Mașini electrice asincrone

Argument

Maşinile electrice transformă energia mecanică în energie electrică, atunci când funcţionează în regim de generator sau transformă energia electrică în energie mecanică, atunci când ele funcţionează în regim de motor. Dacă maşina primeşte atât energie electrică cât şi energie mecanică (la arborele maşinii), astfel încât cele două energii se transformă, prin pierderile din maşină în căldură, atunci maşina funcţionează în regim de frână electromagnetică. În general funcţionarea maşinilor electrice este reversibilă, acdică aceeaşi maşină poate funcţiona şi ca generator şi ca motor.

Există un grup de maşini, numite convertizoare de frecvenţă, care transformă energia electrică de c.a. cu o anumită frecvenţă în energie electrică cu o altă frecvenţă.

În practică se întâlneşte cel mai des funcţionarea în regim de motor şi în regim de generator. Motorul electric este limentat de la o reţea de c.a. sau c.c. şi dezvoltă, la arbore, o putere mecanică. Generatorul electric este antrenat, în mişcarea de rotaţie de un motor exterior (electric, termic, hidraulic etc.) şi debitează energie electrică pe o reţea de c.a. sau c.c. (în funcţie de tipul generatorului).

Se utilizeaza aproape in exclusivitate ca motor in actionarile cu turatie practice constanta si mai rar la turatii variabile, din cauza instalatiilor de alimentare costisitoare. Motoarele asincrone trifazate formeaza cea mai mare categorie de consumatori de energie electrica din sistemul energetic, fiind utilizate in toate domeniile de activitate (masini – unelte, poduri rulante, macarale, pompe, etc). Motoarele monofazate sunt utilizate in special in intalatiile de uz gospodaresc (ventilatoare, aeroterme, pompe, masini de spalat rufe, polizoare, masini de gaurit etc.)

Capitolul I

ELEMENTELE CONSTRUCTIVE DE BAZĂ ALE MAŞINII ASINCRONE TRIFAZATE

Maşina asincronă este compusă din două părţi: o parte fixă, numită stator şi o parte mobilă, acre are o mişcare de rotaţie, numită rotor.

Statorul maşinii asincrone trifazate este format dintr-o carcasă din fontă sau oţel turnat, în interiorul căreia ste aşezat un miez de oţel electrotehnic, de formă inelară, asamblat din tole cu grosimea de 0,35 sau 0,5 mm. Tolele sunt izolate între ele. Pe suprafaţa interioară a miezului, în lungul generatoarei, există crestături sau şanţuri în care se introduc conductoarele înfăşurării statorului. Figura 1.1 reprezintă , schematic, o secţiune transversală prin statorul unui motor asincron trifazat, prevăzut la partea inferioară cu o talpă, necesară fixării motorului pe un postament.

Înfăşurarea statorică, la motorul asincron trifazat, este formată din trei înfăşurări monofazate, independente, plasate în crestături şi defazate între ele cu un unghi de 1200. Capetele înfăşurărilor sunt scoase la o plăcuţă de borne şi conectate în stea sau triunghi.

Cea mai simplă înfăşurare, compusă din trei bobine aşezate în şase crestături (bobinaj într-un strat), este reprezentată în fig.1.2a, iar în fig.1.2b s-a reprezentat schema de amplasare a celor trei bobine (în crestături s-a figurat câte un singur conductor, în realitate sunt mai multe conductoare emailate sau izolate cu bumbac şi carton electrotehnic faţă de miezul de oţel).

Considerând momentul când curentul prin faza A–X este pozitiv, iar prin fazele B-Y şi C–Z negativ, adică ţinând cont de sensul curenţilor prin conductoare la un moment dat, se observă că se formează un câmp magnetic cu doi poli (p=1); zonele statorice în care liniile de câmp magnetic ies din stator constituie un pol nord.

În prima parte a cursului, la producerea câmpului magnetic învârtitor trifazat, s-a arătat că dacă trece un curent alternatir trifazat prin trei bobine, decalate între ele cu un unghi de 1200 apare un câmp magnetic, care se roteşte cu vitaza unghiulară egală cu pulsaţia curentului alternativ trifazat, adică se poate scrie (aceasta în cazul p=1).

În construcţia maşinilor electrice se urmăreşte ca înfăşurările să formeze, în întrefier, câmpuri magnetice cu o distribuţie spaţială a inducţiei cât mai apropiată de o funcţie sinusoidală. În acest scop se utilizează înfăşurări cu mai multe bobine pe fază (mai multe crestături pe pol şi fază). În fig. 1.3a) şi b) se arată modul de realizare a unei înfăşurări monofazate cu trei crestături pe pol şi fază. Înfăşurarea cu p=1 se obţine aşezând şi celelate două înfăşurări monofazate decaşate în spaţiu astfel încât axele polilor să formeze unghiuri de 1200.

În cazul când înfăşurarea se construieşte pentru mai multe perechi de poli, aşezarea celor trei faze se face în aşa fel încât defazajul de 1200 (grade electrice) să corespundă la 1200/p.(grade geometrice). De exemplu, pentru o înfăşurare cu p=2 şi cu q=2 crestături pe pol şi fază statorul trebuie să aibă crestături şi defazajul între înfăşurări trebuie să fie 120/2=600 (grade geometrice). Reprezentarea schematică este dată în fig.1.4, unde se poate vedea că defazajul între două faze alăturate este de patru crestături, adică de 600 geometrice (unghiul corespunzător unei crestături estede 360/24=150).