motorul asincron cu rotorul în scurtcircuit
Motorul asincron fiind un element de baza în sistemele de actionare electrica, implica studiere principiului sau de functionare si a caracteristicilor sale, aspec 747j93h t urmarit si în cadrul lucrarii de laborator.
Consideratii generale
Motorul asincron are doua parti constructive: statorul, prevazut cu crestaturi axiale pe partea interioara în care sunt plasate înfasurarile si rotorul cu crestaturi axiale pe periferie iar înfasurarea rezulta în urma turnarii sub presiune a aluminiului la motoarele de presiune mica sau prin baterea barelor în crestaturi la motoarele de putere mare. Înfasurarea rotorica se încheie prin inelele de scurtcircuitare.
Aplicând un sistem trifazat de tensiuni la bornele
înfasurarii statorice, prin înfasurari ia
nastere un sistem trifazat de curenti, iar în întrefierul
masinii un câmp magnetic învârtitor cu turatia unde f este
frecventa tensiunilor aplicate (50Hz) iar P este numarul perechilor
de poli al masinii. prin suprafetele bobinajului rotoric fluxul
magnetic fiind variabil în timp, în înfasurarea rotorica se
induc tensiuni electromotoare care determina aparitia unui curent
prin înfasurarea rotorica închisa. Interactiunea
dintre câmpul magnetic învârtitor si curentul rotoric determina un
cuplu care pune rotorul în miscare. Turatia rotorului η2
este mai mica decât cea a câmpului învârtitor η1 si
depinde de încarcarea motorului, iar marimea care caracterizeaza
aceasta diferenta se numeste alunecare
. Alunecarea ia valori cuprinse între 0 si 1 pentru
regimul de motor al masinii asincrone.
Pentru determinarea caracteristicilor masinii asincrone trifazate se efectueaza încercari de laborator de functionare în gol si în scurtcircuit al acesteia.
a. Încercarea de functionare în gol consta în conectarea la
reteaua trifazata a motorului asincron (fig.1), lasat sa
functioneze fara sarcina în tot timpul încercarii.
Motorului i se aplica tensiuni efective variabile, la frecventa
nominala, printr-un autotransformator. Turatia motorului va fi
practic egala cu turatia de sincronism. Dupa efectuarea
rodajului în gol se majoreaza valoarea tensiunii la U1=1.3UN
si se masoara curentul de functionare în gol pe faza I10
si puterea activa preluata din retea P10
(obisnuit cu metoda celor doua wattmetre). Imediat dupa
terminarea încercarii se masoara rezistenta pe faza a
înfasurarii statorice R1 în vederea determinarii
pierderilor Joule în aceste înfasurari. Factorul de putere
cosφ10= cosφ(U1,I10) este
. Pierderile de functionare în gol
sunt pierderile Joule
în stator, pierderile în miezul feromagnetic PFe si pierderi
mecanice de frecare si de ventilatie PM. Pierderile Joule
în înfasurarea rotorica se pot neglija. Pentru separarea
pierderilor se calculeaza pierderile Joule statorice si se
reprezinta grafic pierderile
, (fig.2), pâna la determinarea ordonatei sale la
origina care va fi PM.
b) Încercarea de scurtcircuit a masinii asincrone trifazate se face
cu rotorul calat (blocat) fata de stator, η2=0.
Schema electrica utilizata este cea din fig.1. Înfasurarea
trifazata statorica se alimenteaza cu un sistem trifazat
simetric de tensiune pe faza si frecventa nominala. Pentru
motoare asincrone cu puteri nominale pâna la 100kW inclusiv, tensiunea se
modifica începând cu (0.15÷0.2)UN, când curentul poate atinge
în stator, pentru scurta durata, valoarea 1.2IN.
rezistenta înfasurarilor statorice se determina
imediat dupa efectuarea încercarii de scurtcircuit. Factorul de
putere la scurtcircuit este
. Ducând tangenta la curba I1sc(U1) în
zona în care se calculeaza curentul de scurtcircuit nominal I1scN,
abscisa sa la origine va fi U1sc (fig.3). curentul de scurtcircuit
la tensiunea nominala I1scN care coincide cu curentul de
pornire directa prin aplicarea unui sistem trifazat de tensiuni nominale,
se calculeaza cu relatia
. Pierderile în scurtcircuit la tensiune nominala sunt P1p=P1sc(I1scN/I1sc)2.
Factorul de putere la scurtcircuit si tensiune nominala este
iar cuplul de pornire
directa, la tensiune nominala, va fi
reprezinta cuplul
de pornire calculat cu cea mai mare valoare a curentului I1sc la
care s-a facut încercarea de scurtcircuit, adica
.
Se noteaza datele nominale ale motorului de încercat.
a. Pentru încercarea la mers în gol se realizeaza
montajul a carui schema electrica se prezinta în fig.4.
pentru masurarea marimilor de faza se foloseste trusa de
masura. Se modifica tensiunea aplicata motorului cu
ajutorul autotransformatorului, cea mai mare valoare fiind U1=1.3UN.
Se completeaza tabelul 1. Se reprezinta grafic: .
b. Pentru încercarea la mers în scurtcircuit se foloseste
acelasi montaj ca în fig.4 cu alegerea corespunzatoare a domeniilor
de masura pentru aparate. Se blocheaza rotorul. Se modifica
U1 pâna când I1sc=IN. Se completeaza
tabelul 2. Se reprezinta grafic cosφ1sc=f(I1) PCu=
f(I1) si I1sc= f(U1). Se determina:
I1scN, P1p, MPN
Tabelul 1
Nr. |
U10 |
I10 |
P10 |
3R1I210 |
P10-3R1I210 |
PM+PFe |
cosφ0 |
[V] |
[A] |
[W] |
[W] |
[W] |
[W] | ||
| |||||||
Concluzii. Întrebari.
Explicati functionarea motorului asincron în cazul în care dintr-un motiv oarecare turatia rotorului ar ajunge egala cu cea a câmpului învârtitor. Care este valoarea alunecarii în momentul pornirii? Explicati modul de variatie al curentului si tensiunii în momentul pornirii. Motorul încercat poate fi pornit direct de la retea? Cum schimbati sensul de rotatie al motorului? Explicati, fenomenul. Observatii valorile factorului de putere cosφ10 la mers în gol si explicati influenta sa asupra transferului de putere.
|