MASINI ASINCRONE

CAPITOLUL I

MASINI ASINCRONE

PROBLEME GENERALE

1. Definitii si elemente constructive de baza

Numim masina asincrona orice masina de current alternative, care la frecventa data a retelei, functioneaza cu o turatie variabila cu sarcina.

In continuare vor fi prezentate numai masinile asincrone fara colector, numite obisnuit masini asincrone, care sunt cele mai robuste si sigure in exploatare, motiv pentru care sunt cele mai utilizate.

Masina asincrona consta intr-o armature statorica, numita pe scurt stator si o armature rotorica, numita rotor (fig. 5.1.). Statorul format din unul sau mai multe pachete de tole are in crestaturi o infasurare monofazata sau trifazata care ne conecteaza la retea si formeaza inductorul masinii.

Rotorul este format tot din pachete de tole dar in crestaturi poate avea o infasurare trifazata conectata in stea cu capetele scoase la trei inele sau o infasurare in scurtcircuit de tipul unei colivii. De aceea, dupa forma infasurarii rotorului, masinile asincrone se mai numesc masini asincrone cu inele si masini asincrone cu rotorul in colivie.

In afara acestor parti, masina mai are, in functie de destinatie, de tipul de protectie si de forma constructive, de sistemul de racier de putere si tensiune, o serie de elemente constructive.

Terminologia generala pentru masinile electrice, data in STAS 4861-73 cuprinde si terminologia subansamblurilor si pieselor componente. Simbolizarea formelor constructive este data in STAS 3998-74.

2. Scheme conventionale

In figura 5.2. se dau o parte din semnele conventionale pentru masinile asincrone (STAS 1590-71). Notarea infasurarilor statorice si rotorice se face conform STAS 3530-71. La infasurarea statorica trifazata, cu cele sase capete scoase, bornele sunt notate si asezate pe placa STAS 8457-79)

	a		b		c		d

Fig. 5.2.

Scheme conventionale pentru masinile asincrone

a - motor asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit; b - motor cu rotorul bobinat; c - motorul monofazat; d - motor monofazat cu faza auxiliara

3. Domenii de utilizare

Se utilizeaza aproape in exclusivitate ca motor in actionarile cu turatie practice constanta si mai rar la turatii variabile, din cauza instalatiilor de alimentare costisitoare. Motoarele asincrone trifazate formeaza cea mai mare categorie de consumatori de energie electrica din sistemul energetic, fiind utilizate in toate domeniile de activitate (masini - unelte, poduri rulante, macarale, pompe, etc). Motoarele monofazate sunt utilizate in special in intalatiile de uz gospodaresc (ventilatoare, aeroterme, pompe, masini de spalat rufe, polizoare, masini de gaurit etc.)

CAPITOLUL II

PRINCIPIUL SI ECUATIILE DE FUNCTIONARE

1. Principiul de functionare

Se considera o masina asincrona cu cate o infasurare trifazata pe fiecare din cele doua armature. Daca infasurarea statorica se conecteaza la o retea de tensiune si frecventa corespunzatoare, ea va fi parcursa de un sistem trifazat de curenti care vor produce in intrefier un camp magnetic invartitor, cu viteza unghiulara Ω Daca armature rotorica are in acel moment viteza unghiulara Ω, intr-o infasurare de faza a ei, devenita secundara, se induce t. e. m. (relatia 4.19).

C2 = (ω1 - ω)w2kw2Ф cos (ω1 - ω)t = ω2w2kw2 Ф cos w2t,

in care ω2 este pulsatia t.e.m. induse, iar Ω2 - viteza relative dintre campul inductor si rotor.

Daca infasurarea rotorului se inchide (fig. 5.4.) ea va fi parcursa de curenti care , la randul lor, produc un camp invartitor de reactie cu o viteza unghiulara fata de infasurarea care l-a produs:

Ω2 = ω2/p = (ω1 - ω)/p = Ω1 - Ω

Fata de stator, campul de reactie are viteza unghiulara:

adica, indiferent de turatia rotorului, campul inductor sic el de reactie au aceeasi viteza relative fata de stator. Deci, cele doua campuri sunt fixe intre ele si se pot insuma, dand un camp resultant in intrefier.

Fig. 5.4.

Schema masinii asincrone cu infasurari trifazate in stator si rotor, pentru o pozitie data a rotorului

Prin interaciunea dintre acesti campi si curentii dintre infasurari, se exercita intre cele 2 armaturi un cuplu electromagnetic, asa cum s-a aratat si la masina de curent continuu. Relatia (5.1.) arata ca in infasurarea rotorica sunt curenti, deci se poate exercita un cuplu, numai daca e2 ≠ 0, adica Ω ≠ Ω1. In acest caz se poate exercita un cuplu, numai daca rotorul aluneca fata de campul invartitor inductor. Aceasta alunecare, in valori relative, este definite de relatia:

s = (Ω1 - Ω)/ Ω1 = (n1 - n) / n1 = (ω1 - ω)/ ω1 = f2/f1. (5.4.)

unde in general, Ω = 2πn si ω = 2πf, iar notatiile sunt cele cunoscute.

3. Ecuatiile de functionare si schema echivalenta

Se stabilesc pentru marimile de faza si stator (primar) si din rotor (secundar) . Ca si la transformator, in afara fluxului uill care este comun celor doua infasurari sunt si fluxuri de dispersie sau de scapari.

Luand aceleasi sensuri de referinta pentru curentii : primar - I1, si secundar - I2, ca si la tranformator, ecuatiile tensiunilor pentru doua faze omoloage se deduc ca si ecuatiile transformatorului, avand aceeasi forma cu deosebirea ca U2 = 0, infasurarea secundara (rotorica) fiind in scurcircuit (Rp = 0):

U1 = R1I1 + jXσ1I1 - E1 = Z1I1 - E1

O = R2I2 + j Xσ2I2 - E2 = Z2I2 - EE2

Astefel campul invartitor de la masina asincrona are fata de infasurarea rotorica pulsatia ω = nΩ2. Totodata, avand in vedere conventia de semen pentru t.e.m. induse de fluxurile utile in cele doua infasurari, la masina asincrona.

CAPITOLUL III

BILANTUL DE PUTERI

RANDAMENTUL SI FACTORUL DE PUTERE

Puterea active absorbita de motorul asincron de la retea este:

Facand bilantul puterilor active pe baza schemei obtinute ca si la transformator:

Relatiile 5.12 si 5.13.

Unde:

sunt pierderile in infasurarea statorului

pierderile in infasurarea rotorului

pierderile in circuitul magnetic statoric