Mașini electrice

5.1.Elemente generale ale masinii asincrone

Masina asincrona este o masina electrica cu doua infasurari , una statorica si una rotorica, parcurse de curenti alternativi si cuplate magnetic intre ele. Ea transforma energia electrica in energie mecanica sau invers, cel mai intalnit regim de functionare fiind cel de motor.

Primele masini asincrone , numite si masini de inductie, dateaza de la sfarsitul secolului XIX. inainte de 1885,Galileo Ferraris a construit un motor asincron compus dintr-un miez feromagnetic cu poli aparenti statorici pe care a bobinat infasurari pe care le-a alimentat de la o sursa bifazata. Rotorul era format dintr-un cilindru de cupru.[4].Campurile produse de cele doua infasurari induc tensiuni electromotoare in cilindrul de cupru producand interactiune intre curentii ce iau nastere in rotor si campul inductor si in acest fel ia nastere cuplul electromagnetic.

in anul 1886, Nicolae Tesla a conceput o masina asincrona cu infasurare bifazata in stator, rotorul fiind format dintr-un miez ferromagnetic echipat cu o infasurare scurtcircuitata.[4].

Dolivo-Dobrovolschi a publicat in anul 1889 niste lucrari in care era prezentata conceptia masinii asincrone cu rotor bobinat si cu rotor in scurtcircuit in forma in care se utilizeaza ii in prezent.Tot el a conceput motorul asincron cu dubla colivie rotorica.[4].

5.2.Elemente constructive ale masinii asincrone

Din punct de vedere constructiv masina asincrona prezinta o parte fixa, statorul ce joaca in mod normal rol de inductor, in care se plaseaza infasurarea primara monofazata, bifazata sau polifazata (de regula trifazata), si o parte mobila, rotorul, care joaca rol de indus, in care se plaseaza infasurarea secundara, iar intre aceste doua parti se afla intrefierul [5].

Deoarece campul magnetic in masina este variabil, apar pierderi atat in fierul statoric cat si in fierul rotoric si de aceea miezul magnetic statoric si rotoric se fac din tole cu grosime de 0,5 mm, laminate in general la rece, si izolate intre ele cu lacuri sau oxizi. in acest fel se reduc la minim pierderile prin histerezis si prin curenti turbionari.

Ansamblul statoric are urmatoarele parti componente:

- carcasa , care se realizeaza din fonta sau otel, are rol de sustinere a miezului statoric si a scuturilor laterale in care se rotesc fusurile arborelui. Ea este prevazuta cu talpi sau flanse pentru fixarea masinii, cu aripioare de racire si cu inelul de prindere in vederea ridicarii si transportului;

- miezul feromagnetic prevazut inspre interior cu crestaturi in care se plaseaza infasurarea. Crestaturile sunt semiinchise si pe stator si pe rotor. Numai la tensiuni mari, crestaturile din stator sunt deschise pentru a permite introducerea bobinelor care in acest caz se realizeaza separat.[13],[3].

Pentru a usura racirea masinii, tolele sunt grupate in directia axiala in pachete de 40- 60 mm lungime, iar pachetele de tole sunt separate intre ele prin canale de ventilatie, radiale care au grosimea de 10 - 15 mm. Pachetele de tole sunt marginite cu tole mai groase, de 1 mm, pentru a obtine o constructie mai solida. Daca lungimea totala a pachetului nu depaseste 200 mm nu se lasa canale de ventilatie.[116].

- infasurarea statorica este realizata din cupru si cateodata din aluminiu: daca infasurarea este trifazata ea se leaga in stea sau in triunghi[4].

- scuturile frontale in care se monteaza lagarele pe care se sprijina arborele. Unul din scuturi, cand rotorul este bobinat, contine suportul periilor de contact, periile si dispozitivul de scurtcircuitare a inelelor de contact [4].

Ansamblul rotoric se compune din:

- arbore, care are in general un capat pentru cuplare (dar poate fi si cu doua capete);

- miezul feromagnetic ;

- infasurarea rotorica care poate fi realizata cu bobine (rotor bobinat) sau sub forma unor bare introduse in crestaturi, scurtcircuitate la capete prin inele (rotor in scurtcircuit).

Aceasta infasurare se realizeaza cu acelasi numar de poli ca infasurarea statorica [4], din cupru, aluminiu sau alama.

- ansamblul inelelor colectoare si inelul de scurtcircuitare (la rotorul bobinat);

- ventilatorul folosit pentru racirea infasurarilor si a miezului magnetic.

Intrefierul are valori cuprinse intre 0,1- 2 mm, pentru a obtine un curent de magnetizare redus, respectiv un factor de putere ridicat.

In figura 5.1.se prezinta o sectiune transversala printr-o masina asincrona cu rotor bobinat, iar in figura 5.2. o colivie rotorica a unei masini cu rotorul in scurtcircuit.

1 - barele coliviei 2 - inel de scurtcircuitare

1- colivia de pornire Fig. 5.3

2- colivia de lucru

3- bare inalte

in cazul in care se doreste un cuplu de pornire ridicat, se prefera rotor cu dubla colivie sau cu bare inalte (fig.5.3.)

Aceste masini se numesc masini asincrone cu efect pelicular.

Semnele conventionale prin care masina asincrona se reprezinta in schemele electrice sunt prezente in fig 5.4.