1

Lucrarea de laborator L6

Motorul asincron

A. Studiul construciei motorului asincron cu rotorul n scurtcircuit

Lucrarea are urmtoarele obiective de studiat: 1. Schia statorului i rotorului; 2. Identificarea bornelor nfurrilor i realizarea conexiunilor; 3. Interpretarea datelor nscrise pe motor. 1. SScchhiiaa ssttaattoorruulluuii ii rroottoorruulluuii

SScchhiiaa ssttaattoorruulluuii Statorul (partea fixa) are rol de inductor i este alctuit din:

carcasa din font (oel) turnat; miez feromagnetic confecionat din tole de oel electrotehnic, cu grosimea de 0,5mm,

prevzut pe partea interioar cu crestturi axiale n care este aezat nfurarea statorului; nfurarea trifazata a statorului, formata din spire (bobine) din conductor de cupru

sau aluminiu repartizate in crestaturile miezului feromagnetic.

Gauri de prindere cu capacele

Talpi de fixare

Carcasa din fonta

Miezul cu tole magnetice

Spirele statorului

Palete verticale de racire

2

SScchhiiaa rroottoorruulluuii

Axul rotorului

Miezulrotorului

Capace cu lagare de fixare in carcasa

Barele infasurarii rotorului

Palete verticale de racire

Rotorul (partea mobila) este indusul mainii i este format din: arborele rotorului (axul); - miezul feromagnetic confecionat din tole de oel electrotehnic. Are forma unui cilindru prevzut cu crestturi pe periferia exterioar n care sunt montate conductoarele (bare de Al sau din Cu) nfurrii rotorice; inelele de scurtcircuit a capetelor barelor; -paletele ventilatorului de rcire; - scuturile, (capacele laterale) cu lagrele de susinere a arborelui. 2. Identificarea bornelor nfurrilor i realizarea conexiunilor Motorul asincron analizat n laborator are sase borne ale nfurrii statorului accesibile la placa de borne. Se identific bornele aparinnd aceleiai faze cu un ohmmetru (rezistena electrica este mic sau aparatul emite un semnal sonor continuu). Dup identificare born cu born, notm cu indice1 bornle de nceput si cu indice 2 bornele de sfrit, ca in exemplul: U1, V1, W1 ,U2, V2, W2 .

3

Realizarea conexiunii stea (conexinuea Y) -se leag bornele de sfrit (notate cu indice 2) ntre ele, iar bornele de intrare (notate cu indice 1) la sursa de alimentare.

Realizarea conexiunii triunghi (conexiunea ) - se leag borna de sfrit a unei faze cu borna de nceput a urmtoarei faze.

3. Interpretarea datelor nscrise pe motor Datele nscrise pe plcua indicatoare sunt: MA 4-100-L-28 MA- motor asincron ; 4-numarul de poli magnetici (p=2, numrul de perechi de poli magnetici); 100 mm- nlimea de la tlpi la axul arborelui ; L- motor cu carcas lung ; 28 mm- diametrului arborelui(de la pan); 3~ motor asincron trifazat; /Y- (conexiune n stea sau triunghi) U=220V/380V- n conexiune -220V-tensiune de linie; - n conexiune Y-380 V-tensiune de linie; U- tensiune de linie; I=13/5,2 A - n conexiune , I=13A - n conexiune Y, I= 5,2 A P2=2,2 KW - reprezint puterea mecanic la arbore cos =0,8 - reprezint factorul de putere n2=1425 rot/min, turatia nominala; f1=50Hz.

4

B. Aplicaii cu motorul asincron n acionrile electrice. Breviar cu relaii de calcul. 1. Turaii, alunecare, frecven, viteze

pfn 11

60= ; 1

21

nnns = ; 12 sff = ; 60

2 111

np

== ; sradn /60

2 22

= ; n1 turaia de sincronism; s alunecarea; f2 frecventa curentului rotoric; 1 viteza de sincronism (a cmpului invartitor); 2 viteza arborelui; p numrul de perechi de poli magnetici; n2 turaia arborelui. 2. Puterile din diagrama de puteri

Diagrama de puteri

Ecuaiile fundamentale 11111 cos3cos3 IUUIP == 2111 3 IRPj = PPPP Fej ++= 111 sPPj =2 PsPPP jm )1(2 == 2PPP frm +=

1

2

PP= .

5

Se noteaz: P1 = puterea electrica absorbita de nfurarea statorului;

P = puterea electromagnetica transmisa rotorului; Pm = putere mecanic; P2 = puterea mecanic util; PFe1 = pierderile de putere n miezul (fier) statoric; Pj1, Pj2 = pierderile de putere prin efect Joule n nfurri (stator si rotor); Pfr = pierderile de putere de frecare; = randamentul; M = momentul cuplului electromagnetic; M2 =momentul util. 3. Momente cupluri

1

= PM , momentul cuplului electromagnetic; 2

22 =

PM , momentul util.

4. Curentul i cuplul de pornire al motorului

- pornire direct: npd IKI 1= , 8...5=IK ;

Mpd = KM Mn, 6,0...3,0=MK - pornire cu comutator stea / triunghi:

= PPY MM 31

- pornire cu autotransformator:

PdATR

PATR IKI 2

1= ; PdATR

PATR MKM 2

1= ; secU

UK prATR = , raportul de transformare.

Aplicaie numerica Un motor asincron tetrapolar n conexiune Y are urmtoarele date nominale : U=380V ; 83,0cos 1 = ; = 2,01R ; %21 =FeP din puterea electromagnetica (P) ; 87,0= ;

NmM 1002 = cuplul util ; n2= 1440rot/min; Upr =380V, Usec =300V. Sa se calculeze valorile mrimilor prezentate in breviarul de calcul. 1.Turaii, alunecare, frecven, viteze: sradn /79,150

6014402

602 2

2 ===

= PPY II 31

6

min/150025060

1 rotn == 04,0

150014401500 ==s

Hzfsf 25004,012 ===

09,1576015002

602 1

2 === n 2. Diagrama de puteri

2

22 =

PM

KWMP 079,1579,150100222 ===

KWWPP 324,171732487,0079,152

1 ====

API 7,3183,03

17324cos3 1

1 === WIRPj 69,60372,312,033

2211 ===

++=++=++= 1100

21002

1111 PPPPPPPPP jjFej

WPPPP

P jj 3,16400)69,60317332(102100

102)(100

1100

21111 ===

+=

WPPFe 328%21 == WPsPj 6563,1640004,02 === WPPP jm 3,157446563,164002 === WPPP mfr 3,665150793,157442 ===

3. Momente cupluri

21

41,10407,157

3,16400====

mPNmPM

7

4. Curentul i cuplul de pornire - pornirea direct

AIKI npd 86,1572,3151 === NmMKM Mpd 32,3141,1043,0 ===

- pornirea cu autotransformator

KATR= 266,1300380 ==

UnecUpr

IP ATR= AIpdK ATR

891,986,15266,111

22 ==

MP ATR= mNMpdK ATR

== 54,1932,31266,111

22

C. Determinri experimentale n acionarea cu motorul asincron

Lucrarea are ca scop urmtoarele obiective de studiat:

1. Determinarea experimental a cmpului magnetic nvrtitor; 2. Pornirea motorului n conexiune ; 3. Pornirea motorului n conexiune Y; 4. Pornirea motorului cu comutatorul Y-; 5. Pornirea motorului cu autotransformator; 6. Inversarea sensului de rotaie. Desfurarea lucrrii 1. Determinarea experimental a cmpului magnetic nvrtitor

SScchheemmaa eelleeccttrriicc

8

Se crete tensiunea U pn ce bila se rotete prin interiorul statorului. Prin schimbarea a dou faze ntre ele, se schimb sensul de rotaie al bilei, deci sensul de rotaie al cmpului nvrtitor. Pentru rezolvarea celorlalte puncte din lucrarea de laborator se folosete schema electrica de mai jos.

SScchheemmaa eelleeccttrriicc

Realizarea conexiunii comutator motor se face cu ajutorul ohmmetrului, astfel: - se identific bornele de nceput i sfrit ale fazelor motorului; - pentru poziia O a comutatorului se verifica lipsa vreunei legaturi dintre cele 6 borne de ieire ale comutatorului (rezistenta infinita); - pentru poziia Y a comutatorului se identifica bornele de ieire ale comutatorului legate ntre ele (care formeaz conexiunea stea); aceste borne vor fi legate la bornele de ieire U2, V2,W2 ale motorului; - pentru poziia a comutatorului se identifica bornele de ieire ale comutatorului legate ntre ele (care formeaz conexiunea triunghi); aceste borne vor fi legate la bornele de intrare U1,V1,W1 ale motorului, astfel nct pentru conexiunea sa fie legate direct intre ele bornele motorului aflate fa n fat.

2. Pornirea motorului n conexiunea Pentru Usec=20....40V, si motor in conexiunea se masoar curentul I2P, acesta sa fie 20A. Se trec datele n tabel (valori orientative).

Usec [V] 19 31 35,5 I2P [A] 7,5 14,5 17

Rezult c pe msur ce Usec crete, determina creterea i a curentului I2P . 3. Pornirea motorului n conexiune Y Pentru aceeai Usec, dar cu motorul n conexiune Y, se msoar curentul I2PY. Se trec datele n tabel (valori orientative).

Usec [V] 19 31 35,5 I2PY [A]

9

Se verifica relaia 32

2

p

p

II

4,35

17

2

2 ==

p

p

II

4. Pornirea cu comutatorul Y- Pentru aceeai Usec i comutatorul n pozitia 0, se pornete motorul prin conectarea comutatorului n conexiunea Y i apoi trecerea din conexiunea Y n conexiunea . Se trec datele n tabel (valori orientative).

Usec [V] 19 31 35,5 I2PY [A] I2Y [A]

Se calculeaz I2Y / I2PY.

5. Pornirea motorului cu autotransformatorul ATR Pentru Usec1=200V se msoar curentul de pornire I1p200=13A pentru motorul n conexiunea Y. Pentru tensiuni reduse Usec, se msoar curentul de pornire I1p. Se trec datele n tabel (valori orientative).

Usec [V] 200 180 160 140 I1p [A] 13 10,5 8,5 7,2 KATR 200/200=1 200/180=1,11 200/160=1,25 200/140=1,42 I1p calculat 13/1=13 10,5/1,112=0,085 8,5/1,252=5,44 7,2/1,422=3,57

KATR= 1200200

sec1sec ==

UU ; I1p calculat =

ATR

P

KI

22001 .

6.Inversarea sensului de rotaie Inversarea sensului de rotaie la motorul asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit, se realizeaz prin schimbarea ntre ele a dou faze.