Instalație statică de pornire, sincronizare și excitație pentru motorul sincron de 2500 KW, 1500 rotații pe minut, 6KV

Cap. 1 MEMORIU JUSTIFICATIV

Spre deosebire de motorul asincron, motorul sincron necesita o sursa de curent continuu pentru producerea curentului de excitatie si aparataj complex de pornire, ceea ce face ca cele doua tipuri de motoare sa intre in competitie numai de la puteri de 100 kW in sus, puteri la care costul accesoriilor devine mic in comparatie cu costul motorului.fata de motoarele asincrone, motorul sincron prezinta parametri energetici superiori si siguranta mai mare in functionare, precum si urmatoarele avantaje:

-pot functiona cu factor de putere egal cu unitatea (cos =1); in regim supraexcitat si functioneaza cu factor de putere capacitiv , furnizand retelei de alimentare putere reactiva reglabila, inlocuind in acest fel baterii de condensatoare costisitoare necesare compensarii puterii reactive a consumatorilor inductivi (motoare asincrone, transformatoare);

-au randament superior motoarelor asincrone datorita intrefierului de 2 4 ori mai mare. Uzarea rulmentilor nu afecteaza caracteristicile motorului, pe cand la motorul asincron aceasta determina scaderea pronuntata a factorului de putere si deseori duce la avarii provocate de frecarea rotorului fata de stator;

-scaderea tensiunii retelei nu provoaca scaderea cuplului electromagnetic in aceeasi masura ca la motorul asincron; cuplul sincron este proportional cu produsul dintre tensiunea de alimentare si tensiunea electromotoare indusa de fluxul inductor, U  UeE ,pe cand cuplul asincron depinde de patratul tensiunii, U2 Datorita dependentei cuplului de curentul de excitatie, care determina pe UeE ,cuplul maxim se poate mentine constant si la scaderea tensiunii retelei, printr-o fortare convenabila a excitatiei, pastrandu-se constant factorul de supraancarcabilitate a motorului. Acest lucru este deosebit de important la actionari cu socuri de sarcina ;

- la actionarile reglabile de frecventa variabila motorul poate

functiona in regim de slabire de camp, la tensiune constanta dealimentare, in domeniul frecventelor superioare frecventei nominale;

- la puteri peste 200 Kw si turatii sub 600 rot/ min motoarele

sincrone sunt mai ieftine decat motoarele asincrone, iar la puteri peste 2000 kW masa lor este cu 10 20  mai mica.

Aceste particularitati au determinat raspandirea actionarilor cu motoare sincrone de puteri medii, mari si foarte mari (pana la 10 MW), la turatii de 10 3000 rot/ min. Motoarele sincrone antreneaza compresoare si suflante, pompe si ventilatoare de mare putere, concasoare si mori de carbune si minereu, generatoare de la grupul Ward-Leonard etc., in general actionari cu functionare continua care nu necesita reglarea turatiei.

Inconvenientele motoarelor sincrone, legate de sistemele de excitatie cu generatoare de curent continuu, masini scumpe si cu intretinere pretentioasa, care necesita personal cu calificare ridicata, pot fi inlaturate prin introducerea excitatiei statice cu tiristoare, care mareste fiabilitatea sistemului.

In cazul motoarelor sincrone, amplitudinea si frecventa tensiunii la borne depind de viteza. Din acest motiv conectarea la retea trebuie sa se relizeze prin intermediul unui convertor static de tensiune si frecventa indirect, compus dintr-un redresor, un circuit intermediar de curent continuu si un invertor conform fig. de mai jos.

Invertor Redresor Trafo linie

MS

Circ.intermed Retea

Fig. nr1. Schema generala de pornire si sincronizare a unui M.S. prin intermediul unui CSTF indirect.

CAP. 2 Prezentarea temei

2.1 Scurt istoric

Masinile electrice s-au dezvoltat incepand cu a II-a

jumatate a secolului al XIX- lea, ca urmare a descoperirii de catre Faraday a fenomenului de inductie electromagnetica. Avand proprietatea de a fi reversibile, adica de a putea functiona atat in regim de generator cat si de motor, masinile electrice si-au gasit utilizare nu numai ca masini producatoare de energie electrica, ci si ca motoare de actionare.

Catre sfarsitul sec. XIX-lea apare motorul electric, care cu timpul inlocuieste motoarele hidraulice si termice, datorita avantajelor pe care le prezinta din punct de vedere al actionarii ia nastere astfel un nou sistem de actionare, -actionarea electrica, care formeaza si obiectul prezentei teme.

Dezvoltarea actionarilor electrice a avut loc timp de aproape un secol, in lupta cu mijloacele vechi de actionare –perimate, astfel incat se poate spune ca astazi acest mod de actionare este aproape singurul folosit in industrie.