Pornirea acţionărilor electromecanice cu motoare asincroneMetode de pornirePlanul expuneriiIntroducere 1...
Pornirea prin cuplare directă latimpul de pornire.reţeaua electrică de alimentarePlanul expuneriiEste o metodă de pornire ...
J - momentul de inerţie total al acţionării (motor + maşină de lucru)- neglijând fenomenele tranzitorii electromagnetice, ...
Creşterea în trepte se obţine prin conectarea stea-triunghi a înfăşurărilor statorice saualimentarea de la un transformato...
Curentul de pornire cu înfăşurările statorice conectate în triunghi, este identic cu curentul de linieşi este indicat în c...
Figura 3Determinarea parametrilor la pornirea prin alimentare de la autotransformator presupune:a) calculul tensiunii mini...
Figura 4Determinarea parametrilor la pornirea prin alimentare de la un variator de tensiune alternativăpresupune, în princ...
Figura 5Pornirea pe caracteristici reostaticePlanul expuneriiPornirea pe caracteristici reostatice este specifică acţionăr...
Figura 7Determinarea parametrilor pentru pornirea reostatică presupune:a) determinarea numărului de trepte de pornire;b) c...
Figura 7Determinarea parametrilor pentru pornirea reostatică presupune:a) determinarea numărului de trepte de pornire;b) c...
of 10

Pornirea acţionărilor electromecanice cu motoare asincrone

Published on: Mar 4, 2016
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Pornirea acţionărilor electromecanice cu motoare asincrone

  • 1. Pornirea acţionărilor electromecanice cu motoare asincroneMetode de pornirePlanul expuneriiIntroducere 1. Metodele de pornire 2. Alegerea metodei de pornire 3. Pornirea prin cuplare directă la reţea 4. Pornirea pe caracteristici de tensiune 5. Pornirea prin alimentare de la autotransformator 6. Pornirea pe caracteristici reostaticeMetodele de pornire utilizate pentru sistemele de acţionare cu motoare asincrone sunt: pornirea prin cuplare directă la reţea; pornirea pe caracteristici de tensiune; pornirea pe caracteristici reostatice.Alegerea metodei de pornirePlanul expuneriiLa alegerea metodei de pornire se ţine seama de: puterea instalată a reţelei de alimentare; se pot porni prin cuplarea directă la reţea motoarele asincrone trifazate cu puteri până la 5,5 kW dacă reţeaua de joasă tensiune a consumatorului nu este separată prin transformatoare de reţeaua furnizorului, sau motoare cu puteri până la 10-20% din puterea instalată a transformatorului care separă cele două reţele; restricţiile impuse de buna funcţionare a altor consumatori cuplaţi la aceeaşi reţea de alimentare (tensiunea în reţea să nu scadă sub 0,9U1N); frecvenţa pornirilor; restricţiile privind şocul de pornire; tipul caracteristicii statice a maşinii de lucru; pierderile în timpul pornirii; costul echipamentului utilizat pentru pornirea acţionării.Determinarea parametrilor pentru pornire urmăreşte: determinarea cuplului de pornire dezvoltat de motor; calculul valorilor parametrilor care se modifică în timpul pornirii: tensiune, rezistenţă, tensiune şi frecvenţă;
  • 2. Pornirea prin cuplare directă latimpul de pornire.reţeaua electrică de alimentarePlanul expuneriiEste o metodă de pornire simplă care necesită un aparataj de comandă minimal. Limitele deaplicare sunt legate de puterea instalată a reţelei, curentul solicitat în momentul iniţial al pornirii şiperturbarea altor consumatori, valoarea cuplului static. Figura 1Determinarea parametrilor pentru pornirea prin cuplare directă la reţea presupune:a) calculul cuplului de pornire dezvoltat de motor:Pentru ca pornirea să poată fi realizată, atunci M p>Ms ( Ω =0).b) calculul curentului de pornire, dacă se cunosc toţi parametrii electromagnetici;c) calculul timpului de pornire. Acesta poate fi aproximat sau calculat în mai multe variante înfuncţie de ipotezele simplificatoarele considerate.- neglijând fenomenele tranzitorii electromagnetice, considerând că M s=0 şi admiţând că regimultranzitoriu mecanic se încheie după 3-4 constante de timp specifice atunci: tp=(3-4)TM
  • 3. J - momentul de inerţie total al acţionării (motor + maşină de lucru)- neglijând fenomenele tranzitorii electromagnetice, considerând că M s=0 şi admiţând că în timpulpornirii cuplul dezvoltat de motor urmăreşte caracteristica statică, timpul de pornire se determinăprin integrarea ecuaţiei mişcării.unde:ţinând seama că Ω = Ω0 (1-s), se obţin:Explicitând diferenţiala timpului şi integrând de la s in la sfin se obţine:Respectiv:În procesul de pornire sin=1, iar pentru alunecarea finală se adoptă valoarea s fin=0,01. Rezultăastfel, pentru timpul de pornire în gol, relaţia:Pornirea pe caracteristici de tensiunePlanul expuneriiPrincipiul metodei constă în alimentarea motorului cu tensiune redusă în momentul pornirii şicreşterea în trepte sau progresivă a acesteia până la valoarea nominală.
  • 4. Creşterea în trepte se obţine prin conectarea stea-triunghi a înfăşurărilor statorice saualimentarea de la un transformator cu prize intermediare, iar creşterea progresivă se obţine prinalimentarea motorului de la un autotransformator sau variator de tensiune alternativă (VTA).Pornirea stea-triunghi se utilizează în mod obişnuit pentru motoarele de joasă tensiune carefuncţionează cu înfăşurările statorice conectate în triunghi, pornesc în gol sau antrenează maşinide lucru care dezvoltă cuplu static proporţional cu viteza (generatoare de sudură) sau cu pătratulvitezei (ventilatoare centrifugale, pompe centrifugale). Pentru schimbarea conexiunii din stea întriunghi, se folosesc comutatoare manuale sau scheme automate cu contactoare. Figura 2Determinarea parametrilor de pornire stea-triunghi presupune:a) calculul cuplului de pornire dezvoltat de motorDeoarece tensiunea de fază scade de ori la conexiunea stea, cuplul electromagnetic depornire scade de 3 ori faţă de cel corespunzător pornirii directe cu conexiunea triunghi, indicat încatalog.Pentru ca pornirea să poată fi realizată trebuie îndeplinită condiţia: MpY>Msb) calculul curentului de pornire IpYCurentul de pornire în stea este identic cu cel de fază:
  • 5. Curentul de pornire cu înfăşurările statorice conectate în triunghi, este identic cu curentul de linieşi este indicat în catalog.Făcând raportul celor două expresii, rezultă:c) calculul timpului de accelerare pe caracteristica statică de tensiune corespunzătoare conexiuniisteaAcesta poate fi aproximat la: tpY=(3-4)TMYsau poate fi calculat:Alunecarea finală sfin se alege astfel încât saltul de curent să nu depăşească I pY . Experienţa aarătat că, în aplicaţiile practice, sfin=0,05...0,01.Observaţie: Metoda de pornire stea-triunghi oferă avantajul că permite reducerea tensiunii şi întimpul funcţionării la sarcini reduse (mai mici de 1/3 din valoarea nominală), îmbunătăţindu-seastfel factorul de putere şi randamentul.Pornirea prin alimentare de laautotransformatorPlanul expuneriiPornirea prin alimentare de la autotransformator se aplică mai rar pentru motoare cu putericuprinse între 75 şi 100 kW, datorită curentului de magnetizare a autotransformatorului, volumuluiacestuia şi schemei complicate. Deplasarea cursorului autotransformatorului se face, pentruinstalaţiile industriale, cu ajutorul unui servomotor.
  • 6. Figura 3Determinarea parametrilor la pornirea prin alimentare de la autotransformator presupune:a) calculul tensiunii minime U1min. Pentru aceasta se calculează Mpu =(1,1...1,2)Ms, iar dacăpornirea se face în gol se adoptă Mpu =0,5MN .Ţinând seama că:rezultă:b) calculul curentului de pornire IpuŞtiind ca valoarea curentului pe fază la intrarea autotransformatorului I 1p va fi de k ori mai micădecât valoarea curentului la ieşire Iup atunci:c) calculul timpului de pornireTimpul de pornire depinde, în acest caz, de viteza cu care se deplasează periile colectoare dinpoziţia iniţială (tensiune minimă) în poziţia finală (tensiunea reţelei).
  • 7. Figura 4Determinarea parametrilor la pornirea prin alimentare de la un variator de tensiune alternativăpresupune, în principiu, aceleaşi calcule ca şi în cazul autotransformatorului. Elementelespecifice sunt tratate în cazul sistemelor de acţionare electromecanică.
  • 8. Figura 5Pornirea pe caracteristici reostaticePlanul expuneriiPornirea pe caracteristici reostatice este specifică acţionărilor cu motoare asincrone cu rotorulbobinat. Deşi metodele de pornire specifice motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit pot fiaplicate şi motoarelor asincrone cu rotorul bobinat, ele nu se utilizează practic, deoarece suntînsoţite de reducerea cuplului de pornire. Având în vedere creşterea cuplului de pornire cucreşterea impedanţei rotorice, pornirea motoarelor asincrone cu rotorul bobinat se realizează prinmodificarea impedanţei pe fază a rotorului, care poate fi simetrică sau asimetrică.Este cea mai raspândita metodă de pornire. Rezistenţele de pornire pot fi metalice (din fontăturnată, tablă silicoasă sau sârmă) sau cu lichid (soluţie de carbonat de sodiu, anhidru în apădistilată, etc.). Rezistenţele metalice sunt împărţite în mai multe trepte şi răcite cu aer, natural sauforţat, sau cu ulei, iar comanda de scurtcircuitare se realizează manual, cu controlere sau placăde ploturi, sau automat cu contactoare. Reostatele cu lichid sunt prevăzute cu instalaţii deomogenizare şi sisteme de răcire a soluţiei, comanda facându-se manual sau automat cuservomotor. Figura 6Considerând o acţionare cu motor asincron cu rotorul bobinat şi reostat cu trei trepte derezistenţe, care sunt scoase din circuit prin scurtcircuitarea lor cu contactele K 2, K3 şi K4 ale unorcontactoare, se constată că alimentarea motorului cu tensiune se realizează prin închidereacontactelor de linie K1. Motorul porneşte pe caracteristica mecanică reostatică de rezistenţă R 21 =r1 + r2 + r3 + R20 punctul de funcţionare deplasându-se de la punctul corespunzător cuplului M max,spre punctul corespunzător cuplului Mmin. La atingerea cuplului minim se scurtcircuitează primatreaptă de rezistenţă r1 prin închiderea contactelor K2 . Punctul de funcţionare se deplasează laviteză, respectiv alunecare, practic constantă pe următoarea caracteristică mecanică reostaticăde rezistenţă R22 = r2 + r3 + R20 . Funcţionarea se desfăşoară similar până la închidereacontactelor K4, punctul de funcţionare deplasându-se pe caracteristica mecanică naturală până laintersecţia cu caracteristica statică a maşinii de lucru (punctul A). Rezultă că în timpul porniriicuplul dezvoltat de motor se modifică între limitele Mmin şi Mmax, acceleraţia medie de pornire fiindaceeaşi pentru fiecare treaptă. Dacă cele două limite nu se conservă, se poate obţine oacceleraţie medie variabilă în trepte, putându-se aproxima astfel diagrame trapezoidale sauparabolice pentru acceleraţie.
  • 9. Figura 7Determinarea parametrilor pentru pornirea reostatică presupune:a) determinarea numărului de trepte de pornire;b) calcularea rezistenţelor de pornire;c) calcularea rezistenţelor treptelor de pornire;d) alegerea rezistoarelor şi conectarea lor serie-paralel pentru a obţine parametrii necesaripornirii: rezistenţă, curent admisibil;e) calculul vitezelor corespunzătoare cuplului M min pentru comanda automată în funcţie de viteză;f) calculul timpului de accelerare pe fiecare treaptă pentru comanda automată în funcţie de timp.
  • 10. Figura 7Determinarea parametrilor pentru pornirea reostatică presupune:a) determinarea numărului de trepte de pornire;b) calcularea rezistenţelor de pornire;c) calcularea rezistenţelor treptelor de pornire;d) alegerea rezistoarelor şi conectarea lor serie-paralel pentru a obţine parametrii necesaripornirii: rezistenţă, curent admisibil;e) calculul vitezelor corespunzătoare cuplului M min pentru comanda automată în funcţie de viteză;f) calculul timpului de accelerare pe fiecare treaptă pentru comanda automată în funcţie de timp.

Related Documents