Motorul electric - motorului electric de actionare, sisteme de functionare cu elemente de comutatie statica, stabilitatea in functionare, verificarea masinilor electrice

I ARGUMENT

Prin actionare electromecanica se intelege punerea in stare de functionare a unei masini de lucru. Un sistem de actionare este format din urmatoarele parti componente principale: masina de lucru sau masina ce trebuie actionata, motorul de actionare (electric, hidraulic sau pneumatic) care pune in miscare masina de lucru, organul de transmisie (uneori lipseste) care face legatura dintre motorul de actionare si masina de lucru si instalatia de comanda a intregului sistem.

O problema de baza a actionarilor electrice este alegerea corecta a tipului de motor si determinarea cat mai precisa a puterii acestuia. Alegerea trebuie precedata de investigarea conditiilor in care va lucra motorul si anume :

- mediul de lucru (curat sau cu praf sau impuritati; uscat sau umed; daca va lucra in mediu cu pericol de incendiu sau explozie etc.) care determina in principal alegerea gradului de protectie a motorului;

- conditii impuse de preocesul tehnologic (viteza constanta sau reglabila –continuu sau in trepte – cu precizarea limitelor de reglare) care determina in principal alegerea tipului de motor si a schemei de comanda;

- caracteristica mecanica a masinii de lucru (adica a dependentei cuplului rezistent produs de acesta in functie de un anumit parametru, cum ar fi viteza sau unghiul de rotatie), care influenteaza alegerea tipului de motor si a puterii acestui;

- regimul de functionare al masinii de lucru (adica modul in care se modifica in timp cuplul rezistent al acestuia) care determina alegerea puterii motorului pornind de la conditiile de incalzire.

Motorul de actionare se allege din cataloage, avand datele nominale cele mai apropiate de cele rezultate din calcule de proiectare (putere , turatie, tensiuni, curenti etc, la care se mai precizeaza in plus clasa de protectie, dimensiunile de gabarit s.a.). La alegerea motorului trebuie sa se tina seama si de consideratii de ordin economic, cum ar fi: cheltuieli de investitii , cheltuieli de exploatare determinate de consumul de energie , necesitatiile de intretinere, siguranta sin funcionare etc.

II CUPRINSUL LUCRARII

1. NOTIUNI INTRODUCTIVE

↓

Un system de actionare se compune , in principal din:

• masina de lucru sau masina care trebuie actionata;

motorul de actionare care pune in miscare masina de lucru; el poate fi

electric, hydraulic, pneumatic etc.

• organul de transmisie, care face legatura dintre motorul de actionare si masina de lucru, si, eventual, modifica parametrii miscarii: planul acestuia, viteza, tipil (de traslatie, de rotatie etc.);
• instalatia de comanda a intregului system.

In functie de motorul folosit pentru actionarea unei masini de lucru, se pot distinge urmatoarele tipuri de actionari:

actionari electrice;

actionari hidraulice;

actionari pneumatice.

Masina de lucru primeste de la motor energia necesara pentru a invinge toate fortele ce apar in timpul procesului de lucru, respectiv a fortelor rezistente statice Fs si a fortelor rezistente dinamice Fd

Fortele rezistente statice sunt constituite din forte utile si din forte de frecare. Fortele rezistente dinamice apar datorita inertiei pieselor in miscare din intregul sistem de actionare; deci ele apar numai pe durata variatiilor de viteza (porniri, franari, accelerari).

In cazul actionarilor cu miscare linniara, motorul poate pune in miscare o Masina de lucru daca dezvolta o forta F egala cu suma tuturor fortelor statice si dinamice:

F = Fs + Fd

Aceasta relatie este cunoscuta sub denumirea de ecuatia fundamentala a miscarii.

Ecuatia de mai sus poate fi scrisa si astfel :

F = Fs + ma,

deoarece forta dinamica este exprimata prin ecuatia Fd = ma.

Pentru v = const.(deci in lipsa acceleratiei), Fd = 0, si in acest caz, sistemul functioneaza in regim stabilizat (marimile care-l caracterizeaza nu variaza).

In cazul actionarilor cu miscare de rotatie, care sunt cele mai numeroase, ecuatia capata o forma specifica, in care fortele se inlocuiesc cu momente:

Elemente de comanda si control pentru actionari si sisteme de reglare automata

M = Ms + Md

in care:

M - cuplul motor [Nm

Ms - cuplul rezistent static [Nm

Md - cuplur rezistent dynamic [Nm

Doua dintre problemele de baza ale actionarilor electrice(cu motoare electrice) sunt:

1.     Alegerea corecta a tipului de motor;

2.     Determinarea cat mai precisa a puterii acestuia.

Inainte de alegerea unui motor de actionare este necesar sa fie investigate si cunoscute in detaliu conditiile in care va functiona motorul, conditii referitoare la:

Mediul de lucru curat sau cu praf ori impuritati; umed sau uscat;cu pericol de incendiu ori explozie etc.) in functie de care se alege gradul de protectie a motorului;

Procesul tehnologic realizat de Masina de lucru ( cu viteza constanta ori reglabila – continuu sau in trepte – cu precizarea limitelor de reglare, adica a vitezei minime si a celei maxime necesare) in functie de care se alege tipul de motor si schema de comanda;

regimul de functionare a masinii de lucru ( dat de modul in care se modifica , in timp , cuplul rezistent al acestuia) in functie de care se alege puterea motorului, pornind de la conditiile de incalzire;

energie, necesitatile de intretinere, siguranta in functionare etc, ).

1.     datele sale nominale ( putere, turatie, tensiuni, curenti etc.);

2.     clasa de protectie.

Un motor de actionare a fost correct ales atunci cand indeplineste toate conditiile de verificare (la incalzire, la socuri de sarcina etc).

2. ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC

DE ACTIONARE

2.1. Alegerea tipului constructiv de motor

Dimensiunile de gabarit ale motorului se stabilesc din categoria pentru motorul ales si ele trebuie corelate cu cele ale intregii instalatii.

Gradul de protectie se stabileste in functie de conditiile impuse de mediul inconjurator.Conform STAS 5370-70, motoarelor electrice,

li se pot asigura prin constructie doua tipuri de protectie :

- protectia persoanelor contra atingerii partilor interioare si protectia motorului contra patrundarii corpurilor solide, simbolizeaza cu litera I ;

- protectia motorului contra patrundarii apei, simbolizeaza cu litera P.

Gradul de protectie este simbolizat prin cifre. Exemple:

- I2 - nu este posibila atingerea paritilor interioare cu degetele si nici patrunderea corpurilor straine mai mari de 12 mm diametru;

- P4 – protectia contra stropirii cu apa din orice directie;

IP32 - ( sunt realizate ambele tipuri de protectie ) – motor protejat contra patrunderii corpurilor straine mai mari de 2.5mm diametru si contra picaturilor de apa ce cad sub un unghi maxim de 15% fata de verticala.

Pentru medii periculoase se folosesc motoare cu protectie antigrizutoaza sau cu protectie antiexplosiva.

Utilizarea unui motor cu grad de protectie inferior celui impus de mediul de lucru poate conduce la uzura permanenta a acestuia sau la accidente. Nu se recomanda folosirea nici unui motor cu grad superior celui indicat deoarece pretul motoarelor creste o data cu gradul lor de protectie.

2.2 Alegerea motorului electric dupa regimul

de functionare

Regimul de functionare al unei masini de lucru este definit de ansamblul valorilor variabilelor de intrare-iesire(cuplu, viteza, putere, etc.) care caracterizeaza functionarea acesteia la un moment dat.

Cunoasterea regimurilor de functionare este necesara pentru alegerea corespunzatoare a mecanismului de transmisie, a motorului electric de actionare si a ansamblului de comanda.

REFERAT: PROIECT CONSTRUCTII - proiectarea structurii de rezistenta pentru o hala industriala cu doua niveluri, parter si etaj (P+1E) REFERAT: Instalatii de pretensionare pentru armaturi preintinse elaborate de incerc

Tinand seama de regimul de functionare caracterizat prin dependenta cuplului static functie de timp, masinile de lucru se impart in 7 grupe:

1. masinile de lucru cu functionare de durata si sarcina constanta

Timpul de functionare este mai mare de 10 minute, iar sarcina ramane constanta (fig.1.1) sau se modifica cu cel mult 10-20% in jurul unei valori medii.In aceasta categorie intra:pompele si ventilatoarele antrenate la viteza constanta, masinile de fabricat hartie, benzile transportoare magistrale din cariere

2. masinile de lucru cu functionare de durata si sarcina variabila

Timpul de functionare este mai mare de 10 minute , iar sarcina se modifica in timp(fig. 1.2.)

Duratele ti si cuplurile Msi se pot modifica de la un ciclu la altul.Din aceasta categorie fac parte macaralele, ascemsoarele, vehiculele de transport, laminoarele reversibile , majoritatea masinilor – unelte.

3. masini de lucru cu functionare intermitenta

Regimul de functionare intermitent este format dintr-o succesiune de cicluri identice, fiecare ciclu fiind format dintr-un interval de lucru tl la sarcina constanta si un interval de pauza tp. (fig.1.3.)

Durata unui ciclu tc tp tl este mai mica de 10 minute .

Pentru regimul de functionare intermittent se defineste durata relative de functionare.

Functie de durata relative de functionare, regimurile de functionare pot fi:

• Regim de functionare usor 10% <DF%<25% ;
• Regim de functionare mediu – 25%<DF%<60% ;
• Regim de functionare greu 60%<DF%<80% .

Daca DF%>80% sau tc mai mare de 10 minute se considera ca regimul

de functionare e de durata.

Din aceasta grupa fac parte instalatiile de ridicat materiale ( instalatii de

extractie cu schip) , masinile – unelte automate care efectueaza o singura

operatie etc.

4. Masini de lucru cu functionare de scurta durata

Regimul de scurta durata este format dintr-o succesiune de cicluri (fig.1.4.) . Fiecare ciclu are durata de 10, 30, 60, 90 minute si este format dintr-un interval de lucru la sarcina constanta tp durata relative de functionare DF%<10%

Exemple : polizoare industriale, macazuri de cale ferata , stavilarele ecluzelor, dispozitivelor de strangere ale masinilor – unelte etc.

3. SISTEME DE FUNCTIONARE CU ELEMENTE

DE COMUTATIE STATICA

3.1. Notiuni introductive

Actionarile electrice moderne utilizeaza pe scara tot mai larga elementele de comutatie statica. Acestea sunt elemente care permit modificarea valorii sau formei curentului intr-un circuit, fara a avea piese din miscare. Astfel de elemente se pot realiza cu dispozitive semiconductoare (diode, trisore etc), cu tuburi iono-electronice (redresoare cu vapori de mercur, tiratroane, ignitroane etc), sau cu amplificatoare magnetice. Acest capitol se va ocupa numai de elementele de comutatie statica cu semiconductoare, care sunt cele mai raspandite in prezent.

Pentru a intelege mai bine posibilitatile de utilizare a elementelor semiconductoare in actionarile electrice, se fac referiri la inceput la un circuit (fig. 21.1), in care , in secundarul transformatorului Tr se afla dioda semiconductoare D si rezistenta de sarcina Rs. Se stie ca o dioda permite trecerea curentului intr-un singur sens si anume cand anodul se afla la un potential mai pozitiv decat catodul. Daca tensiunea u din secundarul transformatorului este alternativa sinisoidala rezulta ca tensiunea redresata Ud are forma indicata in fig 21.2 ; redresorul conduce numai in semiperioada 0-r cand la borna 1 a transformatorului este un potential pozitiv, iar in semiperioada r-2r dioda este blocata .

Se considera acum o schema similara celei anterioare (fig21.3), in care dioda D este inlocuita cu un tiristor T.

Tiristorul este tot un dispozitiv semiconductor , cu 3 jonctuni pn mic(fata de una cat are dioda) si care un electrod de comanda, numit poarat sau grila. Daca pe anodul tiristorului se aplica un potential pozitiv, iar pe catod-unul negative si pe poarta nu se aplica nici un semnal, tiristorul este blocat (rezistenta sa este extrem de mare), rezistenta sa devenind practice nula. Dupa deschiderea tiristorului , semnalul aplicat pe poarta nu mai are nici o influenta asupra fuctionarii tiristorului. Tiristorul poate fi blocat din nou numai prin anularea su inversarea palaritaii tensiunii dintre anod si catod.

In scema din figura21.3 tiristorul poate conduce numai in semialternantele in crae la borna unu este polaritate pozitiva a tenisiunu u. daca impulsul de comanda pe poarta se plica chiar la ineputul semialternante pozitive, functionarea schemei este indentica cu cea din fig 21.1 Daca impulsul de comanda este inraziat cu unghiul a , tiristorul se deschide mai tarziu , comanda este inraziata cu unghiul a , tiristorul se deschide mai tarziu , conduce o parte din semiperioada pozitiva , in semiperioada negative ramanad blocat.prin urmare , tensiunea redreasata Ud (linie plina pe fig 21.4, a) si curentul mediu redresat (fig.21.4, b) sunt mai mici decat in cazul a=0. unghiul , a, masurat din momentul in care tiristorul ar putea intra in conductie , pana in momentul aplicarii impulsului de comanda , se numeste unghi de aprindere (de comanada). Cu cat a mic este mai mare , cu atat te sunt mai micivaloriile medii ale curentului si tensiunii redresate sunt mai mici.

De remarcat ca in cazul in care circuitul de sarcina contine , in afara rezistentei Rs si o inductanata Ls acesta are ca effect ‘prelungirrea’ curentului si ca urmare , tiristorul ramnae deschis un anumit timp si in semialternanata negative a tensiunii anodice u (fig.21.4, c). impulsurile de comanada pe poarta trebuie sa fie sincronizte cu tensiunea de alimentare. Acesta sincronizare , precum si modificarea fazei impulsului in raport cu tensiunea u se raelizeaza u circuite elecronice speciale , numite dispozitive de comanda pe grila.

3.2 ACTIONARI CU GRUPURI DE MASINI

3.2.1 NOTIUNI INTRODUCTIVE

Adeseori pentru realizarea unor conditii impuse pentru actionarea unor masini de lucru, utilizarea unui singur motor de actionare nu le poate realize.

In asemenea situatii se impune actionarea cu grupe de masini.

3.     reglarea vitezei (turatiei) motoarelor de current continuu prin modificarea tensiunii de alimentare;

4.     mentinerea strict constanta a vitezei masinilor de lucru;

5.     mentinerea constanta a raportului dintre vitezele unor parti componente ale unei masini de lucru;

6.     reglarea vitezei motoarelor de curent alternative prin modificarea frecventei tensiunii de alimentare (convertizoare de frecventa);

7.     actionarea cu aceeasi viteza a doua mecanisme ale unei aceleiasi masini de lucru, situate la distanta de 5-8m;

8.     cuplarea coaxiala a doua motoare electrice etc.

Dintre grupurile de masini mai frecvent intalnite in actionari electrice industriale se pot cita: grupul generator-motor, care serveste la modificarea turatiei motorului de c.c., convertizoarele rotative de

frecventa, care servesc la obtinerea unei tensiuni cu frecventa variabila, utilizata mai ales pentru comanda vitezei motoarelor asincrone si arborele electric care serveste la actionarea cu aceeasi viteza a doua axe aflate la distanta.

In cele ce urmeaza se prezinta pe scurt primele doua tipuri din grupurile de masini mentionate. Ele permit reglarea in limite largi si in mod simplu a vitezei. Dezavantajul lor principal este legat de numarul mare de masini auxiliare folosite, ceea ce implica cheltuieli de investitii si exploatare ridicate; din acest motiv, in ultima vreme sunt de regula preferate alte mijloace , bazate pe utilizarea elementelor semiconductoare de putere.

3.2.2 GRUPUL GENERATOR-MOTOR

Grupul generator-motor (grupul Ward-Leonard) este folosit pentru reglarea vitezei unui motor de curent continuu, prin modificarea tensiunii de alimentare, ) Este format din mai multe masini electrice (fig.19.1), care functioneaza astfel: cupland motorul asincron MA la retea, acesta antreneaza generatorul G si excitatoarea E, care alimenteaza infasurarile de excitatie ale generatorului G si motorului M. In aceste conditii, la bornele generatorului apare o tensiune U care alimenteaza infasurarea rotorica a motorului M, ce actioneaza masina de lucru ML. Schimbarea pozitiei cursorului reostatului R1 conduce la modificarea curentului de excitatie al generatorului si deci a tensiunii U si , in final , a vitezei motorului. Reostatul R2 serveste la schimbarea vitezei motorului prin modificarea fluxului de excitatie, deci folosind caracteristici artificiale situate deasupra celei naturale 1 (fig. 19.2).

3.2.3 CONVERTIZOARE RELATIVE

Dupa cum se stie una din posibilitatile de reglare a vitezei (turatiei) unui motor asincron este prin modificarea frecventei tensiunii de alimentare. Aceasta metoda necesita insa o sursa de frecventa variabila. In acest scop se folosesc convertizoarele de frecventa care pot fi statice sau rotative . la randul lor convertizoarele de frecventa rotative pot fi: convertizoare asincrone si convertizoare sincrone. Convertizorul de frecventa propriu-zis este format din masina asincrona cu rotor bobinat CA, alimentat in rotor (excitat) cu o tensiune alternativa trifazata de frecventa f1 = ct si rotit cu viteza variabila de un motor de curent continuu (M), , functionand in sistemul generator-motor.

La bornele masinii CA se obtine o tensiune alternative de frecventa variabila functie de viteza de rotatie (turatie) a convertizorului asincron.

Motorul a carui viteza se regleaza prin modificarea frecventei se conecteaza la bornele Je frecventa variabila f2

In cazul convertizorului sincron de frecventa, in locul masinii CA se foloseste un generator sincron, a carui viteza se poate regla prin variatia vitezei motorului M si a carui infasurare rotorica este excitata in curent continuu.

3.2.4 CONVERTIZOARE STATICE

DE FRECVENTA

Anterior (v. cap. 19 ) s-a aratat ca pentru reglarea vitezei

( turatiei ) sistemelor de actionare cu motoare asincrone

trifazate prin modificarea tensiunii de alimentare , se pot

folosi convertizoare de frecventa rotativa, aratandu-se insa si

dezavantajele acestora. In prezent convertizoarele rotative

sunt inlocuite cu convertizoare statice, realizate cu elemente

semiconductoare, care inlatura dezavantajele

convertizoarelor rotative de frecventa.

4. STABILITATEA IN FUNCTIONARE

4.1.        STABILIREA STATICA

In regim stabilizat, adica la o viteza constanta.punctul de functionare al unui sistem de actionare electrica se stabileste la intersectia A (fig. 9.11.) a caracteristicii mecanice a masinii electrice 3 cu caracteristica mecanica a mecanismului de lucru 1, situatie in care M4= MRA este deranjat printr-o modificare de scurta durata a cuplului masinii MA sau a mecanismului de lucru MRA.

Exista doua posibilitati :

1. situatia initiala de functionare se restabileste in punctual A dupa disparitia perturbatiei, in care caz sistemul este stabil:
2. functionarea sistemului se indeparteaza tot mai mult de punctual initial de echilibru, chiar dupa disparitia perturbatiei, in care caz sistemul este instabil.

4.2 STABILIREA DINAMICA

In cazul in care perturbatiile sau specificul sistemului de actionare conduc la variatii rapide ale marimilor care ii caracterizeaza desfasurarea, punctual de functionare se deplaseaza pe o traiectorie dinamica, mai mult sau mai putin diferita de caracteristica mecanica statica, in functie de parametrii care deinesc inertia electromecanica si electromagnectica a sistemului. Acest lucru se observa la sistemele automate cu reglare, chiar si in cazul in care se urmareste obtinerea unei valori constante pentru o anumita marime, deoarece reglarea apare in general ca o interventie permanenta, sufficient de rapida pentru a adduce functionarea pe caracteristicile dinamice.

In aceste conditii, cercetarea stabilitatii sistemului nu se mai poate face numai cu ecuatia miscarii, respectiv, considerand numai inertia mecanica, ci trebuie avuta in vedere si inertia electromagnetica.

5.    VERIFICAREA MASINILOR ELECTRICE

5.1.        VERIFICAREA LA SUPRASARCINI

Referitor la suprasarcinile (cuplurile maxime) admisibile in functionarea motoarelor electrice, daca in standardele de produs sau in normele interne specifice nu se fac alte precizari, se vor adopta urmatoarele:

9.     motoarele asincrone trifazate trebuie sa poata dezvolta la tensiunea si frecventa nominala un cuplu maxim de cel putin 1.6 ori cuplul nominal;

10.  motoarele sincrone trebuie sa poata dezvolta la tensiunea nominala si frecventa nominala precum si la excitatia nominala un cuplu maxim de cel putin 1.5 ori cuplul nominal.

11.  motoarele de curent continuu trebuie sa poata dezvolta tensiunea nominala un cuplu maxim a carui valoare trebuie sa fie de cel putin 1, 6 ori cuplul nominal.

Masinile electrice de curent continuu trebuie sa functioneze fara a se produce desprinderea lipiturilor la collector, fara scantei periculoase si fara deteriorari ale suprafetei colectorului sa ale periilor la sarcina nominala, la sarcini cuprinse intre mersul in gol si regimul nominal de functionare si la suprasarcinile de scurta durata (supracurenti sau cupluri maxime).

Daca nu este posibila verificarea in sarcina, este permisa aprecierea gradului de comutatie in regim de scurtcircuit, la turatia nominala a masinii.

Determinarea zonei de comutatie fara scantei (pentru masini cu poliauxiliari) si verificarea functionarii din punct de vedere al comutatiei (verificarea calitatii comutatiei) se face prin variatia solenatiei polilor auxiliari.

La diferite sarcini, incepand de la mersul in gol pana la sarcina nominala si daca este posibil si peste sarcina nominala se determina limitele superioara si inferioara ale solenatiei polilor auxiliary intre care comutatia ramane practice fara scantei (intunecata).

Domeniul marginit de aceste limite este zona comutatiei fara scantei.

In afara limitelor acestui domeniu in ambele parti, functionarea fara scantei nu este posibila. Verificarea se face la turatie stabile.

Determinarea zonei de comutatie fara scantei se face fie in regim de sarcina, la temperature stabilizata a partilor active ale masinii, corespunzatoare regimului nominal de functionare, fie in regim de scurtcircuit, care se prefera in cazul masinilor de inalta tensiune sau in cazul masinilor mari, greu de verificat in regim de sarcina la fabrica producatoare.

5.2 VERIFICARA LA INCALZIRE

Verificarea la incalzire se face concomitant cu verificarea la serviciul nominal tip.

Daca lucrul acesta nu este posibil, verificarea la incalzire se poate efectua separat. In cazul acesta se vor reproduce conditiile de verificare in serviciul nominal tip. In toate cazurile masina trebuie sa fie montata cu toate accesorile care ar putea influenta temperatura sa finala. La masinile electrice rotative cu destinatie prescrisa trebuie asigurate conditiile de functionare in conformitate cu aceasta destinatie.

Detalii privind unele masuri pentru accelerarea verificarii, conditile initiale si finale, momentul intreruperii verificarii, metodele de verificare, conditile initiale si finale, momentul intreruperii verificarii, metodele de verificare, ca si conditiile legate de altitudine si de alte conditii speciale se vor prevedea in standardele de metode de verificare sau in capitole corespunzatoare din standardele si normele interne de produs.

Verificarea la incalzire a masinilor electrice rotative se va efectua la temperature fluidului de racier indicate in normele interne specifice.

Daca temperatura fluidului de racier, in cursul verificarii la incalzire, difera cu mai mult de 30*C fata de temperature prescrisa, trebuie efectuate calcule de corectie (conform indicatiilor din standardele de metode de verificare).

6. PROTECTIA MOTOARELOR ELECTRICE

DE ACTIONARE

Intrucat, atat regimurile anormale, cat si defectele interne duc in definitive la scoaterea motorului din functiune, sunt necesare masuri corespunzatoare de protectie. Prevederea acestor masuri este stabilita prin norme, iar realizarea lor difera functie de puterea, tensiunea si conditiile de functionare ale motorului la care se refera. Aceste masuri de protectie sunt:

Protectia contra suprasarcinilor

- la motoarele pentru tensiuni sub 1kV se realizeaza prin relee termice;

- la motoarele pentru tensiuni mai mari de 1kV se realizeaza prin relee maximale de curent cu caracteristica dependenta sau cu relee termice, cu o temporizare de minimum 10 s si :

• obisnuit semnalizeaza sau, cand este posibil, decupleaza automat utilajul antrenat (sarcina);
• declanseaza, in cazurile in care motoarele lucreaza fara supraveghere permanenta, au conditii grele de pornire si autopornire sau nu pot fi descarcate fara oprire.

Protectia contra scurtcircuitelor

Aceasta protectie comanda decuplarea alimentarii motorului. Ea se realizeaza astfel:

- la motoarele pentru tensiuni sub 1kv aceasta protectie se realizeaza prin relee electromagnetice sau, in lipsa lor prin sigurante fuzibile montate pe cele 3 faze ale circuitului de alimentare, urmatoare mentiuni:

in cazul motoarelor alimentate individual din tabloul de distributie sigurante circuitului de alimentare montate in tablou pot fii considerate valabile si pentru protectia la scurtcircuit a infasurarii statorice a motorului;

la motoarele de puteri mici alimentate in derivatie de acelasi circuit nu este obligatorie protectia la scurt circuit pe ramificatii daca curentul nominal al fuzibilelor care protejeaza circuitul principal montate in tabloul de distributie nu depaseste 15A la 380220V sau 20A la 220127V; cand curentul nominal al fuzibilelor sigurantelor circuitului principal depaseste aceste valori , se admite neprotejarea la scurtcircuit a derivatiilor la motoarele alimentate din acest circuit numai daca : sectiunea conductoarelor derivatiilor este asigurata de fuzibilele circuitului principal numarul motoarelor conectate la acelas circuit nu este mai mare de 5 , cu o putere totala maxima de 10kW, iar fiecare motor este prevazut cu protectie la suprasarcinal;

in retelele cu neutru legat direct la pamant contra scurtcircuitelor polifazate este comuna cu cea contra scurtcircuitelor monofazate

la motoarele pentru tensiuni peste 1kV, protectia este asigurata curelee de curent alese functie de tipul de protectie adoptat. Tipurile de protectie care se pot adopta sunt urmatoarele:

• protectia maximala rapida ;
• protectia de curent diferentiala longitudinala, pentru motoarele de puteri mai mari de 5000kW sau de cele sub 5000kW la care protectia maximala rapida nu asigura sensibilitatea necesara.

Protectia contra punerilor la pamant ale unei faze a circuitului statoric.

Aceasta protectie se utilizeaza la motoarele pentru tensiuni peste 1kV racordate la retelele cu neutral izolat sau compensate. Protectia se realizeaza prin folosirea curentului homopolar sau additional ce comanda declansarea

Elemente de comanda si control pentru actionari si sisteme de reglare automata

Pornirea motorului se realizeaza prin apasarea butonului de pornire bp1 din circuitul 3, moment in care bobina contactorului 1C este sub tensiune si va inchide toate contactele normale deschise (atat principale din circuitul 1, cat si secundare din circuitul 4 ) si va deschide toate contactele normal inchise din circuitul 5:

anclanseaza 1C care :

prin C.A.N.D ( CONTACT AUXILIAR NORMAL DESCHIS circ 4 ) se autoretine ;

prin C.P. ( CONTACT PRINCIPAL ) porneste motorul M intr-un sens ;

declanseaza 1C din circuitul 1.5 asigurand protectia motorului in cazul unei incercari de apasare accindentala a butonului bp2 din circuitul 5.

Contactorul 1C alimenteaza motorul cu succesiune normala a fazelor R, S, T.

Daca dorim sa pornim motorul in sensul succesiunii fazelor T, S, R. atunci vom apasa butonul bp2 din circuitul 5 cand :

anclanseaza 2C care :

prin C.A.N.D ( contact auxiliar normal deschis circ 6 ) se autoretine

prin C.P (contact principal circ 2 ) porneste motorul m in celalalt sens;

declanseaza 2C din circuitul 3 asigurand protectia motorului in cazul unei incercari de apasare accidentala bp1 din circuitul 3

Opririea motorului este posibila prin apasarea pe butonul b0 din circuitul 3 cand :

bobinele contactoarelor 1c si 2c nu vor mai fii alimentate.

Observatie :

Oprirea motorului este obligatorie daca dorim inversarea sensului de rotatie .

Elementele protectoare – sigurantele fuzibile, respectiv releul termic – au acelasi rol ca si in cazul schemei de pornire simpla a motorului asincron.

Elemente de comanda si control pentru actionari si sisteme de reglare automata

Protectia contra scaderilor de tensiune comanda deconectarea motorului si se prevede:

cand motoarele sunt conectate la retea prin aparate de pornire actionate manual;

cand autopornirea motoarelor nu este permisa de procesul tehnologic sau este periculoasa pentru securitatea personalului de exploatare;

cand deconectarea usureaza autopornirea altor motoare de importanta mai mare in procesul tehnologic.

6.1 Calculul si alegerea elementelor de protectie

Curentul nominal al sigurantelor fuzibile atat pentru circuite , cat si pentru coloane , se determina cu relatia :

IF > Ic

si trebuie sa indeplineasca conditiile :

IF > Ip/k (pentru circuite)

If > Ic.max/K` (pentru coloane)

In care : K este coeficienul ce depinde de tipul pornirii motorului

K` - coeficient caracteristic coloanelor ; de regula = 2

Reglajul releelor electromagnetice se efectueaza astfel:

IREM > 1, 2IP (pentru circuite)

IREM > 1, 2Icmax (pentru coloane)

IREM < 4, 5Ima (pentru intrerupatoare automate cu actionare instantanee)

IREM < 1, 5Ima (pentru intrerupatoare automate cu actionare temporizata)

In care: IREM este curentul de reglaj al releelor electromagnetice, in A.

La reglajul releelor termice, trebuie indeplinita conditia:

IreglajRT = Ic

Releele termice se aleg conform celor precizate in capitolul referitor la aparate electrice de joasa tensiune.

7. Lucrare de laborator: Actionarea electrica de curent continuu cu grup motor - generator

1. Programul lucrarii :

a)     Pe baza schemei de montaj se identifica elementele componente ale actionarii si se verifica schema de conectare a lor;

b)     Se urmareste modul de variatie a turatiei in functie de reglajul reostatului de sarcina si a curentului de excitatie al generatorului G1

c)     Pentru valori fixate ale curentilor Ie2 si Ie3 (reglaj) Re2 si Re2) se porneste de la mersul in gol al lui G2 si se regleaza succesiv Re1 si Rs, in asa fel incat turatia sa se mentina constanta ; valorile masurate pentru 4-5 puncte.

d)     La o valoare a lui IA de 10-20 A, se scade in continuare Rs, modificand apoi Re1 astfel incat de data aceasta se mentine constant IA ; se fac masuratori pentru 4-5 puncte;

e)     Se traseaza caracteristicile grafice la turatie constanta, respectic la curent constant.

III BIBLIOGRAFIE

Constantin Ghita : “Masini electrice” – Ed. Matrix Rom , 2005 , Bucuresti

Florin Mares : Manual “masini electrice” pentru clasa a 11 a – Ed. D.P ; 2007

Ilie Mircea Babaita : “Dispozitive si echipamente de comanda a actionarilor electrice” – Ed. Editura de vest , 2005

Doinita Balasoiu si Tatiana Balasoiu : “Masini electrice si actionari. Sinteze pentru examenul national de bacalaureat” –Ed. Economica