Caracteristicile Motorului Asincron cu Rotor în Scurtcircuit

1. Prezentare generală

Cele mai răspândite motoare utilizate în acţionările electrice sunt motoarele asincrone. Aceste acţionări se găsesc în toate sectoarele consumatoare de energie electrică : industrie, agricultură, transporturi, casnic, etc.

Principalele condiţii pe care le impun diferitele procese tehnologice acestui gen de acţionări se pot grupa în 2 mari categorii :

- Asigurarea continuităţii în funcţionare la diferite perturbaţii în alimentarea cu energie electrică (goluri de tensiune, microîntreruperi, abateri de durată ale tensiunii sau frecvenţei) sau produse de variaţii ale parametrilor mecanici (şocuri de cuplu, supraîncărcări de durată);

- Utilizarea unor regimuri de încărcare care să conducă la folosirea raţională a energiei electrice prin reducerea pierderilor în acţionare, realizarea unui factor de putere optim, etc.

Studierea funcţionării acţionărilor s-a făcut prin modelarea matematică a fenomenelor fizice. În acest sens, acţionarea a fost considerată ca fiind caracterizată printr-o serie de parametrii electrici şi mecanici constructivi care leagă prin ecuaţii algebrice sau diferenţiale diferitele mărimi de stare.

Prin parametrii electrici s-au înţeles rezistenţele şi reactanţele motorului; prin cei mecanici, valorile care definesc caracteristica mecanică a motorului şi cea a maşinii de lucru, inclusiv momentul de inerţie a ansamblului motor-maşină de lucru. Drept principalele mărimi de stare s-au avut în vedere : alunecarea (turaţia de regim), curenţii şi puterile, randamentul şi factorul de putere.

1.1. Elementele constructive de bază ale

maşinii asincrone trifazate

Maşina asincronă trifazată are 2 părţi constructive de bază :

- Statorul, parte imobilă, care cuprinde miezul feromagnetic, carcasa cu tălpile de prindere în fundaţie, înfăşurarea statorică, scuturile cu lagăre, cutia de borne, dispozitivul cu perii (numai la unele tipuri);

- Rotorul, parte mobilă, care cuprinde miezul feromagnetic rotoric, înfăşurarea rotorică, inelele de contact (numai la unele tipuri), ventilatorul.

Fig.1. Elementele constructive ale motoarelor asincrone

Miezul statoric este realizat din tole de oţel electrotehnic, de grosime 0.5 mm, izolate cu lac, strânse în pachet rigid şi prins în carcasa maşinii. Miezul are formă cilindrică, la periferia interioară a acestuia fiind practicate crestături distribuite în mod uniform. În crestături sunt plasate bobinele unei înfăşurări trifazate.

Înfăşurarea statorică este alcătuită din 3 înfăşurări de fază identice ca date constructive (conductor, număr de bobine şi spire). Cele 3 înfăşurări sunt decalate la periferia interioară cu unghiul geometric 2π / 3 p (p fiind numărul de perechi de poli) una faţă de celelalte, ocupă

acelaşi număr de crestături şi sunt conectate între ele în stea sau triunghi şi legate la o reţea trifazată de c.a. prin intermediul unei cutii de borne statorice. Conductorul utilizat este din cupru. Spirele bobinelor sunt izolate faţă de pereţii crestăturii, conductorul la rândul său fiind şi el izolat. Înfăşurările se impregnează cu lac pentru rigidizare, o mai bună conducţie termică.

Miezul rotoric are tot formă cilindrică şi este realizat tot din tole de oţel electrotehnic, de grosime 0.5 mm, uneori neizolate între ele, deoarece frecvenţa de magnetizare a tolelor rotorice

este foarte redusă în cazul funcţionării ca motor şi în consecinţă pierderile în fier sunt neînsemnate. La periferia miezului sunt practicate în mod uniform crestături în care se plasează înfăşurarea rotorică. Miezul este strâns rigid şi solidarizat cu arborele rotoric.

Înfăşurarea rotorică poate prezenta mai multe forme constructive. O primă variantă este înfăşurarea trifazată, realizată din 3 înfăşurări de fază, decalate la periferia rotorului cu 2π / 3p una faţă de celelalte, alcătuite din bobine plate în crestături. De cele mai multe ori, înfăşurările de fază sunt conectate în stea (mai rar în triunghi). Capetele libere ale înfăşurării trifazate sunt legate fiecare la câte un inel din material conductor. Cele 3 inele sunt izolate unul faţă de celălalt şi toate faţă de arborele rotoric, dar sunt solidarizate cu arborele, rotindu-se odată cu acesta. Pe fiecare inel freacă câte o perie (sau mai multe în paralel) de bronz-grafit. Cele 3 perii sunt legate apoi la bornele plasate într-o cutie de borne a rotorului. Evident, sistemul de inele şi perii asigură

contacte alunecătoare între înfăşurarea rotorică şi anumite instalaţii din exteriorul motorului. Prin intermediul acestui sistem de contacte alunecătoare se poate interveni deci în circuitele rotorice, modificându-se după necesităţi parametrii circuitelor de fază sau conectând aceste circuite la surse trifazate exterioare. Unele motoare asincrone cu rotor bobinat sunt prevăzute în plus cu un dispozitiv care realizează scurtcircuitarea celor 3 inele. În acest fel, înfăşurarea rotorică trifazată este închisă în scurtcircuit. Dispozitivul este manevrat manual. Uneori, pe lângă scurtcircuitarea inelelor, dispozitivul respectiv îndeplineşte după scurtcircuitarea inelelor şi ridicarea periilor de pe inele, în scopul micşorării pierderilor prin frecare şi a uzării inutile a periilor.