ProiectMotorul sincron

BIZDOC PETRUTACuprins :

1. Principiul de functionare si ecuatiile motoarelor electrice pag.3-82. Clasificarea motoarelor electrice pag. 9-103. Partile componente ale motoarelor electrice sincrone pag. 11-144. Caracteristica mecanica a motorului sincron pag.15-165. Regimul de functionare al motoarelor sincrone pag. 17-206. Metode de pornire a motoarelor sincronepag.21-257. Utilizari pag.268. Bibliogafie pag.27capitolul I

Principiul de functionare si ecuatiile motoarelor electrice sincroneUnmotor electric(sauelectromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transform energia electric n energie mecanic. Transformarea n sens invers, a energiei mecanice n energie electric, este realizat de ungenerator electric. Nu exist diferene de principiu semnificative ntre cele dou tipuri demaini electrice, acelai dispozitiv putnd ndeplini ambele roluri n situaii diferite.

Majoritatea motoarelor electrice funcioneaz pe baza forelor electromagnetice ce acioneaz asupra unui conductor parcurs decurent electricaflat n cmp magnetic. Exist ns i motoare electrostatice construite pe baza forei Coulomb i motoare piezoelectrice.

n vastul proces de conversie (transformare) a energiei, un loc nsemnat l ocup conversia electromecanic care se realizeaz cu ajutorul mainilor electrice. Astfel, maina care face conversia energiei mecanice n energie electric se numete generator electric, iar cea care face conversia energiei electrice n energie mecanic, motor electric. Maina electric care, cu intervenia energiei mecanice, modific parametrii unei transmisiuni de energie electric (tensiune, curent, frecven etc) se numete convertizor electric rotativ. Cnd maina electric primete att energie electric, ct i energie mecanic i Ie transform n cldura, prin efectul Joule, ea are rol de frn (fig. 1).

Fig. 1 Simbolizarea modurilor de conversie electromecanic:

a-generator(G); b-motor(M); c-convertizor(C); d-frana(F). P-putere mecanica; PM, PE-putere mecanica; PjM-pierderi ireversibile de energie prin efectul Joule, prin frecari si prin fier.

Principiul de funcionare a generatorului

Fig. 2 Schia unei seciuni printr-o main electric cu poli apareni i forma de variaie a induciei in intrefier

Dac rotorul mainii sincrone (fig. 2) are nfurarea de excitaie alimentat de la o surs de c.c. i este antrenat de un motor cu viteza unghiular Q, se formeaz un cmp nvrtitor de forma care produce printr-o nfurare de faza fluxul , dat de relaia

=wkwcos2t=cos2t. nfurrile de faz fiind decalate n spaiu cu un unghi electric de (radiani),n baza relaiei

e=2wkwsin2t=2wkwcos,t.e.m. induse n cele trei nfurri statorice de faza sunt:

rel. 1

Forma camp invartitor

n care =p, iar Eo are expresia dat de relaia rel. 2

pentru fluxul o de la funcionarea n gol.

Dac nfurarea statoric se conecteaz la o sarcin trifazat de impedane corespunztoare, acestea, ca i nfurrile, vor fi parcurse de un sistem trifazat de cureni, curentul din faza de referin avnd forma:

rel. 3

Unghiul de decalaj dintre t.e.m. e01 i curentul i1 depinde de natura sarcinii i de parametrii nfurrii. n acest caz, maina cedeaz o putere electric sarcinii, putere preluat prin intermediul cmpului electromagnetic de la motorul primar, funcionnd deci n regim de generator.

Reacia indusului la maina sincron

Reacia indusului are o mare influen asupra comportrii mainii sincrone, nu ca la maina de c.c. unde influena ei este, practic, neglijabil.

nfurarea trifazat a statorului, parcurs de sistemul trifazat de curent de forma celor dai de relaia 3, produce Ia rndul ei un cmp nvrtitor de reacie care are aceeai vitez unghiular i acelai sens de rotaie ca i cmpul nvrtitor inductor , dar decalat in urm, ca i curentul i1, fa de fluxul care a indus t.e.m. (rel. 1):

rel. 4

Deci, fluxul de reacie prin nfurarea de faz a indusului va fi defazat fa de fluxul inductor cu acelai unghi, avnd expresia:

rel. 5

iar t.e.m. indus de acest flux va fi:

rel 6.

Cele dou fluxuri inductor 0 i de reacie a se compun i dau un flux rezultant:

rel. 7

Care induce o t.e.m. rel. 8

Avnd n vedere relaia =wkwcos2t=cos2t a lui 0 i relaia 5 a lui a, se traseaz n figura 9 diagramele de fazori corespunztoare pentru o sarcin rezistiv-inductiv. Fluxul rezultant este decalat n urma fluxului inductor o cu un unghi , numit unghi intern al mainii sincrone i care n realitate reprezint decalajul polilor cmpului nvrtitor rezultant fa de polii cmpului inductor (polii armturii rotorice). Diagramele de fazori pentru sarcina rezistiv ( = 0), sarcin pur inductiv ( = /2) i sarcin pur capacitiv ( = - /2), reprezentate n figura 6,6 conduc la urmtoarele concluzii:

fa de fluxul inductor o fluxul rezultant din ntrefierul mainii este micorat n cazul sarcinilor inductive si mrit n cazul sarcinilor capacitive;

unghiul intern =0 numai cnd maina este ncrcat cu o sarcin pur reactiv.

Diagramele de fazori ale fluxurilor i ale t.e.m. corespunztoare pentru o sarcin rezistiv-inductiv.

Influena fluxului de reacie asupra fluxulul rezultant, n funcie de caracterul sarcinii: a sarcin rezistiv b sarcin pur inductiv;

c sarcin pur capacitiv.

Ecuaia tensiunior

Pentru o urmrire mai simpl a fenomenelor de baz, ecuaiile se vor deduce pentru maina sincron cu ntrefier constant (cu polii plini), chiar dac nu vor fi prinse unele particulariti funcionale specifice mainii sincrone cu ntrefier variabil (cu poli apareni).

Ecuaia tensiunior pentru o faz a indusului se determin aplicnd regula dipolului generator ca i la relaiile (): rel. 9

unde R este rezistena nfurrii de faz, X este reactana corespunztoare fluxului de scpri al nfurrii respective, iar este dat de relalia 8. Dac se are n vedere c a este n faz i proporional cu curentul i1 cum reiese din relaiile (3) i (5), n baza relaiei 6 se poate scrie:

rel. 10

unde Xa este reactana corespunztoare fluxului de reacie.

Cu relaia (10), relaia (9) se mai poate scrie:

rel. 11

n care Xs = X + Xa este reactana sincron a mainii.

Capitolul ii

Clasificarea motoarelor electrice

Motoarele electrice pot fi clasificatedup tipul curentului electric ce le parcurge: motoare de curent continuu i motoare de curent alternativ. n funcie de numrul fazelor curentului cu care funcioneaz, motoarele electrice pot fi motoare monofazate sau motoare polifazate (cu mai multe faze).

Motoare de curent continuu

Funcioneaz pe baza unui curent ce nu-i schimb sensul, curent continuu. n funcie de modul de conectare al nfurrii de excitaie, motoarele de curent continuu se mpart n patru categorii:

1. Cu excitaie derivaie

2. Cu excitaie serie

3. Cu excitaie mixt

4. Cu excitaie separat

Motoare de curent alternativ

1. Motoare asincrone

Motoare cu inele de contact ( rotorul bobinat)

Motoare cu rotorul n scurtcircuit

Motoare de tipuri speciale

Motoare cu bare nalte

Motoare cu dubl colivie Dolivo-Dobrovolski

2. Motoare sincrone

Maina de curent alternativ la care turaia rotorului este egal cu cea a cmpului nvrtitor, indiferent de sarcin, se numete maina sincronMasinile electrice sincrone sunt caracterizate prin faptul ca nu au viteza de rotatie egala cu viteza campului invartitor, de unde si numele de masini electrice sincrone.Ele pot functiona in regim de motor, in regim de generator sau in regim de compensator de faza.

Motoarelesincronese folosesc pentru puteri mari de 110kw, in locul motoarelor asincrone deoarece desi au o constructie mai simplificata, au avantajul ca pot functiona cu un factor de putere cos =1 sau chiar capacitiv , compensand astfel energia reactiva consumata de alti receptori din retea.

Motorul sincron monofazat este realizat uzual ca motor sincron reactiv cu sau fr magneti permanenti pe rotor. Asemntor motoarelor de inductie monofazate, motoarele sincrone monofazate necesit un cmp magnetic nvrtitor ce poate fi obtinut fie folosind o faz auxiliar si condensator fie folosind spir n scurtcircuit pe polii statorici. Se folosesc n general n actionri electrice de puteri mici precum sistemele de nregistrare si redare a sunetului si imaginii.Masinile sincrone se folosesc in general ca generatoare de curent alternativ, caz in care sunt denumite generatoare sincrone sau alternatoare.Mai sunt utilizate denumirile de turboalternatoare pentru cazul in care este antrenat de o turbina cu aburi sau hidroalternatoare cand este antrenata de oturbinahidraulica.

Capitolul iii

Partile componente ale motoarelor electrice sincrone

Indiferent de tipul motorului, acesta este construit din dou prti componente: stator si rotor. Statorul este partea fix a motorului, n general exterioar, ce include carcasa, bornele de alimentare, armtura feromagnetic statoric si nfsurarea statoric. Rotorul este partea mobil a motorului, plasat de obicei n interior. Este format dintr-un ax si o armtur rotoric ce sustine nfsurarea rotoric. ntre stator si rotor exist o portiune de aer numit ntrefier ce permite miscarea rotorului fat de stator. Grosimea ntrefierului este un indicator important al performantelor motorului. Maina de curent alternativ la care turaia rotorului este egal cu cea a cmpului nvrtitor, indiferent de sarcin, se numete maina sincron. Statorul motorului sincron este asemntor cu statorul motorului de inductie (este format dintr-o armtur feromagnetic statoric si o nfsurare trifazat statoric). Rotorul motorului sincron este format dintr-o armtur feromagnetic rotoric si o nfsurare rotoric de curent continuu. Pot exista dou tipuri constructive de rotoare: cu poli necati si cu poli aparenti. Rotorul cu poli necati are armtura feromagnetic crestat spre exterior si n cresttur este plasat nfsurarea rotoric. Acest tip de motor are uzual o pereche de poli si functioneaz la turatii mari (3000 rpm la 50 Hz). Rotorul cu poli aparenti are armtura feromagentic sub forma unui butuc poligonal pe care sunt plasate miezurile polilor rotorici si bobine polare concentrate. n unele situatii n locul bobinelor polare concentrate se pot folosi magneti permanenti. Motorul sincron cu poli aparenti are un numr mare de poli si functioneaz la turatii mai reduse. Accesul la nfsurarea rotoric se face printr-un sistem inel-perie asemntor motorului de inductie. Motoarele sincrone cu poli aparenti pot avea cuplu chiar si n lipsa curentului de excitatie, motorul reactiv fiind cel ce functioneaz pe baza acestui cuplu, fr nfsurare de excitatie si fr magneti permanenti.

Armatura inductorului mainii este format dintr-o succesiune de poli N i S, realizai din electromagnei excitai c.c. sau din magnei permaneni (fig. 2 ). n general, inductorul este rotor i numai la mainile mici, din motive de spaiu, poate fi stator, maina fiind considerat n acest caz de construcie invers. Inductorul poate fi cu poli apareni i bobine concentrate aezate pe acetia (fig. 2) sau cu poli plini (poli necai), cnd nfurarea de excitaie este repartizat n crestturi (fig. 3). nfurarea de excitaie are capetele legate la dou inele de pe arbore, pe care calc periile care fac legatura cu sursa exterioar de c.c. Mainile sincrone mai au pe armatura inductoare o nfurare de tip colivie (Ca la mainile asincrone) numit nfurare de amortizare, utilizat i la pornirea motoarelor (fig. 4). Circuitul magnetic al inductorului se poate realiza i din piese masive de oel, deoarece fluxul fiind produs de c.c., nu variaz n timp i nu se produc pierderi.

Fig. 2 Schia unei seciuni printr-o main electric cu poli apareni i forma de variaie a induciei in intrefier

Fig. 3 Schita de principiu a unei Fig. 4 Infasurarea de masini sincrone cu poliu inecati amortizare la o masina cu poli aparenti Armatura indusului este format din pachete de tole i n crestturile ei se gasete o nfurare trifazat conectat n stea. Gama larg de puteri, ca i locul de utilizare, a condus la numeroase forme constructive ale cror elemente n afara celor indicate mai nainte , pot diferi de la un tip la altul. Astfel n fig. 5 se dau unele elemente specifice mainii sincrone

Fig. 5.Msina sincrona cu poli aparenti (2p=6)1-circuit magnetic statoric; 2-carcasa; 3-infasurare indusa; 4-scuturile; 5-placi de strangerea pachetelor de tole stator;6-butucul armaturii rotorice; 7-poli inductori; 8-infasurare excitatie 9-excitatoare(masina de c.c cuplata pe acelesi ax care alimenteaza infasurarea de excitatie); 10-ventilatorul

CAPITOLUL IVCARACTERISTICI MECANICE ALE MOTORULUI SINCRON

Masina sincrona este utilizata n prezent din ce n ce mai mult n actionarile de putere mare si cu viteze relativ reduse.

Motorul sincron prezinta, comparativ cu alte masini,avantajulca nu consuma putere reactiva - inductiva din retea, daca este excitat corespunzator si, daca este supraexcitat, poate deveni furnizor de putere reactiva n retea.

Cadezavantajesunt:

- necesitatea curentului continuu amintit pentru alimentarea excitatiei;

- posibilitatile reduse de modificare a vitezei, limitate la comanda prin frecventa;

-schemede comanda complicate;

-posibilitateaaparitiei pendularilor la variatia brusca a sarcinii, s.a.

Caracteristica mecanica a masinii sincrone alimentata la frecventaconstantaf1este o dreapta paralela cu axa cuplului, viteza unghiulara n regim stabilizat fiind data deexpresia :(1)

Peste o anumita valoare MKa cuplului sarcinii, masina sincrona iese din sincronism si se opreste.n scopul aprecierii posibilitatii de ncarcare a masinii sincrone, se foloseste caracteristica mecanica unghiulara, definita ca dependenta dintre cuplul M al masinii sincrone si unghiul internqntre tensiunea de alimentaresi t.e.m.edeterminata de fluxul inductor al masinii .

Caracteristica mecanica unghiulara a masinii sincrone cu poli plini

Cuplul masinii sincrone cu poli pliniareexpresia :(2)

undeMKeste valoarea maxima a cuplului, la= 900, avnd expresia:

,Xd=Xq= Xs(3)

La masina cu poli aparenti, ecuatia caracteristicii unghiulare apare subforma :(4)unde:(5)

sin relatiile (3), (5) si (6) apar urmatoarele marimi:

1- viteza de sincronism;

E0- tensiunea electromotoare indusa de cmpul magnetic nvrtitor inductor;

U -tensiuneade faza statorica;

Xd= Ld- reactanta sincrona longitudinala;

Xq= Lq- reactanta sincrona transversala.

Expresiile cuplului electromagnetic se obtin sriind ecuatiile masinii sincrone n sistemul de coordonate fix fata de rotord,q,0.

CAPITOLUL V

REGIMUL DE FUNCTIONARE BILANUL DE PUTERI I RANDAMENTUL MOTOARELOR SINCRONE

Cuplul electromagnetic dezvoltat cnd maina este cuplat Ia reea

Dac tensiunea reelei U i t.e.m. Eo a generatorului au aceeai pulsaie se pstreaz relaia (11). Avnd n vedere c Ia maina sincron rezistena R i reactana X sunt mici fa de reactana Xs, n relaia (9) se poate considera U E i ecuaia (11) devine . Cu aceste simplificri, diagrama de fazori este cea din figura 11 iar puterea electromagnetic a mainii sincrone trifazate se aproximeaz cu

rel. 12

Avnd n vedere c n figura 11 segmentul expresia (12) a puterii i cea a cuplului electromagnetic devin:

rel. 13

Deci, att puterea ct i cuplul electromagnetic variaz sinusoidal cu unghiul intern, pentru Eo = ct, adic pentru curentul de excitalie Ie = ct i fluxul o = ct (fig. 12).

Definiia regimurilor de generator i de motor

Considernd c rotorul mainii are 1, Eo are puIsaia = p 1 unghiul intern , definit la reacia indusului variaz continuu, iar cuplul electromagnetic dat de relaia (13) este un cuplu alternativ, deci cu valoare medie nul. De aici rezult c maina sincron nu dezvolt cuplu electromagnetic dect atunci cnd =1, adic rotorul are turaia de sincronism impus de pulsaia 1 a reelei Ia care este cuplat maina. Dac maina sincron funcioneaz pe reea proprie ca generator, acesta impune i frecvena reelei alimentate. Din aceast cauz, cuplul electromagnetic al mainii sincrone se mai numete cuplu sincron.Dac maina cuplat la reea funcioneaz n regim de generator, adic d energie activ n reea, trebuie s fie antrenat de un motor primar care s conduc la creterea unghiului intern definit Ia reacia indusului si Pe0 din relaia 13. n regim de generator cmpul rezultant este decalat n urma campului inductor (fig. 10a si fig. 13a). Dac =0, maina nu d i nu primete energie activ (fig. 10b si 13b). Dac la arborele mainii apare un cuplu rezistent care tinde s scad turaia motorului , axa polului rotoric rmne n urm fa de axa polului cmpului rezultant (fig. 13c) deci =0, apare un cuplu sincron, maina primete energie activ de la reea i dezvolt un cuplu mecanic la arbore.

n acest caz, maina funcioneaz n regim de motor. Se reamintete c motorul sincron dezvolt un cuplu numai dac are turaia n =n1. La pornire (n = 0) sau Ia alt turaie (n n1) nu dezvolt cuplu. Cnd maina este cuplat Ia reea, dar nu schimb putere activ c ea, deci = 0, dar poate, da sau primi energie reactiv se spune c funcioneaz n regim de compensator (fig. 10, b i c i fig. 13, b).

BiIanul de puteri active i randamentul.

Schimbul de energie a mainii sincrone cu reeaua Ia care este conectat depinde, cum s-a artat, de regimul su de funcionare. Puterea util poate fi activ la motor, activ-reactiv Ia generator sau complet reactiv Ia compensator. Randamentul unei maini find definit de puterile active primit Pi cedat P2 se va urmri relaia dintre aceste puteri i pierderile de putere activ din main. Ca orice main rotativ, maina sincron are pierderi mecanice Pf de frecare i ventilaie, pierderi n circuitul magnetic aI indusului PFe1 datorit variaiei n timp a fluxului magnetic, pierderile n nfuurarea trifazat a indusului Pw = 3RI2 i pierderi n nfurare de excitaie Pex = ReI2e (pierderi n circuitul magnetic inductor nu sunt, fluxuI fiind constant n timp, ca i curentul de excitaie care-I produce).

Deci, randamentul trebuie precizat pentru un anumit factor de putere. Reprezentarea schematic a bilanului de puteri active (figura de mai jos) conduce i Ia relaiile randamentului G pentru generator i M pentru motor:

rel. 14

Capitolul vi

metode de pornire a motoarelor sincronePornirea motorului sincron se face n doua etape: n prima etapa se mareste viteza masinii de la zero la o valoare ct mai apropiata de cea sincrona,W1; n a doua etapa se realizeaza sincronizarea vitezei masinii cu frecventa retelei de alimentare, adica se maresteWlaW1.

Cea mai raspndita metoda de pornireestepornirea n asincron.Prima etapa se realizeaza prin pornirea masinii sincrone ca o masina asincrona, cu ajutorul coliviei montata n talpile polare.Pentru pornire, masina sincrona se conecteaza la reteaua de c.c. legata peste o rezistenta Rp. Pornirea se face ca la masina asincrona, adica direct, sau cu rezistoare ori bobine montate n circuitul statoric, fie cu un autotrasformator.

Dupa ce viteza a ajuns aproape de cea sincrona (s0,05), se deconecteaza rezistenta Rpsi se leaga circuitul de excitatie la bornele sursei de c.c. (redresor comandat cu tiristoare).

n figura de mai jos se prezinta schema pornirii unei actionari cu masina electrica sincrona.

Pornirea masinii sincronem1se realizeaza cu bobinelek1, care se scurtcircuiteaza cu contactelec2dupa cem m1a fost adusa n sincronism cu reteaua prin alimentarea excitatiei n c.c. n prima etapa a pornirii, puntea trifazatau1cu tiristoare este blocata, iar tiristorulp1este aprins.

Curentul alternativ din nfasurarea de excitatie se nchide prin ansamblulp1-p2; o alternanta prinp1sialtaprinp2.Dupa atingerea vitezei maxime la functionarea n asincron se blocheaza tiristorulp1si se comanda intrarea n functie a redresorului comandatu1, alimentat de la retea prin transformatorulm2. Punteau1permite si fortarea excitatiei prin marirea sarcinii aplicate.

Din momentul conectarii excitatiei la sursa de c.c. pna la atingerea vitezei sincrone, respectiv a functionarii stabilizate, are loc a doua etapa a procesului tranzitoriu de pornire. Intrarea n sincronism are loc au att mai usor cu ct, n momentul stabilirii curentului continuu prin nfasurarea de excitatie, alunecareassi cuplulMRsunt mai mici si valoarea unghiului internqeste mai apropiata de zero.

Schema de pornire a unei actionari electrice cu masina sincrona

Regimul de frnareFrnarea se poate realizaprin :

a) - contracurent

b) - frnare cu recuperare

c) - alimentarea statorului n c.c.

d) - frnare dinamica sau reostatica

Metodaase face ca si n cazul masinii asincrone, dar nu se mai aplica n prezent, deoarece duce la socurimaride curent, factor de putere scazut si complicatii n schema de comanda.

Metodab,n cazul alimentarii la frecventaconstantanu are aplicatii practice n actionari, deoarece nu se poate realiza dect la turatia sincrona.

Metodac,prin alimentarea statoruluin curent continuu se face ca la masina asincrona, dar cuplul de frnareestemic si n plus este necesara sursa de curent continuu.

Metoda aplicata n cazul actionarilor cu masini sincrone este metodad, la care masina functioneaza n regim de generatorfara recuperaren a energiei. Frnarea reostatica se realizeaza prin deconectarea statorului masinii de la retea si cuplarea lui pe o rezistenta trifazata de frnare Rf, nfasurarea rotorica ramnnd alimentata n curent continuu .

Frnarea n cmp excitat de curent continuu

n cazul masinii cu poli plini cuplul de frnare are expresia:

,(7)

unde : Mkeste cuplul maxim,si, X fiind reactanta fazei indusului.

Caracteristicileau o forma asemanatoare cu ale masinii asincrone excitata n curent continuu. Valoarea cuplului de frnare depinde de viteza relativa , de curentul de excitatie iesi de rezistenta Rf.

Sisteme de actionare electrica cu motoare sincrone trifazate, cu viteza variabilaMotorul sincron are viteza unghiulara egala cu viteza de sincronism, data de relatia:

(8)

Atta timp ct cuplul static rezistent la arbore nu depaseste cuplul sau electromagnetic maxim, rezulta ca reglarea vitezei sale se poate face doar prin modificarea frecventei tensiunii de alimentare statorice. Modificarea frecventei tensiunii de alimentare se face cu ajutorul convertoarelor de frecventa cu comutatie statica. Acestea se pot mparti n:convertoare cu comutatie externa independenta, la care frecventa de iesire este impusa de un generator de tact independent de retea (fig.7.a) siconvertoare conduse de motor, la care frecventa de iesire este determinata de nsusi motorul sincron (fig.7.b).

Fig.7.Motorul sincron cu viteza variabila, obtinuta cu convertor de frecventa:

a - cu comutatie externa independenta; b - condus de motor.

u1- redresor;R- unghiul de comanda al tiristoarelor redresorului

u2- invertor;M- unghiul de comanda al tiristoarelor invertorului

DCR - dispozitiv de comanda redresor; CFT - convertor frecventa - tensiune;

DCM - dispozitiv de comanda invertor

TP - traductor de pozitie

p- viteza unghiulara prescrisa

n sistemele de actionare electrica automate se utilizeaza motoarele sincrone cu magneti permanenti n rotor, numitsi motor fara perii (brushless). La ora actuala se considera ca acest motor poate sa nlocuiasca motorul de curent continuu, avnd n vedere urmatoarele avantaje:

-absenta colectorului si a oricarui contact electric de alunecare vor diminua problemele de ntretinere, acestea fiind transferate catre electronica de putere, cu specificatia ca fiabilitatea acesteia nu ridica n general probleme, iar pierderile energetice sunt mult diminuate;

-curentul statoric si constanta de timp termica au valori ridicate, iar racirea motorului este usoara ( de exemplu prin curent de aer);

-rotorul se realizeaza pe baza unui magnet permanent si astfel viteza rotorului poate atinge valori ridicate, neexistnd limitari ca n cazul colectorului mecanic.

Schema de principiu a alimentarii si comenzii electronice prin curenti cvasi-dreptunghiulari a unui motor sincron trifazat fara perii este prezentata n figura de mai jos.

Schema bloc a unui motor sincron fara perii trifazat cu alimentare si comanda prin curenti cvasi-dreptunghiulari

Electronica de comanda are doua functiuni:

-selectionarea, pe baza semnalelor traductoarelor de pozitie rotorica, a perechii de tranzistoare de putere din partea superioara a puntii, respectiv cea inferioara, ale invertorului, prin conductia carora se aplica tensiunea de alimentare pe doua faze statorice nseriate ale motorului;

-modularea acestei tensiuni pentru asigurarea controlului curentului statoric, prin actiunea directa asupra comenzii perechii de tranzistoare.

Exista mai multe procedee de control al curentului, dintre care se considera reglarea bipozitionala prin comparator cu histerezis (a) si reglarea liniara prin corector proportional-integrator (PI) (b).

n cazul (a) reglarea consta n a comanda tranzistoarele de putere din invertor, astfel nct curentul instantaneu de faza statoric al motorului sa se mentina ntr-o banda de histerezis de latime fixa (2 I), centrata pe valoarea prescrisa Irefa curentului de referinta.

n cazul (b), eroarea dintre curentul de referinta si cel de faza statoric masurat este prelucrata printr-un corector PI; la iesirea acestuia, semnalul este modulat prin tehnica modularii n latime de puls (PWM), n care unda purtatoare este triunghiulara, de amplitudine si frecventa (>5kHz) fixe.

CAPITOLUL VII

UTILIZARI

Mainile (motoarele) sincrone pot funciona n regim de generator, de motor i ntr-un regim de compensator de putere reactiv (compensator sincron).

Generatoarele sincrone (alternatoarele), constituie surse de curent alternativ de frecven industrial din centralele electrice. Tendina este ca ele s se realizeze cu puteri ct mai mari pe unitate, pentru obinerea de randamente mari i consumuri specifice mici de materiale.

Generatoarele sincrone mari cu poli necai, antrenate de turbine cu abur sau gaze la turaii de 3000 rot/min. sau mai rar de 1500rot/min. se numesc turbogeneratoare, iar cele cu turaii mici, cu poli apareni, antrenate de turbine hidraulice se numesc hidrogeneratoare.

Motoarele sincrone se folosesc la puteri de 100KW, n locul motoarelor asincrone, pentru funcionarea la un factor de putere dorit sau chiar pentru compensarea factorului de putere al reelelor. Ca motoare mai mici se utilizeaz acolo unde se impune o turaie sincron.

Compensatoarele sincrone sunt motoare sincrone care funcioneaz n gol i debiteaz putere reactiv n reelele la care sunt conectate pentru a le imbunti factorul de putere.

CAPITOLUL VIIIBIBLIOGRAFIE

1. Nstase Bichir, Dan Mihoc Maini, aparate, acionri i automatizri

2. Internet

4

_1208419941.unknown

_1208459864.unknown

_1208462870.unknown

_1208420640.unknown

_1208370609.unknown