Motoare electrice

Motoarele electrice transforma energia electrica absorbita din retelele de alimentare in energie mecanica. Aceasta transformare se face prin cuplajul electromagnetic in rotatie, al celor doua circuite electrice (circuitul statoric si circuitul rotoric).

Motoarele electrice se impart in doua mari grupe:

-Motoare de curent continuu.

-Motoare de curent alternativ.

Motoarele electrice de curent continuu se impart, in trei categorii, potrivit celor trei tipuri de excitatie si anume:

-Motoare derivatie.

-Motoare serie.

-Motoare mixte.

Motoare electrice de curent alternativ sunt:

-Monofazate.

-Polifazate.

Motoarele electrice de curent alternativ se impart in doua categorii principale si anume: motoare asincrone si motoare sincrone. Cele asincrone pot fi: cu inele de contact (rotorul bobinat), rotorul in colivie si de tipuri speciale.

MOTORUL ELECTRIC ASINCRON

Motorul electric asincron este o masina electrica simpla, robusta, avand un randament bun si un cuplu de pornire ridicat. Este caracterizat printr-o viteza de functionare care variaza cu sarcina (la frecventa constanta a curentului de alimentare). Ca orice masina electrica, motorul asincron este reversibil, adica, daca este antrenat de un alt motor primar la viteze suprasincrone, el functioneaza ca generator electric.

Cand motorul asincron functioneaza in gol, el absoarbe un curent aproape in intregime reactiv (pentru magnetizarea circuitului sau magnetic). Pentru pierderi in infasurari, mecanice si de ventilatie, el absoarbe un curent activ relativ redus.

Masina sincrona consta dintr-o armatura statornica, numita stator si o armatura rotorica numita rotor. Statorul format din unul sau mai multe pachete de tole are in crestaturi o infasurare monofazata sau trifazata care este conectata la retea si formeaza inductorul masinii. Rotorul este format tot din pachete de tole, care in crestaturi poate avea o infasurare trifazata conectata in stea cu capetele scoase la trei inele sau o infasurare in colivie. Dupa forma infasurarii rotorului masinile asincrone se mai numesc masini asincrone cu inele si masini asincrone sau cu rotor in colivie.

Elemente de baza ale infasurarilor : infasurarile de curent alternativ au unele particularitati specifice. Astfel, infasurarea de faza corespunde unei tensiuni de faza a masinii si poate fi formata din una sau mai multe bobine repartizate in crestaturi si conectate serie, paralel sau serie-paralel. Trei infasurari de faza conectate in stea sau in triunghi formeaza o infasurare trifazata.

Tensiunile electromotoare induse in cele trei infasurari de faza trebuie sa fie simetrice (decalate la 120 de grade) si echilibrate suma lor vectoriala fiind nula. Aceste conditii sunt indeplinite daca cele trei infasurari de faza au aceiasi numar de spire, iar bobinele lor se succed in aceiasi ordine sub toti polii.

Succesiunea curentilor din cele trei infasurari de faza este in sensul orar si coincide cu succesiunea fazelor. Daca se inverseaza doua conductoare de la reteaua de alimentare de exemplu R cu S, succesiunea fazelor curentilor din infasurari se schimba, iar succesiunea zonelor de faza devine II-I-III, deci campul invartitor isi schimba sensul, schimband la randul sau sensul de rotatie al arborelui motorului.

Regimurile de functionare a masinii asincrone

-regim de motor, in acest caz masina primeste energie electrica si dezvolta la arbore un cuplu mecanic

-regim de generator, in acest caz masina primeste energie mecanica la arbore si da energie electrica

Reglajul turatiei motoarelor asincrone

Regajul turatiei prin schimbarea numarului de perechi de poli se adopta pentru motoarele asincrone in colivie bobinate special. Regajul se face in doua su trei trepte cu rapotul de 2/1, respectiv 1,5/1, prin comutarea sectiunilor bobinajelor de faza.

Prin micsorarea turatiei performantele motorului scad cea ce inpune atentie in alegerea lor.

Reglajul turatiei prin variatia frecventei curentului statoric se face cu ajutorul convertizoarelor care dau la iesire tensiuni si frecvente variabile in limitele 35-380 V si 5-200Hz.

Convertizorul este capabil de sarcini de durata scurta, permitand motoarelor sa functioneze la cupluri de pornire si la socuri de sarcina.

Reglajul turatiei prin variatia alunecarii se adopta la motoarele asincrone cu inele prin introducerea in circuitul rotoric a reostatelor de pornire si reglaj, reglajul nefiind insa sensibil in sarcini reduse si fiind si neeconomic din cauza pierderilor de energie activa se aplica de regula numai la motoare de puteri relativ reduse si numai in cazuri extreme la motoare mari.

Factorul de putere(cos- ), imbunatatirea factorului de putere

Receptoarele electrice prevazute cu bobinaje, cum sunt motoarele electrice, consuma in afara de energie electrica activa care serveste la efectuarea lucrului mecanic, si o energie suplimentara denumita energie reactiva, care serveste la magnetizarea lor interna

In procesul de producere a energiei electrice, energia reactiva provoaca o defazare (intarziere intre tensiune) reprezentata printr-un unghi de defazaj -

Aceasta defazare este cu atat mai mare cu cat cererea de energie reactiva este mai mare.

Puterea activa- P=UIcos-

Putere reactiva- Q=UIsin-

Furnizarea de catre centralele electrice si a unei energi reactive, simultan cu cea activa, produce o incarcare suplimentara a generatoarelor si a retelelor de transpot, cea ce conduce la pierderi mari de putere si energie in acestea.

Relatia care da factorul de putere este :

- cos- =P/S ; care reprezinta raportul dintre puterea electrica activa si puterea electrica aparenta.

Instalatii pentru inbunatatirea factorului de putere

Compensarea energiei reactive se face :

-centralizat sau semicentralizat, prin monatrea bateriilor de condensatoare la tablourile generale sau la tablourile de distributie ale grupelor de receptoare.

-local, la bornele receptoarelor

Condensatoarele ca si bateriile de condensatoare se aleg astfel in cat sa suporte in fuctionare continua un curent de maxim 1,3 ori curentul nominal si o tensiune de maxim 1,9 ori tensiunea retelei.

Bateriile de condensatoare se prevad cu dispozitive de descarcare automata sau manuala, alese astfel in cat, dupa cel mult 1 minut de la deconectarea bateriei, tensiunea la bornele ei se scada su 42V.

Bateriile de condensatoare comutabile se prevad cu dispozitive de descarcare automate.

Compensatorul sincron este un motor sincron care se utilizeaza exclusiv pentru inbunatatirea factorului de putere, fara sarcina la arbore, se construiesc in general pentru puteri mari (peste 5000kvar) si se folosesc pentru inbunatatirea factorului de putere in retele electrice.

Compensatorul sincron, in afara de inbunatatirea factorului de putere, poate servi si ca regulator al tensiunii unei retele electrice, prin variatia excitatiei

Domenii de utilizare a motorului asincron

Se utilizeaza aproape in exclusivitate ca motor in actionarile cu turatie constanta si mai rar la turatie variabila, din cauza instalatiilor de alimentare costisitoare

Motoarele asincrone trifazate formeaza cea mai mare categorie de consumatori de energie electica din sistemul energetic, fiind utilizate in toate domenile de activitate (masini-unelte, macarale, pompe, ventilatoare, etc.)

PORNIREA MOTOARELOR ASINCRONE

Alegerea motorului si a modului de pornire depind de cuplul static rezistent al mecanismului deantrenat si de curentul de pornire admis pentru motor (sa nu distruga termic infasurarile) si pentru reteaua de alimentare (caderea de tensiune produsa sa nu dauneze receptoarelor cuplate la aceiasi retea). Pornire trebuie sa se faca fara socuri periculoase pentru elementele de transmisie.

ELECTROTEHNICA, MASINI SI INSTALATII ELECTRICE.

- P. Sonea

-Al. Fransura

-A. Nicolaide

-C Saal

Editura didactica si pedagogica Bucuresti 1966

MASINI ELECTRICE SI ACTIONARI

-Nicolae V. Botan

-Corneliu Botan

-Nastase Bichir

-Constantiu Popescu

AGENDA ELECTRICIANULUI EDITIA IV-a

-Emil Pietrareanu

Editura tehnica Bucuresti 1986

MANUAL PENTRU AUTORIZAREA ELECTRICIENILOR INSTALATORI

-Ion Mihai

-Dorin Merisca

-E. Manzarescu

Centru de informare si documentare pentru energetica

Bucuresti 1995