Determinarea randamentului la mașinile de curent alternativ

Deşi, la ora actuală, analiza funcţionării maşinilor electrice de curent alternativ pentru orice regim de funcţionare (în particular a motorului asincon trifazat) se poate face pe baza modelului d-q (sistemul de ecuaţii Park-Blondel), pentru practician este deosebit de importantă o analiză funcţională a maşinii pe criterii geometrice. Desigur şi analiza funcţională, pe baza unui sistem de ecuaţii algebrice, implică determinarea cu o precizie ridicată a parametrilor maşinii electrice. Metoda cea mai adecvată pentru determinarea acestora este reprezentată de încercările la gol şi în scurtcircuit ale maşinii electrice, ori lucrul acesta presupune existenţa maşinii, care la rândul ei presupune parcurgerea unor procese de proiectare şi realizare constructivă. Atât proiectarea cât şi realizarea efectivă presupun stabilirea unor geometrii adecvate care să permită o funcţionare corespunzătoare a maşinii electrice. (Anumite dimensiuni ale dinţilor, a miezului feromagnetic, ale jugurilor, a întrefierului, etc). Iată motivul pentru care utilizatorul maşinii electrice îşi doreşte să analizeze funcţionalitatea ei pe criterii geometrice. Având în vedere această dorinţă a utilizatorului, chiar standardul reglementează determinarea caracteristicilor de funcţionare ale maşinilor electrice de curent alternativ (în particular, la cele asincrone trifazate) pe baza unei construcţii geometrice, respectiv pentru cazul concret al motorului asincron trifazat cu ajutorul aşa numitei diagrame a cercului. Această abordare geometrică are două raţiuni:

a.) Prima – exprimată, deja, în cele de mai sus legată de structura geometrică a maşinii;

b.) A două – legată de particularităţile inginerului practician ce vizualizează mult mai uşor imaginile geometrice.

Iată motivul pentru care s-a abordat, în cadrul proiectului, o temă referitoare la determinarea caracteristicilor de performanță (prin excelență, cea a randamentului) la motorului asincron trifazat cu rotor bobinat, considerat reprezentativ pentru clasa mașinilor de curent alternativ. Pentru atingerea obiectivului proiectul meu a fost structurat pe 6 capitole după cum urmează.

Pornind de la ideea că maşina este dată, în cadrul primului capitol, s-au prezentat principalele particularităţi constructive şi funcţionale ale motoarelor asincrone trifazate, respectiv, sincrone trifazate. Au fost abordate atât elemente constructive de bază ale maşinilor cât şi principiile de funcţionare şi ecuaţiile de funcţionare ale acestora în regim cvasistaţionar.

Capitolul 2 a fost dedicat prezentării metodelor specifice – pentru toate clasele de mașini electrice rotative – de determinare a randamentului, pentru a avea o viziune integratoare asupra problematicii abordate în cadrul proiectului.

În cadrul capitolului 3, respectând logica din STAS, s-au prezentat încercările motorului asincron trifazat, încercări necesare tocmai pentru determinarea - printre altele - și a randamentului acestui motor.

În cadrul capitolului 4 s-au realizat determinări experimentale pe baza cărora să se poată obține caracteristica randamentului motorului ales drept studiu de caz. Pentru trsaarea caracteristicii randamentuluiau a fost necesară efectuarea următoarelor încercări:

- încercarea la mers în gol, utilă pentru aflarea pierderilor de natură mecanică şi a pierderilor din miezul feromagnetic statoric (şi a altor parametri specifici mersului în gol – I10, cosφ10);

- încercarea la scurtcircuit, utilă pentru determinarea pierderilor Joule în stator cât şi a altor parametri – USC, cosφSC, etc;

- încercarea la sarcină, utilă pentru vizualizarea comportării motorului pentru o variației a cuplului rezistent la arbore.

În cadrul capitolului 5, pentru întregirea analizei și finalizarea studiului, s-au formulat concluziile și s-au precizat deschiderile realizate pe parcursul derulării temei.