Constructia masinii asincrone

Constructia masinii asincrone

Masina asincrona este o masina rotativa de curent alternative,constituita dintr-un subansamblu fix denumit stator si unul aflat in miscare de rotatie, denumit rotor.

Statorul are forma unui tor si este realizat din tole cu grosimea de 0.5 mm. Tolele sunt din tabla laminata, izolate intre ele cu lac. Pe suprafata exterioara, statorul este prevazut cu ghidaje de fixare pe carcasa masinii. Pe suprafata interioara are stantate, echidistant, Z crestaturi identice. Forma crestaturilor este trapezoidala, astfel incat dintele sa aiba fetele paralele. In crestaturi sunt plasate conductoarele infasurarii statorice. Plasarea lor se face izolat fata de peretii crestaturii si sunt fixate in interiorul acesteia prin pene longitudinale. Masinile asincrone cu puteri pana la 300kW au bobinajul statorului realizat din conductoare rotunde din cupru emailat.

Rotorul masinii este coaxial cu statorul, fiind fixat pe arborele masinii. Rotorul este realizat tot din tole de tabla laminata, si are forma cilindrica. Pe suprafata exterioara are stantate crestaturi echidistante in care este plasata infasurarea rotorica. Infasurarea rotorica poate fi realizata dintr-un bobinaj cu conductoare rotunde din cupru emailat sau din bare de aluminiu introduse in crestaturi si scurcircuitate la capete prin doua inele frontale. Aceasta ultima varianta constructiva se numeste, “rotor in colivie”.

Infasurarile masinii asincrone pot fi monofazate sau polifazate. Masina asincrona trifazata are infasurarea statorica trifazata, si este masina la care ne vom referi in continuare.

In crestaturile statorului exista, in mod obisnuit, ca  si la bobinajul de curent continuu, o latura de ducere- plasata in stratul superior al fiecarei crestaturi, si o latura de intoarcere apartinand altei bobine- plasata in stratul inferior al crestaturii. Acest tip de bobinaj se numeste “in doua straturi”. Pentru diminuarea continutului de armonici superioare din curba campului magnetic rezultant al masinii, bobinele fiecarei faze sunt repartizate in q crestaturi, iar deschiderea bobinelor este mai mica decat un pas diametral.

Referat: Domurile monolitice - principiu constructiv Eseu: Proprietatile mecanice ale zidariei

Legaturile electrice dintre bobinele infasurarii sunt astfel concepute incat cele trei faze sa fie decalate una fata de alta cu un unghi electric de 2π/3.

Infasurarea rotorului poate fi bobinata sau in colivie. Rotorul bobinat are bobinajul asemanator cu cel al statorului, cu acelasi numar de faze, repartizat in q crestaturi, si cu pas scurtat. Pentru a asigura legatura dintre capetele bobinelor celor trei faze si bornele masinii fixate pe carcasa masinii, se folosesc trei inele colectoare pe care calca perii colectoare. La acestea sunt conectate bornele infasurarii rotorului. Bobinajul rotorului este conectat in conexiune stea. Bornele infasurarii rotorice se noteaza uzual U, V, W.

Infasurarea in colivie este formata din bare, plasate in  cele Z crestaturi rotorice (vezi Fig.3). Barele sunt neizolate fata de circuitul magnetic rotoric si pot fi din cupru, aluminiu sau alt material conductor. Aceste sunt conectate intre ele frontal, de o parte si alta a pachetului de tole, prin intermediul a doua inele conductoare. Fiecare bara are o alta pozitie in camp si de aceea, la acest tip de infasurare numarul de faze este chiar Z

Principiul de functionare al masinii asincrone este explicat considerad o masina echipata pe ambele armaturi cu cate o infasurare trifazata, cu acelasi numar de perechi de poli, p. Initial rotorul este imobil (n=0). Infasurarea rotorului este scurtcircuitata sau inchisa.

Infasurarea statorului este alimentata cu un sistem trifazat de tensiuni. Sistemul trifazat de curenti care strabate infasurarea statorica produce in intrefier un camp magnetic invartitor cu turatia, n₁, dependenta de frecventa tensiunilor de alimentare, f₁:

In infasurarea rotorica acest camp invartitor induce tensiuni electromotoare cu frecventa, f₂, determinata de viteza campului invartitor fata de rotor, n₂:

Infasurarea rotorului va fi strabatuta de un sistem trifazat de curenti care la randul lor produce in intrefier un camp invartitor. Cele doua campuri interactionand formeaza campul magnetic rezultant al masinii. Ambele infasurari strabatute de curenti sunt plasate in acest camp rezultant, si ca urmare se produce un cuplu electromagnetic care actioneaza asupra fiecarei armaturi. El pune in miscare armatura rotorului in sensul campului invartitor rezultant, accelerandu-l pana la turatia subsincrona (n<n₁) pentru care cuplul rezistent la ax este echilibrat de cuplul electromagnetic dezvoltat in masina.

Atunci cand rotorul se afla in miscare de rotatie cu turatia n, in sensul de rotatie al campului magnetic invartitor rezultant, tensiunile electromotoare induse in rotor au frecventa dependenta de viteza relativa a campului invartitor fata de rotor:

Curentii din rotor au aceeasi frecventa f₂ si determina un camp magnetic cu turatia fata de rotor, dar cu turatia fata de stator.

Indiferent de turatia n a rotorului, campul magnetic invartitor statoric si cel rotoric au aceeasi turatie fata de un sistem de referinta fix (fata de stator).

Cuplul electromagnetic se poate dezvolta numai daca este indeplinita conditia , adica - rotorul sa fie asincron fata de campul magnetic invartitor rezultant.

Pentru caracterizarea regimului de functionare al masinii, se defineste alunecare, s, ca viteza relativa a campului magnetic invartitor raportata la turatia acestuia fata de stator: 

.

Se observa urmatoarele relatii utile: