, există rotoare dublă colivie, care prezintă din punct de vedere constructiv încă o colivie periferică din alamă sau bronz special, cu rezistenţă relativ mare şi reactanţă de dispersie relativ mică şi care are un rol important la pornire . Colivia interioară este de regulă confecţionată din cupru, având o rezistenţă mică şi reactanţă relativ mare, jucând un rol important pe timpul funcţionării .

2.2.Câmpul magnetic învârtitor Un sistem trifazat de bobinaje parcurs de curenţi simetrici creează în întrefierul maşinii un

câmp magnetic radial , învârtitor , cu viteza de rotaţie Ω1 , proporţională cu pulsaţia ω1 a curenţilor şi invers proporţională cu numărul de perechi de poli p , adică Ω1 = ω1/p . Sensul de rotaţie al câmpului este cel de succesiune a curenţilor din fazele sistemului trifazat .

Câmpul magnetic total în întrefier, rezultă din însumarea celor trei câmpuri radiale componente şi are valoarea :

tBB 1max sin

2

3

pentru o maşină cu o singură pereche de poli .Expresia obţinută corespunde unui câmp magnetic învârtitor cu repartiţie sinusoidală în

spaţiu, de argument α, având viteza unghiulară egală cu pulsaţia ω1. La maşinile cu p perechi de poli , o succesiune trifazatăde bobine ocupă 2π/p din perimetrul

cercului interior al cilindrului armăturii statorice , armătura posedând p succesiuni trifazate de bobine . La o perioadă a curenţilor trifazaţi , câmpul rotitor cu p perechi de poli se va deplasa cu un unghi egal cu 2π/p ( în loc de 2π ca în cazul unei singure perechi de poli) şi deci viteza unghiulară a sa va fi de Ω1 = ω1/p. Unghiul pα ( multiplul de p ori al unghiului geometric ) este denumit unghi electric. Expresia câmpului magnetic învârtitor cu repartiţie sinusoidală a unei armături trifazate cu p perechi de poli devine :

tpBtpBB t 1max1max, sin2

3sin

2

3

Datorită câmpului magnetic învârtitor cu repartiţie sinusoidală în spaţiu, circuitele fazelor statorului şi rotorului înlănţuie fluxuri magnetice simetrice sinusoidale în timp . Pulsaţia fluxurilor din fazele statorului este identică cu cea a curenţilor statorici Ω1 = ω1/p .Pulsaţia fluxurilor din fazele rotorului este determinată de viteza de rotaţie a câmpului învârtitor faţă de rotor şi de numărul de perechi de poli ai acestuia ( de regulă identic cu cel al statorului ) . Dacă exprimăm diferenţa ΔΩ dintre viteza câmpului învârtitor din stator Ω1 şi cea a rotorului Ω2 , definim mărimea adimensională numită alunecare, notată cu s :

11

21

s

,

adică : 1 s

5

Page 6: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Folosind expresia de mai sus, putem scrie pulsaţia fluxului din fazele rotorului ca fiind proporţională cu alunecarea şi cu pulsaţia curenţilor statorici :

11 ssppR 2.3. Schema electrică echivalentă a circuitelor maşinii asincrone Funcţional, o maşină asincronă este un transformator dinamic generalizat .Infăşurările statorului (primare sau inductoare ) alimentate la tensiuni electrice sinusoidale

simetrice sunt parcurse de curenţi simetrici şi ceează un câmp magnetic învârtitor cu repartiţie aproximativ sinusoidală în întrefier. In înfăşurările rotorului ( secundare sau induse ) conectate în scurtcircuit sau la elemente cu impedanţe echilibrate se induc tensiuni electromotoare (dacă viteza de rotaţie este diferită de viteza câmpului învârtitor al curenţilor statorici, denumită viteză de sincronism ) Curenţii rotorici creează un câmp magnetic învârtitor propriu , denumit câmp de reacţie a indusului , cu viteza de rotaţie faţă de rotor egală cu diferenţa dintre viteza câmpului învârtitor al curenţilor statorici şi viteza rotorului . Antrenat de rotor , acest câmp are , faţă de stator chiar viteza câmpului învârtitor al curenţilor statorici . Se stabileşte un câmp magnetic învârtitor rezultant principal , care induce tensiuni electromotoare de rotaţie (dinamice ) în fazele statorului şi rotorului .Fenomenul inducţiei electromagnetice este analog celui de la transformatoare , deosebindu-se însă de acesta prin natura sa, la transformatoare fenomenul inducţiei electromagnetice fiind static, prin pulsaţie . La funcţionarea ca motor, când viteza rotorului este mai mică decât cea de sincronism, câmpul învârtitor exercită un cuplu electromagnetic asupra rotorului , antrenându-l în sensul mişcării. La turaţia de sincronism nu se mai induc tensiuni electromotoare şi deci nici curenţi în circuitele rotorului , cuplul electromagnetic fiind nul. La turaţii mai mari decât turaţia de sincronism , impuse rotorului de un motor primar de antrenare , cuplul electromagnetic acţionează asupra rotorului în sens opus mişcării , maşina asincronă funcţionând ca generator electric . Circuitele electrice cuplate magnetic ale statorului, respectiv rotorului au rezistenţe, inductivităţi de dispersie şi inductivităţi utile ale căror valori nu diferă de la o fază la alta, sistemul celor trei faze fiind simetric şi echilibrat din punct de vedere electric şi magnetic .De aceea regimul permanent simetric de funcţionare poate fi studiat pentru o singură fază, ca şi când sistemul trifazat ar fi compus din trei scheme monofazate independente . Schema monofazată echivalentă a maşinii asincrone, figura 2. a. este asemănătoare schemei echivalente a transformatorului .

Figura 2.a.Ea conţine elemente de circuit ( rezistenţe , reactanţe) şi transformator dinamic ideal ( analogul transformatorului static ideal) . Inductivităţile de dispersie ale fazelor corespund fluxurilor de dispersie magnetică ( proporţionale cu intensităţile curenţilor din fazele respective ) ale căror linii de câmp înlănţuie numai conductoarele fazelor statorice sau rotorice ( în crestături şi la capetele de bobine ). Rezistenţa R01 echivalează efectul pierderilor în fier care sunt proporţionale cu pătratul amplitudunii fluxului magnetic principal şi deci şi cu pătratul valorii efective U01 a tensiunii la borne corespunzătoare . Reactanţa de magnetizare

6

Page 7: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

01101 LX este , ca şi la transformator , asociată inductivităţii utile L01 corespunzătoare aproximativ tubului de flux fascicular principal ( comun , util ) care are reluctanţa Rm01 ( a întrefierului şi a miezului statoric şi rotoric ) .

01

211

01 2

3

mR

KNL

Factorul 3/2 intervine în expresia fluxului magnetic învârtitor , iar coeficientul de înfăşurare al fazelor statorului K1 precum şi rotorului K2 se datorează faptului că înfăşurările au bobinele cu pas scurtat şi sunt repartizate în crestături diferite , încât spirele N1 respectiv N2 ale unei faze nu înlănţuie toate simultan acelaşi flux magnetic . Coeficientul de înfăşurare este deci un factor de ponderare al înlănţuirii fluxului fascicular de către spirele înfăşurării . Valorile sale sunt apropiate de unitate ( 0,95-0,99 ) pentru fundamentală şi zero pentru armonice . Tensiunile cu valori efective U01 şi U02 sunt induse în fiecare fază statorică ( la pulsaţia ω1 ) respectiv rotorică ( la pulsaţia ωR = Δω = sω1 ) de către fluxul magnetic principal ( util ) rotitor . Folosind reprezentarea în complex , se obţin expresiile :

mm KNfjKNjU

11111101 44,4

2

mm KNsfjKNjsU

22122102 44,4

2

Tensiunea U02 echilibrează căderile de tensiune în rezistenţa R2 şi în reactanţa de dispersie

2212 sXLsL a unei faze rotorice ( considerată în scurtcircuit ; în cazul general se includ şi elementele circuitului exterior ) :

22202 IjsXRU Cu acestea rezultă ecuaţia de tensiune a circuitului secundar din schema echivalentă :

22202

11

2201 IjX

s

R

s

U

KN

KNU

După efectuarea transferului , prin raportarea parametrilor circuitului secundar la cel primar , se obţine schema echivalentă din figura 2.b. Transformatorul ideal n-a mai fost reprezentat în această schemă , bornele sale fiind scurtcircuitate două câte două .

Figura 2.b.Parametrii schemei electrice echivalente se pot determina pe cale experimentală cu ajutorul

încercării de mers în gol (s=0 ) şi în scurtcircuit (s=1 ) , cu rotorul calat ( blocat ) , în mod asemănător încercării transformatorului . Datorită întrefierului mărit ( comparativ cu cel de la transformatoare , practic nul ) , curentul de mers în gol este mai mare , iar reactanţa de magnetizare mai mică ( de cca zece ori în unităţi relative ) faţă de cele ale transformatorului .

Pe baza schemei echivalente se studiază în mod intuitiv regimurile de funcţionare ale maşinii .Considerând alunecarea s ca un parametru caracteristic al regimului de funcţionare , pentru

7

Page 8: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

tensiune 1U dată ( aplicată motorului de la reţeaua de alimentare ) se scriu fără dificultate ecuaţiile de tensiuni şi curenţi ale maşinii :

222

01 IjXs

RU

XR IIjX

U

R

UI 0101

1

01

01

0101

011111 UIjXRU

2.4 Caracteristicile de funcţionare ale motorului asincron trifazatCele mai importante caracteristici de funcţionare ale motorului asincron sunt caracteristica

cuplului funcţie de alunecare sau turaţie funcţie de cuplu , caracteristica de sarcină electrică ( curentul funcţie de alunecare ) , caracteristica randamentului şi a factorului de putere ca funcţii de puterea utilă , la tensiune şi frecvenţă de alimentare constante . Caracteriticile naturale corespund valorilor nominale ale tensiunii şi frecvenţei .Caracteristicile naturale de funcţionare ale maşinilor asincrone diferă şi în funcţie de tipul constructiv al circuitelor rotorice ( bobinate sau în scurtcircuit cu simplă colivie , cu bare înalte sau cu dublă colivie ) .

a. Caracteristica cuplu-viteză Dependenţa dintre cuplul electromagnetic M ce acţionează asupra rotorului ( raportat la

valoarea sa maximă Mm ) şi alunecarea motorului este reprezentată în figura .3.

Figura 3Pentru maşinile de mare putere (sute de kW) , cu regim de funcţionare continuă , expresia cuplului electromagnetic relativ funcţie de alunecare este următoarea :

s

s

s

sM

M

m

m

m 2

Alunecarea critică sm corespunzătoare valorii maxime a cuplului este egală cu raportul dintre

rezistenţa

2R şi reactanţa ramurii de sarcină X : X

Rsm

2

Pentru motoarele industriale uzuale alunecarea critică are valori de ordinul sm = 0,08-0,3 .Cuplul maxim este proporţional cu pătratul tensiunii de alimentare şi invers proporţional cu reactanţa ramurii de sarcină a schemei echivalente . Raportul dintre cuplul maxim şi cel nominal Mm/Mn , este denumit coeficient de supraîncărcare şi are valori de ordinul 1,5 – 3,5 . Datorită dependenţei de pătratul valorii tensiunii , cuplul maxim

8

Page 9: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

devine egal cu cel nominal la valori ale tensiunii scăzute la 0,815 – 0,535 din tensiunea nominală , ceea ce constituie un dezavantaj al motorului asincron .Pentru valori mici ale alunecării s în raport cu alunecarea critică sm se aproximează :

s

s

s

s

s

s mm

m

,

încât rezultă o porţiune liniară a caracteristicii cuplu-alunecare în jurul originii :

mm s

s

M

M2

,

când ms

s

<< 1 . Pentru valorile mari ale raportului ms

s

se aproximează m

m

m s

s

s

s

s

s , rezultând un

domeniu cu variaţie hiperbolică a caracteristicii :

s

s

M

M m

m

2 când s

sm

>> 1.b. Carateristica turaţie –cuplu ( mecanică )

reprezentata în figura 4. se obţine din caracteristica cuplu-alunecare în urma substituţiei alunecării s în funcţie de turaţia rotorului :

Figura 4.

snsn 112

60

2

60112 ; 1

1n

ns

; unde pn

2

60

2

60 111

este turaţia câmpului învârtitor ( turaţia de sincronism ) .Caracteristica cuplu-alunecare sau cea echivalentă turaţie – cuplu , are trei domenii

corespunzătoare unor regimuri distincte de funcţionare a maşinii : motor ( 0 < s < 1 sau n1 > n > 0 ) , generator ( 0 >s sau n > n1 ) şi frână ( s > 1 sau n < 0 ) .

Dacă se adoptă un sens de referinţă comun pentru turaţii şi cupluri rezultă puterea electromagnetică a motorului şi cea mecanică a generatorului cu semnul plus ( primite de maşină ) , iar cea mecanică a motorului şi cea electromagnetică a generatorului cu semnul minus ( generate de maşină ). In cazul funcţionării ca frână , puterea electromagnetică ( MΩ1 ) este pozitivă ca la motor , iar cea mecanică pozitivă ca la generator . Puterile primite de frână sunt transformate prin efect Joule – Lenz în conductoarele rotorului precum şi prin frecare în lagăre şi ventilaţie .

9

Page 10: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Regimul permanent de funcţionare ( cu turaţie constantă ) al maşinilor electrice se stabileşte la echilibrul cuplului electromagnetic cu cel mecanic .

Cuplul mecanic depinde în general de turaţie conform caracteristicii sale experimentale . Caracteristicile de cuplu ale motoarelor asincrone se pot intersecta cu cele ale mecanismelor antrenate ( inclusiv cuplul datorat pierderilor prin frecarea rotorului ) într-un singur punct sau în două puncte ( ca A şi C , figura 5 )

Figura 5.Se arată că numai în porţiunea )AB a caracteristicii motorului rezultă puncte de funcţionare stabile ( pentru tipurile uzuale de caracteristici ale mecanismelor ) . In adevăr , pentru puncte ca A , la un impuls de variaţie a alunecării , rezultă cupluri dinamice ce restabilesc echilibrul ( cuplul accelerator la scăderea vitezei şi cuplu de frânare la creşterea vitezei ) pe când în jurul punctului C cuplurile dinamice acţionează în sensul amplificării impulsului de variaţie a vitezei ( cuplul accelerator la creşterea vitezei şi cuplu de frânare la scăderea vitezei )

Alunecarea nominală a motoarelor asincrone reprezintă numai câteva procente ( 1% - 5% ) din viteza de sincronism şi deci turaţia se modifică în mică măsură la schimbarea sarcinii . De aceea porţiunea stabilă a caracteristicii turaţie – cuplu a motorului asincron aparţine categoriei „dure” , sau „ rigide” a caracteristicii .

Cuplul de pornire este o mărime caracteristică importantă pentru orice motor electric . Evident valoarea sa trebuie să o depăşească pe aceea a cuplului mecanismului antrenat pentru ca motorul să poată porni. Expresia cuplului de pornire MP al motorului asincron se poate deduce prin particularizarea expresiei cuplului electromagnetic pentru valoarea alunecării la pornire , s=1 .

mm

m

P

ssM

M1

2

La motoarele cu rotorul bobinat cuplul de pornire poate fi mărit cu ajutorul reostatului de

pornire care modifică valoarea rezistenţei echivalente raportată la stator , ceea ce constituie un avantaj pentru motoarele cu rotorul bobinat care pot fi deci folosite în acţionări electrice care necesită cupluri mari de pornire .

Trebuie să remarcăm faptul că cuplul de pornire reprezintă doar ( 0,5-1 ) % din cuplul nominal , spre deosebire de curenţii de pornire , atât cei statorici cât şi cei rotorici cu valori de ( 5-10 ) ori curentul nominal .Reducerea valorilor curenţilor de pornire şi creşterea concomitentă a cuplului de pornire ale motoarelor asincrone , necesită mijloace speciale ( reostat de pornire la motoarele cu rotorul bobinat ) fie motoare de construcţie specială ( rotor cu bare înalte sau cu dublă colivie ) .

c. Caracteristica randamentuluiRandamentul unei maşini este raportul dintre puterea utilă Pu (livrată ) şi puterea primită P1 :

PP

P

P

P

u

uu

1

10

Page 11: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

pierderile de putere P în motorul asincron sunt : pierderi în înfăşurările statorului ( pierderi în

cupru 1CuP ) dependente de pătratul valorii efective a intensităţii curentului , pierderi în fier ( mai

ales în miezul statorului ) FeP , care se datorează fenomenului de hiesterezis şi curenţilor turbionari produşi de fluxul magnetic principal , practic independente de sarcină ca şi pierderile

mecanice mP datorite frecărilor în lagăre şi prin ventilaţie şi pierderi în circuitele rotorului 2CuP .Puterea electromagnetică transmisă de câmp de la stator la rotor este egală cu diferenţa

dintre puterea primită de stator şi pierderile în cuprul şi fierul statorului :

1112 FeCu PPPP Puterea electromagnetică primită de rotor este transmisă în majoritate mecanismului cuplat

la arbore ca putere utilă şi parţial transformată în căldură ( datorită pierderilor în conductoare şi prin frecări mecanice ) .

Pierderile în fierul rotorului sunt neglijabile deoarece viteza de rotaţie a câmpului învârtitor , în regim normal , faţă de rotor este foarte mică :

222 CumCuu PPPPPP

Suma PPP mu reprezintă puterea mecanică a rotorului cuplat cu sarcina .Pierderile mecanice şi în fier sunt aproximativ egale cu cele de la mersul în gol , iar

pierderile în cupru sunt egale cu cele de la încercarea în scurtcircuit . Caracteristica randamentului ca funcţie de puterea utilă este reprezentată în figura 6.

Figura 6. Se demonstrează că P = P2 (1-s ) care coroboraotă cu relaţia de mai sus conduce la :ΔPCu2 = sP2 . Pierderile în circuitele rotorului reprezintă fracţiune s din puterea

electromagnetică P2 transmisă rotorului . Puterea mecanică reprezintă fracţiunea (1-s)P2 .Pentru obţinerea unui randament cât mai bun alunecarea motorului trebuie să fie cât mai

mică . d. Caracteristicile motoarelor cu rotoare de construcţe specialăMotoarele cu rotorul bobinat şi inele sunt costisitoare, greu de întreţinut, iar cele cu colivie

normală (cu bare rotunde) au la pornire cuplul mic şi curentul mare. De aceea, fără a modifica statorul, se folosesc forme constructive de rotoare cu bare înalte sau colivii duble care, la aceeaşi putere, au la pornire cuplu mare şi curent mic.

Coliviile rotoarelor se realizează prin turnare din aluminiu sau prin sudarea barelor din crestături la inele frontale de scurtcircuit. În acest ultim caz coliviile pot fi din aluminiu, cupru, bronz sau alamă.

11

Page 12: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

3. PORNIREA MOTOARELOR ASINCRON TRIFAZATE

Problema pornirii motoarelor electrice în general se referă la : asigurarea unei valori minime a cuplului electromagnetic de pornire care să depăşească

valoarea cuplului rezistent al mecanismului antrenat încât pornirea să fie relativ rapidă limitarea curentului de pornire încât să nu fie depăşită valoarea maximă a curentului admis

de reţeaua electrică limitarea încălzirii motorului provocată de pierderile de energie în conductoare în cazul

curenţilor mari şi a duratei lungi de pornire Alegerea motorului şi a modului de pornire depinde de cuplul static rezistent M r al

mecanismului de antrenat şi de curentul de pornire admis pentru motor. Totodată, pornirea trebuie să se facă fără şocuri periculoase pentru elementele transmisiei.

3.1. Pornirea motoarelor cu rotorul bobinatMotoarele asincrone cu rotorul bobinat (fig. 7) se pornesc cu ajutorul reostatului de pornire

simetric sau al bobinelor de reactanţă conectate în circuitul rotoric (fig. 8) . Motorul se poate porni la cuplul dorit prin introducerea de rezistenţe în circuitul rotorului. În general

MpM=(1,5…1,8)Mn pentru reducerea timpului de pornire. Având rezistenţa Rp în circuitul rotoric şi cuplând motorul la reţea, apare la s=1 (n=0) cuplul MpM care pune în mişcare rotorul, punctul de funcţionare deplasându-se din A către B. Când ajunge în B, trece pe caracteristica urmatoare pana în punctul C şi procesul pornirii continuă până când punctul de funcţionare ajunge în punctul H corespunzător cuplului rezistent Mn al mecanismului (fig. 9).

Trebuie menţionat că valoarea curentului de pornire Ip se poate reduce şi prin introducerea în circuitul rotoric a unui reactanţe xp, pentru s=1. Dar în acest caz scade cuplul de pornire Mp, cuplul critic MkM şi alunecarea critică sk şi nu prezintă avantaje.

a) b)

12

Figura 7. Motor asincron cu inele: a – ansamblu; b – rotor.

Page 13: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

M3

123

Figura 8. Pornirea şi reglarea turaţiei la motoare asincrone cu inele.

Figura 9.Caracteristicile mecanice la pornirea/ reglarea turaţiei motoarelor asincrone cu inele, cu reostat rotoric.

3.2. Pornirea motoarelor cu rotorul în colivieIn cazul pornirii motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit se utilizează : a. pornirea prin conectare directă la reţea în cazurile în care puterea nominală a motorului este

mică în raport cu capacitatea de sarcină a reţelei;b. cu autotransformator sau cu comutator stea-triunghi la tensiune redusă;c. cu rezistoare sau bobine de reactanţă serie simetrice sau nesimetrice conectate în circuitul

statoricComponentele unui motor asincron curotorul in colivie sunt prezentate in figura 10.

Figura 10. Componentele unui motor asincron cu rotor în colivie

13

M0 1 2

M m

M r

s 0 s 1 s 2

s1

M p 0 M p 1 M p 2

Page 14: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

M

B

U 1 V 1 W 1

W 2U 2 V 2

Y

Y

B

M n

M p Y ssn 1

a. Conectarea direct la reţea, este utilizată curent unde reţelele de alimentare şi mecanismele antrenante permit acest lucru. STAS 17640-70 stabileşte pentru motoarele cu puteri până la 132KW valorile Ip=(4…7,5)In, Mp=(1,2…2,2)Mn şi s=1,9…2,4. Aceste date depind de fiecare motor în parte, de putere şi turaţie. Pentru pornirea motorului conectat direct la reţea se folosesc scheme de pornire care includ aparate manuale sau contactoare (fig.11).

Figura 11. Pornirea prin conectare directă la reţea: a - pornirea directă cu ajutorul comutatorului manual; b- pornirea directă cu ajutorul contactoarelor

Pornirea stea-triunghi se poate aplica la motoarele care au scoase cele şapte capete ale înfăşurării statorice şi în care pot funcţiona în triunghi la tensiunea reţelei trifazate la care se va cupla. Deci, un motor cu tensiunile de lucru 220- 380V se poate porni stea- triunghi numai la reţeaua de 220V. În momentul pornirii, se conectează K1 şi curentul de linie este: Iyp=UI1/Zk=U1/ 3 Zk. Dacă pornirea se

face direct în triunghi, curentul de linie ar fi: Idp= 3 3Ip= 3 (U1/Zk)=3Iyp, adică de trei ori mai

mare decât la pornirea în stea. Dar la pornirea în stea, având o reducere de tensiune U 1=U1 3 , cuplul de pornire scade tot de trei ori şi motorul nu poate porni în plină sarcină.Comutarea conexiunii statorice din stea în triunghi se realizează cu un comutator stea-triunghi cu acţionare manuală sau automată, care realizează, aşa cum se vede în figura 12, conectarea în stea şi apoi în triunghi a înfăşurărilor statorice ale motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit sau bobinat. Trecerea de la conexiunea stea la conexiunea triunghi se face după un anumit timp şi echivalează cu trecerea de la o tensiune de alimentare redusă, la tensiunea nominală. Acest procedeu de pornire este folosit la motoare mici şi mijlocii şi este simplu şi ieftin.

Figura 12. Pornirea stea-triunghi a motorului asincron trifazat:a- schema electrică de principiu; b- deplasarea punctului de funcţionare.

14

F

Q

M3

M3

F

C C

b p

ba

C

Page 15: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Reducerea tensiunii de alimentare pentru reducerea curentului de pornire se face la motoarele mari prin folosirea autotransformatoarelor coborâtoare cu una două trepte de tensiune.După trecerea prizelor pe poziţia de tensiune minimă motorul porneşte cu tensiunea redusă. Când motorul ajunge la turaţia normală, se trece treptat pe prizele de tensiune mai mare, şi în final se alimenteaza motorul la tensiunea reţelei. Datorită costului ridicat al autotransformatorului, a volumului acestuia şi a complexităţii schemei, acest procedeu are utilizare limitată.

15

Page 16: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

4. NORME SPECIFICE DE SECURITATEA MUNCII LA EXPLOATAREA MOTOARELOR ELECTRICE

Indiferent de natura activitatii in orice proces de munca sunt implicate patru elemente care se intersecteaza si influenteaza reciproc:executantul, sarcina de munca, mijloacele de productie si mediul de munca .

Aceste elemente constituie sistemul de munca, ce reprezinta sucesiunea in timp si spatiu a activitatii conjugate al executantului si mijloacelor de productie.

Pentru ca un proces de munca sa aiba loc se impune ca cele 4 elemente sa coexiste in spatiu si timp si sa intre in relati reciproce. Implicit procesul de munca se constituie intr-un spatiu in care se produc accidente de munca si imbolnaviri profesionale, dar pentru a se ajunge la cauzele producerii acestea trebuie sa se stabileasca ce se intampla in interiorul sistemului de munca. Se constata astfel ca atat accidentele de munca cat si imbolnavirile profesionale sunt generate de disfunctiile sistemului de munca, de dereglarile elementelor constitutive.

Prevenirea accidentelor de munca si a bolilor profesionale reprezinta scopul final al activitatii de protectie a muncii.

Daca accidentele de munca au cauze subiective (depind de factorul uman) si se pot preveni prin masuri organizatorice si igienico- sanitare cele care au cauze obiective (nu depind de factorul uman) se previn in special prin masuri tehnice: mijloace de productie, mijloace individuale de protectie.

Importanta primordiala in prevenirea accidentelor si a imbolnavirilor profesionale o au masurile generale de protectie si prevenire si doar in situatiile de exceptie, cand au fost epuizate toate masurile colective, dar pericolul a ramas, se impun ca necesitate masurile individuale de protectie .

Pentru exploatarea fara pericol a instalatiilor electrice vor fi respectate procedeele si tehnologia prevazuta in instructiunile tehnice .Măsurile tehnice pentru realizarea unor lucrări la instalaţiile electrice cu scoatere de sub tensiune sunt: Separarea electrică a instalaţiei prin întreruperea tensiunii şi separarea vizibilă a instalaţiei sau a unor părţi din instalaţie la care urmeazăa se lucra şi blocarea în poziţia deschis a dispozitivelor de acţionare a separatoarelor prin care s- a făcut separarea vizibilă şi montarea plăcuţelor avertizoare. Identificarea pe baza schemelor electrice a instalaţiei sau a părţii din instalaţie în care urmează a se lucra. Verificarea lipsei de tensiune urmată imediat de legarea la pământ şi în scurtcircuit cu ajutorul aparatelor portabile de masura a tensiunii sau cu ajutorul detectoarelor de tensiune. Delimitarea materială a zonei de lucru, trebuie să asigure prevenirea accidentării membrilor formaţiei de lucru dar şi a persoanelor care ar putea pătrunde accidental în zona de lucru. Măsuri organizatorice de protecţia muncii la executarea lucrărilor în instalaţiile electrice cu scoatere de sub tensiune, sunt următoarele: Autorizaţia de lucru, este emisă de către emitent (angajator) pentru executarea unei singure

lucrări într-o singură instalaţie electrică. Admiterea la lucru trebuie să se facă după realizarea efectivă a tuturor măsurilor tehnice de protecţia muncii. Începerea şi desfăşurarea lucrării trebuie să aibă loc după ce şeful de lucrare împreună cu un membru al formaţiei de lucru realizează zona de lucru iar membrii formaţiei au fost instruiţi. La terminarea lucrării şeful de lucrare trebuie să asigure srângerea sculelor, a meterialelor, executarea curăţeniei şi demontarea mijloacelor de protecţia muncii. Apoi lucrarea se va preda admitentului la lucrare (beneficiarului), executând împreună cu acesta probele funcţionale.

Instrucţiuni tehnice interne de protecţia muncii care se aprobă de conducătorul unităţii. Aceste instrucţiuni vor conţine categoria de lucrări ce se pot executa cât şi lista cu personalul care are dreptul să le execute.

16

Page 17: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

5. ASIGURAREA CALITATII IN LUCRARILE DE EXPLOATARE A MOTOARELOR ASINCRON TRIFAZATE

Lucrările de exploatare/ intretinere se vor executa in regim de asigurarea calităţii, standardul de calitate aplicabil fiind SR EN ISO 9001 :2001sau "echivalent".Ca parte componentă a modului in care se asigura calitatea lucrarilor executantul trebuie sa detina: Planul Calităţii şi Planul de Control al Calităţii, de Verificări şi Încercări (P.C.CV.I.) după

standardul de calitate aplicabil lucrării şi de a-I supune spre aprobare beneficiarului Înainte de Începerea execuţiei lucrării. executantul are obligaţia de a intocmi şi transmite

beneficiarului graficul de execuţie şi rapoarte de progres (stadiul de execuţie). Executantul lucrarilor va permite responsabilului cu asigurarea calităţii al beneficiarului saureprezentantului de asigurarea calităţii al acestuia, să aibă acelaşi drepturi de acces la lucrareain execuţie ca şi responsabilul cu asigurarea calităţii propriu. Executantul are obligaţia de a prezenta responsabilului cu asigurarea calităţii albeneficiarului sau reprezentantului de asigurarea calităţii al acestuia neconformităţile apărute Înexecuţia produsului şi modul de soluţionare a acestora. Executantul are obligaţia de a convoca beneficiarul sau reprezentantul acestuia pentru aparticipa la punctele de inspecţie stabilite in Planul Calităţii.

Lucrarile de asamblare, montaj, instalare, punere in functiune, specifice instalatiilor electrice precum si a componentelor acestora se executa pe baza unui contract incheiat intre beneficiar si executant, cuprinzand conditiile de executie.

Executantul este obligat sa controleze, atat la sosirea in atelier /la locul de amplasare cat si la montaj / instalare, toate materialele, echipamentele si aparatele din punct de vedere al concordantei cu proiectul, al prevederilor standardelor sau normelor interne ale producatorilor, precum si din punctul de vedere al starii si integritatii. Toate materialele, aparatele si echipamentele trebuie sa fie insotite de documente care sa ateste calitatea si caracteristicile:

certificat de calitate; certificat de conformitate; certificat de garantie; cartea tehnica a componentelor, aparatelor etc.

Documentele insotitoare ale materialelor si echipamentelor din import trebuie sa fie traduse in limba romana si sa fie insotite de certificat de conformitate. Aceste documente se predau executantului la executia lucrarilor si beneficiarului la receptie.

In anexa lucrarii sunt prezentate documentele intocmite de firmele executante pentru beneficiari/ clienti.

17

Page 18: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

6. CONCLUZII SI OBSERVATII

Motoarele asincron trifazate formează cea mai mare categorie de consumatori de energie electrică din sistemul energetic, fiind utilizate în toate domeniile de activitate: maşini-unelte (strunguri, raboteze, freze, polizoare, maşini de găurit, ferăstraie mecanice etc.), poduri rulante, macarale, pompe, ventilatoare etc.

Până de curând, motoarele asincrone erau utilizate ca motoare de antrenare în acţionările cu turaţie constantă; prin dezvoltarea electronicii de putere, acţionările reglabile cu motoare asincrone au căpătat o extindere remarcabilă, datorită fiabilităţii lor net superioare, în comparaţie cu motoarele de curent continuu.

La pornirea si reglarea vitezei motorului asincron trifazat cu inele prin modificarea rezistenţei circuitului rotoric, nu se modifică cuplul maxim, însă se modifică alunecarea maximă. Reglarea vitezei prin reostat produce pierderile suplimentare de putere, care micşorează randamentul. Din acest motiv, reglarea vitezei cu reostat se face când se cere reducerea turaţiei cu cel mult 10 – 20%; o reducere mai mare a turaţiei se admite numai dacă funcţionarea cu turaţie redusă durează un timp scurt. Pornirea motoarelor este recomandat să se efectueze la un cuplu cât mai mare si prin alegerea corespunzătoare a valorii reostatului de pornire, se poate porni un motor chiar la cuplul maxim pe care îl poate dezvolta acesta. La sfârşitul perioadei de pornire, reostatul trebuie scurtcircuitat, dacă nu se efectuează şi reglarea vitezei prin aceeaşi metodă altfel, reostatul proiectat să funcţioneze un timp scurt, se va deteriora şi, în plus, randamentul acţionării va fi mult diminuat.

La pornirea motoarelor cu rotorul în scurtcircuit accesul la bornele rotorice nu mai este posibil. De aceea, la aceste motoare, metodele de pornire sunt concentrate pe circuitul statoric, iar rotorului i se aduc modificări constructive care vizează îmbunătăţirea performanţelor la pornire (creşterea cuplului şi micşorarea curentului absorbit).

Modificările constau în: fie adâncirea crestăturilor rotorice şi realizarea coliviei din bare înalte fie realizarea unei colivii duble: una de pornire – spre întrefier şi alta de funcţionare – spre axul rotoric Colivia de pornire este parcursă de curent un timp scurt, cât durează pornirea, şi pentru a micşora curentul de pornire se execută din materiale cu rezistivitate mare (alamă). Colivia de funcţionare se execută din cupru.

Metoda pornirii Y- D poate fi utilizată şi la motoarele cu inele, dacă bobinajul statoric permite acest lucru.

18

Page 19: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

BIBLIOGRAFIE

1. Constantin Ghiţă, Maşini electrice, Ed Matrix Rom, Bucureşti, 2005;

2. Năstase Bichir, Maşini, aparate, acţionări şi automatizări, Ed. Matrix Rom, Bucureşti, 2007;

3. Norme specifice de securitatea muncii, MMPSF, 1995-2000;

19

Page 20: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

ANEXA

1. Desen de ansamblu motor asincron;2. Certificat de calitate ; 3. Certificat de garantie ; 4. Proces verbal de primire- receptie

20

Page 21: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Desen de ansamblu motor asincron

21

Page 22: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Nr. ..…Sector.…, Buc PRODUS : Motor electric asincronTel:……………………. Mobil:…………………

CERIFICAT DE GARANTIE

Incheiat azi _____________________ intre__________________Administrator unitate si d-ul (na)_______________________________Str._________________Nr.______bl.______sc._____apt._____sect___Localitate__________________________________________________.

Cu ocazia receptiei lucrarii efectuate la ______________________s-a constatat ca obictul functioneaza normal si nu sunt obiectii referitoare la lucrare. Clientul a fost informat asupra modului de utilizare si este multumit de lucrare. Termenul de garantie pentru manopera este de________luni in conditii de functionare normala de la data eliberarii obiectului. Valoarea lucrarii executate (atat piese cat si manopera), este de ______

Depanator, Loc stampila Beneficiar,

22

Page 23: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

CERTIFICAT DE GARANTIE SI CALITATE

Nr.serie aparat_____________________.Felul aparatului_____________________________.

Aparatul a fost verificat conform normelor in viguare si corespunde conditiilor de calitate prescrise. Dupa restrictie solocitati efectuarea probei de functionare si securitate electrica. Termenul de garantie este de 3- 6 respectiv 12 luni in functie de aparat, de lucrare si numai pentru defectul remediat. Garantia este asigurata de unitatea S.C. .................S.R.L. care a efctuat reparatia.

Conditii de garantie :

1.Garantia se aplica numai daca factura (bonul de casa)si acest certificat ne sunt prezentate impreuna cu aparatul reclamat.2. Aparatul nu beneficiaza de garantie in urmatoarele situatii :

nu au fost respectate instructiunile de tansport, manipulare, instalare si utilizare prescrisa. a suportat interventii (reparatii) din partea unor persoane neautorizate de firma noastra.

3. Perioada de garantie se prelungeste cu timpul scurs intre data reclamatiei si efectuarea reparatiei.

D I R E C T O R.

23

Page 24: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

PROCES VERBAL DE RECEPTIE/ PRIMIRE/ PREDARE/ PUNERE IN FUNCTIUNE

Incheiat astazi,______________, la sediul societatii comerciale____________S.A. cu ocazia punerii in functiune a instalatiei tip ________________.

PARTICIPANTI :

EXECUTANT S.C._______________S.R.L . Dir._______________.

BENEFICIAR S.C._________________S.A. _________________________ _________________________

S-au constatat urmatoarele:- echipamentele ce compun instalatia frigorifica,montate pe teren, corespund din punct de vedere cantitativ si calitativ cu cele din Contract.- instalatia frigorifica montata functioneaza corect,avand prevazute echipamentele de protectie necesare ; Dupa_________ore de functionare,instalatia frigorifica a realizat temperatura de_____ºC ;- s-a procedat la instruirea personalului ce va realiza exploatarea instalatiei in persoana D-ului_____________ Revizia tehnica periodica este necesara si in perioada de garantie a instalatiei frigorifice Termenul de garantie este de 12 luni de la data punerii in functiune.

Prezentul Proces verbal s-a incheiat in trei exemplare

EXECUTANT, BENEFICIAR

S.C__________SRL S.C__________S.A

24

Page 25: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

RAPORT SERVICEData:____/_____/____

Service realizat de________________________________________S.R.L

Denumire produs:____________________ GARANTIE ____________________ POSTGARANTIE

Nr.sesizare:_____;Data sesizarii___/___/___;Nr.certificat garantie______ Vanzator________________________Data cumpararii_______________Nume client:__________________________;Telefon________________Adresa:________________________________;Oras_________________Defectiunea reclamata;_________________________________________Diagnostic tehnician:__________________________________________

Raport tehnic de interventie:____________________________________

DEVIZ DE INTERVENTIE 1$=___________Lei

A.Piese de schimb si materiale Nr.

Denumire piese schimb

Cantitate. Pret fara TVA

1 2 3 4

A.__________$__________lei Total pret P.S(fara TVA) :B.Manopera B.___________$__________lei Constatare(fara TVA) :---------------$ Tarif(fara TVA) :----------------------$ Total pret manopera :-----------------$C.Deplasarea in afara localitatii C.___________$__________lei Nr km___________x _______$/km=______$ Total pret deplasare :___________________

D.total de plata fara TVA (A+B+C): D.___________$__________leiAceasta valoare se trece pe factura in coloana 4 !!!!! CLIENT TEHNICIAN_______________ Semnatura _______________ Semnatura si stampila _______________

25

Page 26: Pornirea Motorului Asincron Trifazat

Unitatea ..................................... Seria Nr. Nr.ord.reg.com/an......................Codul fiscal…………………....Sediul:……………....................Contul........................................Judetul.......................................

Bon de comanda Nr. ……………………. Din data de ……………………………..

Client ……………………… Str. …………………......... Nr. ..... Bl. …….. Et. …. Sect./Judet …………… Localitatea………………….

Codul Obiectul/optiunea

Tarif/h Tarif (Lei)

Materiale ( ale unitatii sau ale clientului)reper Denumire

materialNr Bon Pret unitar valoare

Total = I …………….Total = II ……………Total = I + II ………..T.V.A. = …………….

Total Manopera :

Total general :…………………. Chitanta Nr.: ……………….. Din : ………………. Incasat in avans : …………………….. Rest de plata : ………………………… Termen de executie : ………………….

Unitatea:………………. Executa lucrari de reparatii la Strada:………………… instalatii si utilaje electromecanice

26


Top Related