Electrotehnica si masini electrice (power point 4/4)
-
Upload
balan-victor -
Category
Documents
-
view
214 -
download
33
description
Transcript of Electrotehnica si masini electrice (power point 4/4)
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 1/34
Elemente constructive
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 2/34
Elemente constructive
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 3/34
Camp magnetic invartitor
Phase a Phase b Phase c
BbBa
Bc
Br Ba
BbBc
Br
Ba
Bb
Bc
Br
Ω1 = ω/p [rad/s]n1 = 60 Ω1/2π [rot/min]n1 = 60·(2πf/p)/(2π ) = 60·f/p
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 4/34
Principiul de functionare
n1
n<n1
n1 N
S
n<n1
N
S
n1-n
Alunecare : s = (n1 – n)/n1
f2 = sf1
v
B
F
FM
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 5/34
Bilantul puterilor
PCu1PFe1
PCu2PFe2
Pm
P2P1
P = MΩ1 =P1 – (PCu1 + PFe1)
P PM
PM = MΩ = P2 + Pm + PFe2
P2 = MrΩ
P1 = √3UlIlcosφ =(PCu1 + PFe1)+ (PCu2 + PFe2 + Pm) + P2
η = P2/ P1 = MrΩ/(√3UlIlcosφ)
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 6/34
Caracteristica mecanica naturala
M = 2Mk/(s/sk + sk/s)
M
s1sksn
Mk
MN
Mp
0
sN = (n1 – nN)/n1
MN = PN/ΩN
MN = PN/(2πnN/60)
s = 0 → n = n1 = 60·f/p
Mk = λ·MN
sk = sN[λ + √(λ2 – 1)]
s = 1 → n = 0Mp = 2Mk/(1/sk + sk/1)
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 7/34
Caracteristica mecanica naturalan
MMkMN
nN
n1
nk
0 Mp
MN = PN/ΩN
MN = PN/(2πnN/60)
n1 = 60·f/p
Mk = λ·MN
sk = (n1 – nk)/n1
nk = n1(1 - sk)
Mp = 2Mk/(1/sk + sk)
Mr
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 8/34
Caracteristici mecanice artificiale
n1 = ct. nk = ct. M = M(U2)
U ≠ UN, U < UNn
MMk
n1
UNnk
0 Mr
U3 < U2 < U1 < UN
U1U2U3
Mk2 Mk1Mk3
Mk1/Mk2 = (U1/U2)2
Mk2 = Mk1(U2/U1)2
U1 = UN = 400 V, U2 = 300 V
Mk2 = Mk1(U2/U1)2 = 0.56·Mk1
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 9/34
Caracteristici mecanice artificiale
f ≠ fN, f < fN, f > fN
Mk1/Mk2 = (f2/f1)2
Mk2 = Mk1(f1/f2)2
f1 = fN = 50 Hz, f2 = 70 Hz
Mk2 = Mk1(f1/f2)2 = 0.51·Mk1
n
Mk
n1
fNnk
0
n1 = n1(f), sk = sk(1/f) M = M(1/f2)
Mk2
f2
Mk1
f1
Mk3
f3
Mk4
f4
Mr
f2 < f1 < fN < f3 < f4
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 10/34
Pornirea
A. Pornirea directan
MMkMN
nN
n1
nk
0 Mp
Md = M – Mr = J·dΩ/dt
M = Mr →Md = 0dΩ/dt = 0→ Ω = ct.
I
ttp
Imax
IN
0
Imax = (8…10)IN
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 11/34
Pornirea
B. Pornirea “Y – Δ”Conexiune
“Y”
Conexiune“Δ”
Conectarea bornelor
230 V
400 V
n
MMk
n1
nk
0 Mpy MpΔMr
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 12/34
=
Pornirea
B. Pornirea “Y – Δ”
Conexiune“Y”
Conexiune“Δ”
Conectarea bornelor
230 V
400 V
Z
ZZ
Z Z
Z
IlY
IlΔ
IlY = IfY = 230/Z
IlΔ = √3 IfΔ = √3 ·400/Z
IlY/IlΔ= 1/3
IlY = (1/3)IlΔ
MPY/MPΔ = (230/400)2 = 1/3
MPY = (1/3)MPΔ
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 13/34
=
Pornirea
C. Pornirea progresiva (soft-starter)n
MMk
n1
UN
nk
0
Up
Mp
M = M(U2)
Mr
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 14/34
=
Modificarea turatiei
A. Modificarea nr. perechi de poli “p”
s = (n1 – n)/n1
n1 = 60·f/p [rot/min]
n = n1(1 – s) n = (1 – s)·60f/p
s = 0.05, f = 50 Hz, p = 1 → n = 2850 rot/mins = 0.05, f = 50 Hz, p = 2 → n = 1425 rot/min
Motorul Dahlander
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 15/34
=
Modificarea turatiei
B. Modificarea frecventei
n = (1 – s)·60f/p
1. f < fN (n < nN)
U/f = ct. → Mk = ct.
n
Mk
n1
fN
0 M
f2
f1
f2 < f1 < fN
MNMr
Mlim = ?
Mk = ct. (λ = ct.)Mlim = MN
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 16/34
=
Modificarea turatiei
B. Modificarea frecventei
2. f > fN (n > nN)
P = Mr·Ω → Plim = PN
n
Mk
n1
fN
0 M
f2
f1
f2 < f1 < fN
MNMr
f5 > f4 > f3 > fN
f3 f4
f5
Mlim = PN/Ω
U/f = ct. ? U = UN = ct. Mk = Mk(1/f2) → λ <<U/f = ct. ?
Ωlim = PN/Mr
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 17/34
=
Franarea
A. Franarea dinamica
n
Mk
fN
0 MMrMf1
I1
Mf2
I2
I1 > I2
Motorul asincron trifazat
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 18/34
=
Franarea
B. Franarea in contracurent
Rf
Rf
n
Mk0
M
n1
-n1
Mr
Rf
Rf = 0
Mf1 Mf2
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 19/34
=
Elemente constructive
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 20/34
=
Elemente constructive
M
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 21/34
=
Elemente constructive
M
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 22/34
=
Principiul de functionare
NSB
F
B
F
M
M = kEΦEIA
ΦE = BAP
E = kEΦEΩ
NSBv
Ω
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 23/34
=
Ecuatia de functionare
UA = RAIA+E
MIA
UA
IE
UE
IA
UA
ERA
RE
UE
IE
UE = REIE
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 24/34
Caracteristica mecanica naturala
UA = RAIA+EE = KEΦEΩIA = M/kEΦE
Ω = UA/kEΦE – [RA/(kEΦE)2]M
Ω
0 M
Ω0
Ω0 = UA/kEΦE
MN
ΩN
ΩN = 2πnN/60
MN = PN/ΩN
UA = UAN
ΦE = ΦEN
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 25/34
Caracteristici mecanice artificiale
Ω = UA/kEΦEN – [RA/(kEΦEN)2]M
Ω
0 M
Ω0
Mr
UN
U1
U2
U3
U3 < U2 < U1 < UN A. UA < UAN
MIA
UA
IEN
UEN
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 26/34
Caracteristici mecanice artificiale
Ω = UAN/kEΦE – [RA/(kEΦE)2]M
B. ΦE < ΦEN (IE < IEN)
MIA
UAN
IE
UE
Ω
0 M
Ω0
Mr
ΦEN
ΦE2 < ΦE1 < ΦEN
ΦE1
ΦE2
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 27/34
Caracteristici mecanice artificiale
Ω = UAN/kEΦEN – [(RA+RAS)/(kEΦE)2]M
C. RAS > 0
M IA
UAN
IEN
UEN
RAS
Ω
0 M
Ω0
RAS3
RAS3 > RAS2 > RAS1
RAS2
RAS1
RAS= 0
Mr
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 28/34
Pornirea
Ω = 0 → E = 0 → IAP = UAN/RA
A. Pornirea directa
MIA
UAN
IEN
UEN
Ω
0 M
Ω0
MP
MP = kEΦEIAP
Mr
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 29/34
Pornirea
Ω
0 M
Ω0
Mpmin
(IAPmin)
RAS1
RAS= 0
Mr
Mpmax
(IAPmax)
RAS1+RAS2
IAPmax = UAN/(RA+RAS1+RAS2)
B. Pornirea reostatica
M
UAN
IEN
UEN
RAS1
RAS2
MPmax = kEΦEIAPmax
MPmin = kEΦEIAPmin
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 30/34
Pornirea
IAP = UAP/RA
C. Pornirea progresiva
MIA
UAP→UAN
IEN
UEN
Ω
0 M
Ω0
Mr
UN
UA↑
MP
UAP
MP = kEΦEIAP
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 31/34
Modificarea turatiei
A. UA < UAN → Ω < ΩN
MIA
UA↓
IEN
UEN
Ω = UA/kEΦE – [RA/(kEΦE)2]MΩ
0 M
Ω0
Mr
UN
UA↓
MN
Mlim = ? Mlim = MN (IAlim = IAN)
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 32/34
Modificarea turatiei
B. ΦE < ΦEN → Ω > ΩN
(IE < IEN)
MIA
UAN
IE↓
UE↓
Mlim = ?
Ω
0 M
Ω0
Mr
ΦEN
UA↓
ΦE↓
MN
Plim = PN → Mlim = PN/Ω Ωlim = PN/Mr
Motorul de curent continuu
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca, Facultatea de Mecanica 33/34
Franarea
A. Franarea in contracurent
MIAf
-UAN
IEN
UEN
Rf
-UAN = -(RA + Rf)IAf + kEΦENΩIAf = (UAN+kEΦENΩ)/(RA+Rf)
Ω
Mr0 M
Ω0
-Ω0
Mf
Ω = -UAN/kEΦEN + [(RA+Rf)/(kEΦEN)2]M
Mf = kEΦENIAf
Mf0