Motoare de current alternative

Motoare de current alternative

1.     Elemente constructive ale motoareleor de current alternative bifazate si trifazate

Elementele constructive de baza ale unui motor de current altenativ sunt:

Statorul -construit din material ferromagnetic de 0.5mm grosime

Rotorul - construit din material ferromagnetic de 0.5mm grosime

Infasurarea statorica alcatuita din 3 infasurari de faze identice decalate cu radiani electrici conectate in stea sau triunghi si legate la o retea trifazata de current alternative

Infasurarea catodica - poate fi realizata ca infasurarea trifazata sau sub forma de colivie,adica bare scurtcircuitate la ambele capete.

Masinile cu rotorul in scurtcircuit se construiesc in 3 variante: cu o singura colivie, cu crestaturi adanci sau cu dubla colivie.

Intrefierul

Δ=0.35 - 0.5mm pentru masini cu putere P<10kW

Δ'0.5 - 0.8mm pentru masini cu P(10,100)kW

In conditii grele de lucru masinile sunt prevazute cu intrefier marit pana  la 1.5ori valoarea de mai sus.

Infasurarea statorica cuplata la o retea de current alternative trifazat reprezinta infasurarea de excitatie a masinii care produce campul magnetic de excitatie. Acest camp magnetic poate fi bipolar sau multipolar.

Consideram o sectiune transversala intr-o masina sincrona cu o singura infasurare:

Daca infasurarea monofazata e parcursa de curentul i=Isinwt in intrefier se creeaza un camp magnetic de excitatie pe care daca il dezvoltam in serie Fourier si retinem numai component fundamental obtinem un camp magnetic pulsatoriu sinusoidal in timp si spatiu.

Daca se folosesc mai multe bobine pe faza se va obtine un camp magnetic multipolar.

Axa de referinta pentru distributia campului magnetic in intrefier se alege la jumatatea unui pol. De data aceasta cand se parcurge o singura data periferia interioara a statorului, campul magnetic inregistreaza p perioade intregi, iar argumentul cosinusoidal care exprima aceasta perioada variaza intre 0;p2π.

In cocluzie o variatie Δα la periferia interioara a statorului conduce la o variatie p Δα a armonicii fundamentale de camp magnetic, motiv pentru care marimea pα se numeste unghi electric.

Curentul electric produs de o infasurare trifazata.

Ne vom referi la o masina cu 2poli. Cele trei infasurari de faza sunt identice ca numar de spire si ca numar de crestaturi ocupate, legate in stea sau triunghi si legate la o retea trifazata de current alternative.

Intrarile A,B,C si respective iesirile X,Y,Z ale celor trei infasurari de faze sunt situate in trei puncte diferite dcalate cu radiani electrici. Succesiunea celor 3 infasurari este inversa acelor de ceasornic. Se obtine un camp magnetic , numit camp magnetic invartitor care difera fundamental de campul magnetic pulsatoriu sinusoidal in timp si spatiu. La moment diferite de timp, valoarea maxima a inductiei se regaseste in diferite puncte la prefiria interioara a statorului. Totul se intampla ca si cand unda sinusoidala a variatiei in spatiu a campului magnetic s-ar deplasa cu o anumita viteza unghiulara Ω₁. La momentul Δt si la distanta Δα, campul magnetic va avea aceesi amplitudine daca este indeplinta conditia:

Micromotorul cu poli ecranati

Acesta se incadreza in categoria micromotoarelor monofazate si au cunoscut o larga utilizare pentru diverse actionari de putere mica: ventilatoare de masa, uscatoare de par, pompe de dimensiuni mici, jucarii, masini de spalat,pick-up-uri, magnetofoane, reglare automata unde se cere o functionare silentiaosa si fara pertubatii.

La micromotorul rotativ cu poli ecranati exista 2 infasurari in stator care produc campuri magnetice alternative de amplitudine diferite B₁ si B₂ variabile sinusoidal in timp dar deafzate cu un unghi . Daca intre axele celor 2 bobine exista un decalaj atunci se obtine un camp magnetic invartitor rezultat as carui amplitudine descrie o elipsa, cu o anumita viteza unghiulara.

Rotorul acestui motor este identic cu cel al unui motor cu trifazat. Statorul este format din piese polare pe care se gasesc dispuse infasurarile de excitatie. Curentul i₁ absorbit de la retea parcurge infasurarea primara si creeaza fluxul magnetic rezultatant φ₁.  O parte din flux φ₁₂ strabate zona ecranata a polului inlanuind spirele infasurarii in scurtcircuit si ca urmare induce o tensiune electromotoare datorita caruia in infasurarea respectiva circula curentul i₂ care determina fluxul Indus φ₂₁. Acest flux impreuna cu φ₁₂ se aduna si produce un flux magnetic alternative resultant φ₂ defazat in timp in urma lui φ₁ cu unghiul . Ca urmare in intrefierul micromotorului ia nastere un camp magnetic invartitor elliptic. In barele coliviei se induc tesiuni electromotoare.

Din interactiunea campului magnetic invartitor cu curentul Indus obtinem cuplul electromagnetic c are pune in miscare rotorul. Sensul de miscare este de la portiunea ecranata la portiunea neecranata a polului.

3) Proiectarea unei infasurari trifazate pentru o masina cu 18 crestaturi daca se cere o turatie sincrona la 3000 rpm.

, de unde rezulta ca pentru a obtine o turatie de 3000rpm, numarul de perechi de poli trebuie sa fie p=1.

4. Proiectarea unei scheme de comanda pentru un motor trifazat cu doua turatii

Viteza de rotatie a unui motor asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit este dat de relatia: . Prin modificarea numarului de perechi de poli (P) se poate modifica turatia motorului. Pentru aceasta infasurarea statorica are o executie speciala cu cate doua jumatati de bobina pe fiecare faza care pot fi legate fie in serie fie in paralel.

Schema de comanda Dahlander

Codul sursa pentru comanda motorului scrisa in C++:

#include <stdio.h>

#include <dos.h>

#include <conio.h>

void main (void)

5. Proiectarea unei scheme de comanda pentru un motor asincron bifazat alimentat alimentat de la un transformator de faza 3-2.

					Partea de comanda
		Partea de forta

6. Proiectarea unei scheme de comanda reversibila a unui motor asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit.

7)Proiectarea unei scheme de comanda stea-triunghi a unui motor asincron trifazat.

Metoda pornirii indirecte stea-triunghi consta in aplicarea tensiunilor retelei electrice infasurarii statorice conectata initial in stea. La atingerea unei viteze de aprozimativ 90-95% din vinteza sincrona, infasurarea este comutata in triunghi. Comutarea se face manual cu ajutorul unui comutator stea-triunghi sau automat. Curentul de pornire se reduce sensibil, dar si cuplul maxim al motorului se reduce in acelasi raport, asa cum se poate vedea din figura de mai jos.

Aceasta metoda de pornire se aplica numai motoarelor cu conexiunea statorica in triunghi in regim de lucru de lunga durata, conexiunea stea aplicandu-se numai la pornire.

La comutarea in triunghi au loc salturi de curenti si de cuplu, deoarece motorul trece la alta caracteristica mecanica de functionare.

Pornirea stea-triunghi poate fi aplicata numai motoarelor asincrone a caror infasurare statorica are accesibile toate cele sase borne, avand tensiunea statorica de faza egala cu tensiunea de linie de alimentare. Metoda se aplica motoarelor asincrone in scurtcircuit pe putere nominala mica 5,5-14 kW, 380V pe faza statorica.

Conexiunile infasurarilor la borne sunt realizate asa cum se arata in figura urmatoare :

In continuare voi prezenta partea de forta si de comanda a sistemului stea-triunghi.

8. Proiectarea unei scheme de comanda reversibila a unui motor asincron bifazat cu faza auxiliara si condensator.