18.2.5. DIAGRAMA ENERGETICA A MOTORULUI ASINCRON
Pentru a intelege mai usor relatiile energetice din motorul asincron se va considera la inceput ca, cāmpul invārtitor al armaturii statorice, creat cu ajutorul curentilor trifazati, este inlocuit cu un cāmo de aceeasi forma, produ 22322n1323w s de un sistem inductor, excitat in c.c., dar rotitor cu turatia de sincronism n1.
Fig.18.2.8. Explicarea relatiilor energetice ale motorului asincron
In aceasta situatie in infasurarile rotorice se vor induce aceleasi t.e.m. si aceeasi curenti ca in masina reala.
Curentii indusi in rotor antreneaza rotorul in sensul rotirii cāmpului cu o turatie n<n1, caci numai in aceasta situatie se induc curentii in rotor si poate aparea cuplul electromagnetic. Fie M, cuplul electromagnetic care se exercita asupra inductorului ( 1 ) in sens opus rotirii
( frāneaza) si asupra indusului (2) in sensul de rotire ( antreneaza). Daca Ω1 este viteza unghiulara a inductorului, puterea necesara rotirii polilor inductori este P = M Ω1. (18.2.23)
Daca Ω este viteza unghiulara a indusului ( rotor), puterea dezvoltata, mecanica, de fortele electromagnetice prin invārtirea indusului este: P'2 = M Ω. Intrucāt Ω<Ω1, apare o diferenta de puteri P- P'2 care este consumata prin efect Joule in infasurarile indusului.
P- P'2 = Pe2 = 3R2 I22 (18.2.24)
R2 fiind rezistenta de faza a infasurarii rotorice trifazate iar I2 valoarea efectiva a curentului de faza rotoric.
Tinānd seama de expresia vitezei unghiulare rotorice rezulta relatiile:
P'2 = MΩ = M(1-s) Ω1 = (1-s)P (18.2.25)
Pe2 = MΔΩ = Ms Ω1 = sP ( 18.2.26)
Marimea P se numeste putere electromagnetica sau putere a cāmpului invārtitor si nu depinde de viteza rotorului sau de alunecare.
In modelul utilizat in (fig.18.2.8), aceasta putere aparea ca putere mecanica de antrenare a polilor inductori. In masina asincrona puterea reala, puterea electromagnetica este furnizata de circuitul de alimentare statoric. Daca P1 = 3U1I1 cosφ este puterea electrica primita de infasurarile statorice de la retea, tinānd seama de pierderile electrice (Joule) in infasurarile statorice Pj1 = 3R1I12 si pierderile in miezul de fier statoric PFe1 rezulta din bilantul puterilor.
P1 + Pj1 - PFe = P (18.2.27)
Puterea mecanica utila P2 este mai mica decāt puterea mecanica P'2 cu pierderile mecanice prin frecari si ventilatie Pmv si alte pierderi suplimentare Ps datorate unor cupluri de frānare a rotorului.
P2 = P'2 - Pmv - Ps (18.2.28)
Se poate intocmi diagrama energetica, cf. (fig.18.2.9)
Din relatia (18.2.25) rezulta ca numai o parte din puterea electromagnetica, (l-s) P se transforma in putere mecanica, restul sP, se transforma in caldura. Pentru a avea un randament bun, motorul asincron trebuie realizat cu o alunecare nominala sN cāt mai mica.
La motoarele asincrone normale cu puteri nominale de 1-1000 kW alunecarea nominala este de 6÷1%,,iar la puteri mai mari scade sub 1%.
Turatia nominala a motorului sincron va fi: nN = 1(-sN)n1. La functionarea normala, frecventa nominala , frecventa curentilor rotorici f2 = sf1 este foarte mica ( penrtu f1 = 50Hz,
f2 ÷ 3 Hz.) La aceste frecvente pierderile in fierul rotoric sunt neglijate si de aceea au fost omise din diagrama puterilor.
Fig.18.2.9
Randamentul este:
h= 
= 
(18.2.29)
Randamentul nominal al motoarelor asincrone de putere medie (10-100kW) este de 85-92 , iar la puteri sub 1 kW poate scadea sub 75
|
