Pornirea Motoarelor Sincrone

ARGUMENT

Dezvoltarea în ritm rapid a producţiei de energie electrică faţă de alte domenii industriale, pentru satisfacerea necesarului de energie a tuturor ramurilor industriale, îmbunătăţirea continuă a calităţii energiei electrice prin asigurarea continuităţii în alimentare a consumatorilor are o importanţă deosebită.

Exploatarea necorespunzătoare a maşinilor electrice poate avea ca efect ieşirea din sincronism a generatoarelor din centralele electrice şi chiar căderea în cascadă a mai multor surse din componenţa sistemului energetic.

Creşterea complexităţii şi a exigenţelor impuse sistemelor de acţionare electrică a mecanismelor şi maşinilor de lucru a dus, în mod inevitabil, la creşterea volumului de cercetări legate de perfecţionarea acestora.

Dintre maşinile electrice, luând în considerare dimensiunile şi construcţia lor, cea mai mare dezvoltare o cunoaşte generatorul sincron. De când se produce energia electrică în termo- şi hidrocentrale se furnizează la consumatori cu ajutorul liniilor electrice de înaltă tensiune, s-a tins ca această energie să fie produsă la locul surselor de energie, utilizându-se cât mai puţine agregate. S-a ajuns astfel, să se utilizeze generatoare sincrone de 500 MVA şi mai mari. Această direcţie de dezvoltare care se referă la generatorul sincron de mare turaţie cuplat direct la turbinele termice, precum şi la maşinile sincrone de turaţie mică acţionate de turbine hidraulice, face să fie necesară cunoaşterea cât mai aprofundată a regimurilor de funcţionare a maşinilor sincrone. Mai ales stabilitatea statică şi dinamică a maşinilor cu funcţionare concomitentă, precum şi, diferitele probleme în legătură cu aceasta, fac cât se poate de oportună studierea acestei maşini.

În marile centrale electrice există maşini cu putere mare, însă în multe alte domenii tehnice şi economice sunt necesare maşini sincrone mai mici (centrale industriale, hidrocentrale mai mici, agregate, etc.). Aşadar, în domeniul maşinilor electrice rotative funcţionează maşini în limite foarte largi de putere.

Capitolul I. Generalităţile maşinilor electrice

1.1. Definirea maşinii electrice

Maşinile electrice sunt utilizate în toate sferele de activitate ale omului. Ele formează practic, toate sursele de energie electrică şi elementele de acţionare în vederea efectuării unui lucru mecanic de către mecanisme şi instalaţii.

În vastul proces de conversie a energiei, un loc însemnat îl ocupă conversia electromecanică care se realizează cu ajutorul maşinilor electrice. Maşinile electrice funcţionează pe baza forţelor electromagnetice ce acţionează asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic.

Astfel, maşina care face conversia energiei mecanice în energie electrică se numeşte generator electric, iar cea care face conversia energiei electrice în energie mecanică se numeşte motor electric. Maşina electrică care, cu intervenţia energiei mecanice, modifică parametrii unei transmisiuni de energie electrică (tensiune, curent, frecvenţă) se numeşte convertizor electric rotativ. Când maşina electrică primeşte atât energie electrică, cât şi energie mecanică şi le transformă în căldură, prin efectul Joule, ea are rol de frână. Dacă sistemul nu are corpuri în mişcare, se obţine un caz limită de maşină electrică, dacă există şi cuplaj magnetic între circuite sau numai magnetic, ansamblul se numeşte transformator electric.

Din analiza principiilor de funcţionare ale maşinilor electrice, rezultă că acestea sunt reversibile din punct de vedere energetic, adică conversia energiei poate fi făcută în ambele sensuri prin intermediul aceleiaşi maşini, dar în toate cazurile conversia se face cu pierderi ireversibile de energie, pierderi transformate în căldură (fig. 1.1)

1.2. Construcţia motorului electric

În maşinile electrice, curenţii electrici parcurg o serie de conductoare electrice, care consituie înfăşurările sau bobinajele maşinilor. Totalitatea conductoarelor luate în serie, având un capăt de început şi un capăt de sfârşit, constituie o înfăşurare. Aceasta constă din mai multe bobine concentrate în serie, iar o bobină din mai multe spire suprapuse, înseriate. De obicei, capătul de început al înfăşurării se notează cu literă mică sau mare de la începutul alfabetului (A, B, C sau a, b, c), iar capătul de sfârşit cu o literă de la finele lui (X, Y, Z sau x, y, z). O înfăşurare se reprezintă printr-o literă ce indică capetele, de exemplu AX.

Atât în înfăşurările generatoarelor cât şi în cele a motoarelor, se induc tensiuni electrice prin intermediul câmpurilor magnetice variabile în timp.

Partea maşinii cu înfăşurarea parcursă de curent, care la mersul în gol produce câmpul magnetic principal se numeşte inductorul maşinii, iar cealaltă indusul maşinii.