Îndrumar Laborator Mașină Asincronă Trifazată

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    1/85

    ndrumar practic deutilizare a standului de ncercare de laborator a

    Mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41

    Foto: ABB GroupSH5007-1E Versiunea 2.0

    ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. EleonoraDarie

    Pentru uzul studenilor ce studiazElectrotehnic, Maini i Acionri Electrice

    n cadrul Facultii de Utilaj Tehnologic din U.T.C.B.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    2/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    1

    ndrumar practic deutilizare a standului de ncercare de laborator amainilor electrice trifazate asincrone EEM 41

    Pentru uzul studenilor ce studiazElectrotehnic, Maini i Acionri Electrice

    n cadrul U.T.C.B.

    2014

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    3/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    2

    INTRODUCERE

    Prezentul ndrumar de laborator se adreseaz studenilor facultii de Utilaj

    Tehnologic din cadrul Universitii Tehnice de Construcii Bucureti.Acesta cuprinde lucrri ce se vor efectua n cadrul orelor de laborator ladisciplina Maini i Acionri Electrice, oferind detalii att n ceea ceprivete bazele teoretice ale respectivului experiment de laborator, ct imodul de desfurare a experimentului.

    Fiecare lucrare urmrete verificarea pe cale experimental a unor noiuniteoretice predate la curs, punctul 1. (scopul lucrrii) specificnd foarte clar

    n ce direcie se ndreapt cercetarea experimental. Este necesar cantreaga lucrare s fie privit din prisma acestui scop pe care ea i-l

    propune. n acest sens, datele ce se culeg n cursul experimentului vor fiulterior prelucrate i n final, referatul fiecrei lucrri va prezenta niteconcluzii. Existena acestor concluzii este absolut necesar, elereprezentnd, de fapt exprimarea rezultatelor concrete care s-au obinut ndirecia scopului pe care ni l-am propus nc de la nceput.

    ntrebrile de la finalul fiecrei lucrri sunt, de asemenea, foarte utilepentru fixarea cunotinelor asimilate i se recomand studenilor s lerspund n final, dup concluziii la aceste ntrebri.

    Autorii: ef lucr. dr. ing. Robert Pecsi i Conf.univ. dr. ing.Eleonora Darie, au contribuit la traducerea documentaiei standului de

    ncercare de laborator a Mainilor electrice trifazate asincrone EEM41,LUCAS NLLE i au realizat redactarea ndrumarului de laborator.

    O contribuie important n faza de corectur a lucrrii a avut i eflucrri dr. ing. Mircea Roca.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    4/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    3

    CUPRINS

    Pag.Introducere............................................................................................... 2Instruciuni privind normele de tehnica securitii muncii .................................. 4

    Cap. 1. Maina Asincron Trifazat. Prezentarea schematica echipamentelor de laborator................................................................................ 8Sursa de alimentare SO 3212-5U............................................................................ 9Standul de ncercare SO3636-6V............................................................................. 13Multimetrul analogic digital S05127-1Z .................................................................... 19Comutator stea triunghi SO3212-2D..................................................................... 26

    Cap. 2. Maina Asincron Trifazat. Prezentarea lucrrilorde laborator............................................................................................................ 28Lucrarea 1 ncercarea n gol i n scurtcircuit a mainiiasincrone trifazate................................................................................................. 28Lucrarea 2 ncercarea n sarcin a motoruluiasincron trifazat..................................................................................................... 40Lucrarea 3 Pornirea mainii asincrone trifazate............................................... 54Lucrarea 4 Frnarea mainii asincrone trifazate............................................... 64Lucrarea 5 Compensarea puterii reactive consumate de motor.Circuitul Steinmetz. .................................................................................. 72Bibliografie............................................................................................................ 83

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    5/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    4

    INSTRUCIUNI PRIVIND NORMELE DE TEHNICASECURITII MUNCII

    Protecia muncii n industrie, pe antiere i n laboratoare face parteintegrant din procesul de munc, instruirea privind normele de proteciamuncii i normele de tehnica securitii muncii fiind strict necesar pentruasigurarea unor condiii de munc corespunztoare, pentru evitareaaccidentelor i mbolnvirilor profesionale.

    n laboratorul de electrotehnic, maini i acionri electrice, accidentelecare pot surveni n situaia nerespectrii normelor de tehnica securitiimuncii se mpart n dou categorii:

    Accidente de natur mecanic;

    Accidente de natur electric.

    Accidentele de natur mecanic

    Accidentele de natur mecanic pot aprea din cauza atingerii accidentalecu o parte a corpului sau cu un obiect a prilor aflate n micare alemainilor electrice. Efectele produse pot fi dintre cele mai grave, de lafracturi, leziuni de suprafa i chiar pn la pierderea vieii.

    Accidentele de natur mecanic se pot evita printr-o conduit plin de bunsim i atenie prin care se urmrete evitarea oricrui fel de contact cuprile aflate n micare ale mainilor electrice. Se va evita chiar iapropierea excesiv de aceste pri aflate n micare sau poziionarea pe

    verticala acestora a mapelor sau altor obiecte.

    Accidentele de natur electric

    Accidentele de natur electric apar datorit trecerii curentului electric princorpul uman i depind de felul, intensitatea curentului, ct i de durata itraseul trecerii sale prin corpul uman. Efectele produse pot fi dintre celemai grave, de la ocuri electrice (comoii, pierderea temporar a

    cunotinei), la electrotraumatisme (arsuri, paralizii locale) sau chiar pnla pierderea vieii.

    Cauzale accidentelor de natur electric pot fi: Atingerile directe atingerea elementelor aflate n mod normal sub

    tensiune;

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    6/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    5

    Atingerile indirecte atingerea unor elemente care n mod normal nuse afl sub tensiune, dar ca urmare a unor defeciuni au ajuns sprezinte totui un potenial diferit de zero.

    Efectele curentului electric asupra omului

    Factorul hotrtor n producerea accidentelor de natur electric lreprezint curentul electric care strbate corpul uman i n special cel carestrbate zona inimii.

    Cercetrile au determinat c este mai periculos curentul alternativ defrecvene industriale (40 60 Hz) dect curentul continuu. Pericolul deelectrocutare ncepe de la 2,5 mA n curent alternativ de 50 Hz, i de la 10mA n curent continuu. Efectele electrocutrii sunt cu att mai periculoase

    cu ct durata de trecere a curentului prin corpul uman este mai mare i cuct traseul urmat de curent trece mai mult prin zona inimii. Cel maipericulos traseu este cel care se nchide ntre mna dreapt i picioare.

    Avnd n vedere faptul c rezistena corpului, compus din rezistena decontact a pielii la locul de intrare, rezistena intern a organismului petraseul urmat i rezistena de ieire a curentului, are valori ntre 60 i 100k, obinem valorile pentru tensiunile periculoase n diferitele categorii de

    ncperi:

    n ncperi foarte periculoase praf, umezeal, pardoseal de ciment,etc. 12 V sunt deja periculoi;

    n ncperi mediu periculoase tensiunile ce depesc 36 V suntpericuloase;

    n ncperi puin periculoase pragul inferior al tensiunilor periculoaseeste de 65 V.

    Msuri de protecie contra electrocutriiProtecia contra tensiunilor de atingere indirecte

    Aceste tensiuni apar n cazul defectrii izolaiei, cnd pri metalice aleechipamentelor electrice, care n mod normal nu se afl sub tensiune ajungsub tensiune n mod accidental.

    Protecia n aceste cazuri se realizeaz prin instalaii specifice:

    Legarea la pmnt sau la nul a acelor pri metalice aleechipamentelor electrice care n mod normal sub atinse de utilizator;

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    7/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    6

    Egalizarea potenialelor;

    Deconectarea automat a respectivelor echipamente n cazul apariieiunor asemenea defeciuni;

    Izolarea suplimentar de protecie.

    Protecia contra tensiunilor de atingere directe

    Atingerile directe se produc n cazul n care corpul uman vine n contact cuelemente ale unei instalaii electrice care se gsesc n mod normal subtensiune.

    Msurile de protecie mpotriva atingerilor directe sunt:

    Instruirea temeinic i periodic a personalului n normele de tehnicasecuritii muncii;

    ngrdirea zonelor periculoase i nchiderea uilor de acces cu cheispeciale;

    Instalarea unor plci speciale de avertizare;

    Instalarea prilor sub tensiune n locuri n mod obinuit inaccesibile;

    Afiarea instruciunilor de exploatare i de corect manipulare pentrufiecare instalaie electric;

    Dispunerea de panouri de protecie i de covoare izolante n imediataapropiere a zonelor periculoase;

    Dotarea cu echipament de protecie a personalului de deservire.

    Reguli ce se impun spre strict respectare la efectuarealucrrilor de laborator

    nainte de a e efectuarea montajelor se verific obligatoriu absenatensiunii la masele de lucru.

    Alimentarea montajelor se va realiza de la cea mai apropiat surs,evitndu-se legturile peste alte mese sau montaje.

    Legturile la bornele aparatelor se vor realiza cu atenie pentru a nu

    face atingeri nedorite.

    Nu se vor utiliza conductoare care au izolaia defect sau care suntdefecte.

    Nu se va lucra cu aparate defecte.

    Punerea sub tensiune a montajului se va face numai dup verificareaacestuia de ctre conductorilor lucrrii i n prezena acestuia.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    8/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    7

    Dac n timpul lucrului studentul simte o aciune orict de mic acurentului electric n corpul su, va ntrerupe lucrul i va anunaimediat conductorul lucrrii care va remedia situaia nlocuindaparatele defecte.

    Aparatele electrice nu vor fi lsate n funciune fr supraveghere.

    Nu se permite manipularea aparatelor electrice de ctre persoanecare nu au fost instruite n prealabil n normele de protecia muncii i

    n modul de funcionare a respectivelor aparate.

    Manevrarea tabloului general de distribuie se va face numai de ctrepersonalul tehnic al laboratorului.

    nlocuirea siguranelor fuzibile se va face numai de ctre personalultehnic al laboratorului.

    Dup punerea sub tensiune a montajului este interzis cu desvrireatingerea cu mna sau cu oricare alt parte a corpului a una sau maimulte borne metalice ale respectivului montaj.

    Este interzis a se modifica un montaj aflat sub tensiune.

    Desfacerea sau modificarea montajului se va realiza numai dupscoaterea prealabil a acestuia de sub tensiune.

    Este interzis studenilor s nlture orice fel de ngrdiri, plciavertizoare i, n general, orice aparat sau montaj care nu intr ncomponena aparatelor utilizate la respectiva lucrare de laborator.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    9/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    8

    Cap. 1. MAINA ASINCRON TRIFAZAT

    Prezentarea schematic a echipamentelor de laborator

    n cele de mai jos se prezint pe scurt echipamentul de laborator, ceurmeaz s fie utilizat pentru desfurarea experimentelor practice.

    Figurile ce urmeaz prezint aceste echipamente.

    Figura 1: Standul de lucru pentru ncercarea mainii trifazate asincrone.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    10/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    9

    Sursa de alimentare

    1. Descrierea modulului1.1. Destinaia modulului

    Modulul S03212-5U este o surs de tensiune de alimentare n c.c., c.a.monofazat i c.a. trifazat. Sursa de alimentare este proiectat special pentruutilizarea pe standul de maini electrice.

    Dispozitivul este echipat cu urmtoarele borne de ieire:

    Borne de alimentare trifazat: L1, L2, L3, N, de 4 mm;

    Borne de alimentare n curent continuu variabil: 0 - 260 V c.c.,stabilizat i cu protecie electronic mpotriva suprasarcinii iscurt-circuitului cu un curent de ieire maxim reglabil, de 3 - 10 A;

    Borne de alimentare n curent continuu de tensiune constant 210V c.c. fix, curent maxim de 6 A;

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    11/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    10

    1.2. Domeniul de utilizareSursa de alimentare pentru mainile electrice face parte dintre-un standcomplex de educaie i formare, conceput exclusiv pentru scopurieducaionale, pentru a fi utilizat n coli, universiti i alte instituteeducaionale, pentru predarea i exemplificarea practic a cunotinelorlegate de mainile electrice i de acionrile tehnologice.Standul de instruire este autorizat pentru a fi utilizat numai nncperi care

    ndeplinesc normele locale specifice mediilor n care se desfoar activitide educaie i formare profesional.

    1.3.Dimensiuni i greutate

    Lime: aproximativ 228 mm

    nlime: aproximativ 297 mm Adncime: aproximativ 130 mm

    Greutate total: aproximativ 3 kg

    1.4.Condiii de utilizare Umiditatea relativ maxim: 60%, fr condens Temperatura ambiant maxim: 350C.

    2.Elemente de comand i afiare2.1Conexiunile i semnificaia acestora

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    12/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    11

    1. Comutatorul principal;2. Borne de alimentare trifazat i lmpile de semnalizare pentru

    indicarea prezenei tensiunii la bornele corespunztoare;3. Borne de intrare de comand a opririi de siguran;4. Buton rotativ de modificare a tensiunii n domeniul 0 V - 250 V;5. Buton de pornire / oprire a sursei de curent continuu din cadrul

    modulului analizat;6. Limitare de curent, 0 A la 10 A;7/8. Borne de alimentare n curent continuu cu tensiunea constant de

    210 V c.c., i cu un curent maxim debitat deImax=6 A;9/10. Borne de alimentare n curent continuu cu tensiune variabil n

    domeniul 0-250 V c.c., cu un curent maxim debitat Imaxreglabil de la0 A la 10 A;

    11. LED verde ce indic prezena tensiunii la bornele de alimentare ncurent continuu;12. LED rou ce indico eroare de funcionare sau prezena unui curent

    ce depete valoarea maxim debitat la bornele 7,8;13. Elemente de protecie F1 la F3.

    2.2. Funcii2.2.1. ntreruptorul de siguranModulul este prevzut cu un mecanism de siguran, de ntrerupereautomat a funcionrii. Astfel, n situaia n care nu sunt conectate bornele

    de intrare (3), prezena tensiunii la bornele de ieire a modulului dealimentare se ntrerupe. Dac n timpul funcionrii, aceast conexiune (3)este ntrerupt, n mod nentrziat dispare tensiunea de la bornele de ieire.n situaia n care nu se dorete utilizarea acestui ntreruptor de siguran ceea ce nu este recomandabil se va avea n vedere c pentru funcionareamodulului de alimentare este necesar s se scurtcircuiteze cele dou borne(3).

    2.2.2. Alimentarea trifazat

    Dup ce a fost acionat comutatorul principal, bornele de alimentaretrifazat sunt puse sub tensiune iar lmpile de semnalizare corespunztoareindic prezena tensiunii.

    2.2.3. Tensiune de curent continuu de valoare constant

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    13/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    12

    Bornele 5 i 6 pun la dispoziia utilizatorului dup ce a fost acionatcomutatorul principal - o tensiune continu, de valoare constant de 210 V.Polaritatea celor dou borne este urmtoarea:

    Borna [7]: +

    Borna [8]: -2.2.4. Tensiune de curent continuu de valoare reglabilTensiunea reglabil asigurat ntre bornele 9 i 10, poate fi pornit sauoprit cu ajutorul unui buton ce se acioneaz prin apsare. Cu ajutorul

    butonului rotativ de reglare a tensiunii (2), valoarea tensiunii poate fimodificat n domeniul 0 V - 250 V. Tensiunea de ieire este stabilizat ieste astfel n mare msur independent de sarcin.Polaritatea celor dou borne este urmtoarea:

    Borna [9]: +

    Borna [10]: -

    2.2.5. Circuitele electronice de protecien plus, fa de elementele de protecie F1, F2 i F3 (13) menionateanterior, tensiunea de ieire de la bornele 9 i 10 este, de asemenea,protejat de un circuit de protecie electronic.n situaia n care este depit valoarea Imaxstabilit cu ajutorul butonuluirotativ (6), se activeaz imediat circuitul intern de protecie, care limiteazcurentul, la valoarea setat i se aprinde LED-ul rou (12). Imediat ce

    curentul Imax coboar sub valoarea setat, LED-ul rou (12) se stingeautomat.n cazul n care curentul maxim setat este depit pentru o perioad detimp mai ndelungat, circuitul de protecie deconecteaz prezenatensiunii la bornele de ieire 9 i 10. n aceast situaie LED-ul roulumineaz intermitent. Dup ce eroarea a fost corectat, dispozitivul poatefi pornit din nou.

    3. Punerea n funciuneSe presupune c nainte de punerea n funciune a modulului de alimentare

    electric, a fost realizat i verificat n mod corespunztor schema demontaj. Pentru punerea n funciune se va proceda dup cum urmeaz:

    Se dezactiveaz ntreruptorul de siguran. Se conecteaz sursa de alimentare la reea printr-un cablu i un

    conector corespunztor, disponibile n partea din spate a panoului.

    Se va aciona comutatorul principal (1).

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    14/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    13

    Modulul de comand al sarcinii activeSO3636-6V

    1. Descrierea modulelor1.1. DestinaiaModulul de comand al sarcinii activeeste un sistem de testare universal,pentru ncercarea mainilor i acionrilor electrice. Echipamentul sedistinge prin urmtoarele caracteristici:

    Asigur funcionarea n patru-cadrane acoperirea tuturorregimurilor de funcionare ale mainii electrice ncercate prinintermediul sarcinii active comandate;

    comanda n cuplu sau n turaie a sarcinii active;

    simularea unei sarcini anume prin comanda computerizat asistemului;

    amplificator integrat, cu izolare galvanic, pentru msurri de curenti tensiune;

    afiarea digital a turaiei i a cuplului;

    monitorizare termic a mainii testate: suport pachet software pentru comanda prin intermediul

    calculatorului.

    1.2.Domeniul de utilizareStandul de ncercare cu sarcin activ este un sistem de instruire conceputexclusiv pentru scopuri educaionale, pentru a fi utilizat n coli,universiti i alte institute educaionale pentru predarea i demonstrareapractic a cunotinelor i materiilor legate de mainile electrice i deacionrile acestora.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    15/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    14

    Pentru utilizarea corespunztoare a acestui stand de ncercare este absolutnecesar cunoaterea bazelor teoretice r eferitoare la acionarea mainilorelectrice.Sistemul de instruire este autorizat, numai pentru a fi utilizat numai ncamere ncperi care ndeplinesc reglementrile normele locale specificemediilor n care se desfoar activiti de educaie i formare profesional.

    1.3. Dimensiuni i greutateServofrna (sarcina activ)

    Lime: aproximativ 460 mm

    nlime: aproximativ 290 mm

    Adncime: aproximativ 320 mm

    Greutate total: aproximativ 22 kg

    Panoul de comand a sarcinii active

    Lime: aproximativ 460 mm nlime: aproximativ 290 mm

    Adncime: aproximativ 320 mm Greutate total: aproximativ 22 kg.

    1.4. Condiii de mediu ambiant

    Umiditatea relativ maxim: 60%, fr condens

    Temperatura maxim a mediului ambiant: 350C

    1.5. Descrierea elementelor componente ale modululuiModulul de comand al sarcinii active este alctuit din urmtoarele:

    blocul de comand;

    sarcina activ sau servofrna; cablu USB;

    software ActiveServo.

    De asemenea, pentru realizarea experimentelor sunt necesare iurmtoarele:

    mainaelectric supus ncercrilor;

    sursa de alimentare, precum i ntreruptoare i rezistoare adecvate;

    cuplaj ntre dispozitivul supus ncercrilor i sarcina activ

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    16/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    15

    2. Elementele de comand i de afiaj2.1. Vedere din fa

    1. Afiaj digital pentru cuplul (momentul) mainii aflate n testare;2. Afiaj digital pentru turaia mainii aflate n testare;3. Afiaj digital a modului curent de comand selectat;

    4. Afiaj cu 4 cadrane ce indic n mod grafic cadranul din graficulcaracteristicii mecanice cuplu turaie, n care funcioneaz mainaaflat n testare;

    5. Butoane pentru schimbarea modului de comand sarcinii active prinintermediul creia se realizeaz ncercarea mainii testate. Modul decomand poate fi modificat, numai atunci cnd echipamentul esteoprit (a fost acionat butonul "OFF"). n cazul n care nu se utilizeazun calculator pentru comanda sistemului, numai urmtoareleopiuni sunt selectabile: "Comand n cuplu (moment)", "Comand

    n turaie" i "Comand n turaie cu sincronizare". Cnd se

    utilizeaz un calculator pentru comanda sistemului, echipamentulcomut automat n modul PC.

    6. Buton rotativ pentru setarea valorii cuplului sau a turaiei (n funciede modul de comand ales).

    7. "RUN"- butonul care determin pornirea comenzii sarcinii active nmodul de comand selectat anterior (indicat de ledul corespunztor).

    8. "OFF" buton de ntrerupere a comenzii sarcinii active.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    17/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    16

    9. Port USB pentru conectarea la un PC.10 a. Alimentare pentru maina aflat n testare.10 b. Conexiuni pentru maina aflat n testare.

    Legturile servesc pentru msurarea curentului i a tensiunii(Is,max=10A; Irms.max=7A; Us.max=600V; Urms.max=400V). Intrrile se

    vor conecta dup cum urmeaz:

    Tensiunea este msurat ntre borneleL1/DC+iL3/N/DC-. Curentuleste msurat ntreL1/DC+(IN) iL1/DC+(OUT).

    11. Conexiune pentru protecia termic a mainii aflate n testare. Dacmaina se supranclzete, ntreruptorul este declanat i sarcinaactiv se deconecteaz. Astfel maina supus ncercrii este lsat sfuncioneze fr sarcin pentru rcire.

    12. ntreruptor cu contact flotant (sarcin maxim 230V; 1 A). Acest

    ntreruptor servete pentru a deconecta alimentarea electric atuncicnd capacul arborelui mainii nu este poziionat corespunztor.Acesta are scopul de protecie a utilizatorilor. Contactul este nchisatunci cnd capacul arborelui este la locul lui.

    13. ntreruptorul de alimentare pentru pornirea i oprirea blocului decomand.

    14. Sincronizarea intrrilor pentru efectuarea manual sau automat asincronizrii cu frecvena reelei. Intrrile sunt proiectate pentru ogam larg de tensiuni de intrare, de la 24 V pn la 230 V (c.a. sauc.c.).

    15. Ieirile de tensiune analogic ce servesc pentru a reprezenta turaiasau cuplul pe afiajul digital corespunztor.

    3. Punerea n funciune1.

    nainte de a pune n funciune Modulul de comand al sarcinii activepentru ncercarea mainii electrice studiate, maina i dispozitivul su

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    18/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    17

    de comand trebuie s fie cablate corect i integral, conform schemei demontaj.

    2.

    Se va fixa capacul arborelui cu ajutorul uruburilor sau se va verificafixarea acestuia n poziia corespunztoare. Menionm din nou c ncazul n care capacul de protecie al arborelui nu este fixat n modcorespunztor, sarcina activ nu poate fi utilizat pentru comandamainii electrice ce se dorete a fi supus ncercrilor i apare un mesajde eroare: Err xxx1.

    3.

    Dac maina supus ncercrilor i sarcina activ sunt conectate launitatea de comand, mpreun cu contactul de protecie termic, sepoate activa tensiunea de alimentare pentru cele dou dispozitive.Dacprotecia termic nu este conectat sau dac a fost configurat incorect,apare un mesaj de eroare: Err xxlx.

    4.

    Se pornete unitatea de comand. Dureaz aproximativ 30 s pn cnd

    echipamentul este pregtit pentru utilizare. Finalizarea etapei deiniializare este indicat de prezena pe afiaj a unui simbol de formaunei bare pline.

    5.

    Se seteaz modul de comand dorit (de ex. TORQUE CONTROL Comand n cuplu).

    6.

    Servofrna se activeaz prin intermediul butonului "RUN", de pe parteadin fa a blocului de comand.

    7.

    n funcie de modul de comand selectat, cuplul necesar sau turaia potfi reglate cu ajutorul butonului rotativ.

    8.

    La dezactivare, mai nti trebuie s fie oprit servofrna cu ajutorul

    butonului "OFF" de pe unitatea de comand, apoi se ntrerupealimentarea mainii supuse ncercrii.

    9.

    Toate dispozitivele pot fi apoi oprite.

    4. Moduri de comand de baz4.1. Modul de Comand n cuplu (TorqueControl)

    Acest mod de comand permite simularea unei sarcini avnd un anumecuplu rezistiv, cuplu care este variabil prin acionarea butonului rotativcorespunztor. Acest mod de comand este ideal pentru realizarea

    ncercrilor n sarcin, unde se urmrete variaia sarcinii i testareacomportamentului mainii electrice supuse la diferite sarcini.

    Valoarea prestabilit pentru cuplu este setat cu ajutorul butonului rotativ(8). Valoarea curent a cuplului este afiat mereu pe afiajul digital cucristale lichide de pe panou.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    19/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    18

    Butonul STOP (OPRIRE) poate fi utilizat pentru a opri sarcina activ. Dupaceasta sarcina activ va rmne cuplat pe arborele mainii testate i se varoti (partea sa de rotor) mpreun cu acest arbore dar fr a mai aplica u ncuplu rezistent, aa cum se ntmpla atunci cnd sarcina activ era pornit.

    4.2. Modul de Comand n turaie (Speed Control)Acest mod de comand permite testarea mainilor electrice n toate celepatru cadrane, prin variaia turaiei arborelui comun al mainii i al sarciniiactive. Aadar n acest caz nu se impune mainii testate un anume cuplurezistent ci o anumit turaie, reglabil, de asemenea, din butonul rotativ(8). Domeniul n care se poate seta turaia este de:

    -4000 rot/min - +4000 rot/min.

    i n acest caz, valoarea curent a turaiei este afiat pe afiajul digital cu

    cristale lichide, iar butoanele RUN i, respectiv STOP servesc pentruactivarea comenzii n turaie i, respectiv pentru dezactivarea acesteia.

    4.3. Modul de sincronizareAcest mod permite servofrnei s fie sincronizate cu reeaua, fie manual, fieautomat. n acest mod, servofrna funcioneaz cu ajutorul intrrilorutilizate n modul comand n turaiesau comand n cuplu.

    4.4. Modul PCAtunci cnd la sistem este conectat un calculator, iar aplicaia software

    "ActiveServo" este pornit, echipamentul comut automat n modul PC iliterele PC apar pe afiaj. n aceast situaie devin inactive butoanele deselecie a modurilor de comand i butonul rotativ de comand a valorilorparametrilor ncercrii mainii, aceste valori i moduri de comand i

    ncercare fiind acum setate din calculatorul conectat. Butoanele RUN iSTOP funcioneaz ca n celelalte moduri de comand.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    20/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    19

    Multimetrul analogic-digital S05127-1Z

    1. Descrierea modulelor1.1. DestinaiaMultimetrul analogic-digital S05127-1Z este un instrument de msurspecial conceput pentru utilizarea cu maini electrice i n domeniulelectronicii de putere i al acionrii tehnologice.Acesta combin funciilede ampermetru, voltmetru, wattmetru i cosfimetru ntr-un singur

    instrument. De asemenea, instrumentul este protejat mpotrivasupratensiunii.

    1.2. Domeniul de utilizareMultimetrul analogic digital este un aparat de msur conceput exclusivpentru scopuri educaionale, pentru a fi utilizat n coli, universiti i alteinstitute educaionale.

    Aparatul este autorizat pentru a fi utilizat numai n camere care ndeplinescreglementrile locale pentru educaie i formare profesional.

    1.3.Dimensiuni i greutate

    Lime: aproximativ 228 mm

    nlime: aproximativ 297 mm

    Adncime: aproximativ 60 mm Greutate total: aproximativ 1,3 kg

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    21/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    20

    1.4. Date tehniceTensiunea maxim msurabil: 600 Vvaloare efectiv(true RMS)Tensiunea maxim de lucru: 600 Vvaloare efectiv (true RMS)(raportat la pmnt)Curentul maxim msurabil: 20 Avaloare efectiv (true RMS)Limita de suprancrcare: 150 A pentru maximum 20 msClasa de precizie a echipamentului: 1

    Domenii de msurare:

    Valoarea maxim msuratpe domeniu Rezoluie

    Valoareaminim

    msurabilRezistena de

    intrare

    Tensiune30 V 10 mV 20 mV

    10 M300 V 100 mV 200 mV600 V 100 mV 400 mV

    Curent1 A 10 mA 20 mA

    < 2m10 A 10 mA 180 mA20 A 10 mA 360 mA

    Interfee: RS232, USBAfiaj: 5,7 STN-TFT monocrom, 320 x 240 pixeli

    1.5.Condiii de utilizare Umiditatea relativ maxim: 60%, fr condens Temperatura ambiant maxim:350C.

    2.Elemente de comand i afiare2.1Conexiunile i semnificaia acestora

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    22/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    21

    1. Comutatorul principal;2. Born deintrare tensiune;3. Born deintrare curent;4. Born de ieire comunpentru msurrile de tensiune i de curent;5. Butoane pentru selectarea mrimilor msurate care se doresc a fi

    afiate;6. uruburi de reglare pentru contrastul i luminozitate a afiajului;7. Buton rotativ pentru selectarea valorii msurate i pentru comanda

    meniului;8. Butonul de setare;9. Butonul de mrire;10. Buton A/D (de selectare analog-digital);11. Porturi USB i RS232 pentru conectarea unui PC.

    Instrumentul este pregtit pentru efectuarea de msurri de ndat cetensiunea de reea este conectat. Afiajul indic sigla Lucas-Nulle. Pentrua afia o msurare, se va apsa butonul [5] corespunztor respectiveimrimi. Msurarea corespunztoaresa va afia n urma apsrii butonuluicorespunztor sub forma deo valoare numeric cu semn. O a doua apsarepe buton va terge valoarea mrimii respective de pe afiaj. Se pot afiasimultan pn la 4 mrimi msurate, selectabile prin intermediul

    butoanelor [5] corespunztoare. Cnd este selectat o a 5-a mrimemsurat, valoarea anterioarva finlocuit cu noua valoare selectat.

    Selectarea tipului de msurareMultimetrul poate fi utilizat pentru urmtoarele moduri de msurare(Modul 1):

    Valoare efectiv (RMS)

    Media aritmetic (Medie)

    Valoarea medie redresat (Medie)

    Valoare vrf-vrf.

    Setarea implicit, care se activeaz automat dup pornirea aparatului de

    msur este cea de msurare a valorii efective. Pentru a modifica aceastsetare se va utiliza butonul [8], ceea ce va determina afiarea urmtoruluimeniu:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    23/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    22

    Sunt indicate setrile prezente pentru Modul 1, Modul 2 i modul deafiare. Pentru a modifica setrile pentru tipul de msurare se va utiliza

    butonul rotativ [7] pentru a selecta, de exemplu, linia de Modul 1iapoi seva apsabutonul de selecie. n consecin se va afiaurmtorul meniu:

    Modul de msurare dorit se selecteaz tot prin utilizarea butonului rotativ,iar selecia se confirm prin apsarea butonului de selecie.

    Setarea domeniului de msurareExist 3 domenii de msurare disponibile pentru fiecare msurare detensiune i de curent. Aparatul de msurare permite i seleciaautomat adomeniului de msurare, aceast funcie fiind activ n mod implicit lapornirea aparatului. Domeniile de msurare de putere, sunt determinate caprodusul domeniilor selectate pentru msurarea de tensiune i curent i nupot fi modificate.Pentru a modifica domeniul de msur pentru tensiune i curent, se apasmai nti butonul corespunztor [5]. Apoi, cu comutatorul rotativ [7], seselecteazvaloarea corespunztoare dorit. Selecia este indicat de o bar

    neagr la dreapta sau sub valoarea msurat. Apoi se apasbutonul [8] iaparatul va afia unul din urmtoarele meniuri:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    24/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    23

    Se selecteaz domeniul necesar cu ajutorul butonului rotativ i se confirmsetarea cu butonul [8].

    Comutarea ntre afiarea analogic i digitalValorile msurate pot fi afiate ca valori digitale (numerice) sau ca valorianalogice (ca un aparat cu ac indicator). Pentru a modifica modul de afiare

    pentru toate valorile msurate, se apasbutonul -A/D [10]. Dac se doreteschimbarea modului de afiare numai pentru o anumit mrime msurat (adic se dorete o afiare mixt), atunci se selecteaz mai nti mrimeamsurat corespunztoare cu ajutorul butonului rotativ [7] i apoi se apas

    butonul -A/D. Dac butonul -A/D este apsat n timp ce este afiat modulmixt i mrimea dorit nu a fost selectat, atunci toate valorile msurate

    vor fi afiate ca valori digitale.

    Utilizarea funcieiSIZE (Dimensiune)

    Funcia de dimensiune - SIZE este utilizat pentru a afiao singur mrimemsurat pe un ecran ntreg, fr necesitatea suprimrii celorlalte valoriindividuale. Acest lucru poate fi util, de exemplu, n timpul uneidemonstraii, cnd o anumit mrime msurat necesit unele explicaii.Se selecteazmrimea respectiv cu ajutorul butonului rotativ [7] i apoi seapasbutonul [9]. Mrimea msurat va umple ntreaga zon de afiaj itextul "SIZE"va aprean partea stnga-sus a afiajului. Dac butonul SIZEeste apsat din nou, se va comuta pe modul de afiare anterior, iniial.

    Schimbarea modului de afiare

    Aparatul prezint posibilitatea de setare a modului de funcionare aafiajului. Selecia poate fi fcut ntre afiarea cu caractere negre pe fundalalb i afiarea cu caractere albe pe un fundal negru. Pentru a modificamodul de afiare, se apas mai nti butonul [8], ceea ce va determinaapariia urmtorului meniu:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    25/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    24

    Cu ajutorul butonului rotativ [7], se selecteazlinia de meniu referitoare laafiaj: Display: pos. i se apas apoi butonul de confirmare [8] pentrumodificarea modului de afiare n acest exemplu se va trece din modul deafiare pozitiv (cu caractere negre pe fundal alb) la el negativ (cucaractere negre pe fundal alb).

    Reglarea luminozitii i a contrastuluiLuminozitatea i contrastul sunt reglate implicit din fabric pentru aasigura performana optim. Totui, dac este necesar, este posibilmodificarea acestor setri. Pentru aceasta, se introduce o mic urubelni

    n orificiul corespunztor [6]. Orificiile sunt etichetate cu simboluri:

    3. Exemple de utilizare:3.1. Msurriale mrimilor electrice corespunztoare unei sarcini, ntr-uncircuit de c.a. sau de c.c.:

    pentru luminozitate, i

    pentru afiarea contrastului.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    26/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    25

    3.2. Msurri ale mrimilor electrice corespunztoare unei sarcini legate peuna dintre cele trei faze ale unui circuit trifazat:3.2.1. Conexiune stea:

    3.2.2. Conexiune triunghi:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    27/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    26

    Comutatorul S03212-2D

    1. Descrierea modulelor: SO3212-2D

    1.1. Domeniul de utilizareComutatoarele descrise sunt concepute exclusiv pentru scopurieducaionale, pentru a fi utilizate n coli, universiti i alte instituteeducaionale pentru predarea mainilor electrice/acionrilor tehnologice.Sistemul de instruire este autorizat, numai pentru a fi utilizat n camerecare ndeplinesc reglementrile locale pentru educaie i formareprofesional.

    1.2. Date tehnice

    SO3212-1W - ntreruptor tetrapolar simplu

    Poziionarea comutatorului: 0-1 (buton rotativ)

    Valori nominale de contact: 660 V, 12 A

    Intrri/Ieiri:borne protejate, de 4 mm

    Lime: 114 mm aproximativ

    nlime: 297 mm aproximativ Adncime: 140 mm aproximativ Greutate total: 0,8 kg aproximativ

    SO3212-2D - Comutatorul stea-triunghi

    Poziionarea comutatorului: 0-stea-triunghi (buton rotativ) Valori nominale de contact: 660 V, 12 A max

    Intrri/Ieiri:borne protejate, de 4 mm

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    28/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    27

    Lime: 114 mm aproximativ

    nlime: 297 mm aproximativ

    Adncime: 140 mm aproximativ Greutate total: 0,8 kg aproximativ

    1.4 Condiii de utilizare Umiditatea relativ maxim: 60%, fr condens

    Temperatura ambiant maxim: 350C.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    29/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    28

    Cap. 2. Maina Asincron Trifazat. Prezentarea lucrrilorde laborator

    LUCRAREA 1 NCERCAREA N GOL I SCURTCIRCUIT AMAINII ASINCRONE TRIFAZATE

    1.

    Scopul lucrrii

    Identificarea bornelor motorului i punerea n funciune a mainiitrifazate n regim motor, alimentnd-o de la o reea electrictrifazat;

    Identificarea datelor nominale ale motorului, nscrise pe plcuade identificare a acestuia;

    Punerea motorul n funciune n conexiunile stea i triunghi alestatorului acestuia;

    Identificarea diferenelor dintre conexiunile stea i triunghi alestatorului;

    Realizarea ncercrii n gol a motorului asincron trifazat;

    Realizarea ncercrii n scurtcircuit a motorului asincron trifazat;

    Determinarea curentului de mers n gol, a puterii de mers n gol, atensiunii de scurtcircuit i a puterii de scurtcircuit a motoruluiasincron trifazat;

    Trasarea caracteristicilor de mers n gol ale motorului asincrontrifazat;

    Trasarea caracteristicilor de scurtcircuit ale motorului asincrontrifazat;

    Determinarea parametrilor schemei echivalente n T a motoruluiasincron trifazat.

    2.

    Baze teoreticePrin ncercrile n gol i n scurtcircuit ale motorului asincron trifazat seobin o serie de informaii utile despre motor, care, prelucrate, permitdeterminarea printre altele i a parametrilor schemei echivalente n T.

    Aceast schem echivalent este prezentat n figura 1.1.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    30/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    29

    Figura 1.1.: Schema electric echivalent n T a motorului asincron trifazat.

    La calcule, se va avea n vedere faptul c, tensiunea de pe nfurareamotorului depinde de conexiunea statorului acesteia. Astfel, pentruconexiunea stea tensiunea de pe nfurare este tensiunea de linie a reelei

    mprit la 3 :

    31

    linie

    faz

    UUU == (1.1)

    Pentru conexiunea statoric triunghi, tensiunea de pe o nfurare astatorului este chiar egal cu tensiunea de linie a reelei, adic:

    linieUU =1 (1.2)

    De asemenea, se va avea n vedere faptul c n cazul conexiunii statoricestea, curentul de faz este egal cu cel de linie( linieII =1 ), msurat pe standulde lucru, n timp ce n cazul conexiunii statorice triunghi, curentul de faz

    este de 3 ori mai mic dect cel de linie, msurat pe stand( linieII =3

    11 ).

    n cazul ncercrii n gol, avnd n vedere c sarcina de la arbore este nul,curentul absorbit la tensiune nominal va avea cea mai mic valoareposibil, deci n cazul acestei ncercri tensiunea se poate urca pn latensiunea nominal, nscris pe plcua de identificare a motoruluiasincron trifazat.n aceste condiii, rotorul se rotete liber. Datorit faptului c putereamecanic transmis sarcinii este nul (n aceast situaia la arborelemainii nefiind legat nicio sarcin), maina dezvolt n acest regim un

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    31/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    30

    cuplu electromagnetic foarte mic, egal cu cuplul corespunztor pierderilormecanice. Rezult c alunecarea este foarte mic, rotorul nvrtindu-se cu oturaie foarte apropiat de turaia de sincronism. Punctul de funcionare vafi foarte aproape de punctul care corespunde pentru 0=s i, deci raportul

    s

    R '2 tinde la infinit. n aceast idee, se poate neglija curentul rotoric, care

    este foarte mic, considerndu-se circuitul rotoric deschis. Astfel, schemaelectric se simplific n modul ilustrat n figura 1.2.

    Figura 1.2.: Schema electric echivalent n T a motorului asincron trifazat lancercarea n gol.

    Puterea absorbit de la reea la ncercarea gol acoper pierderile n fierstatorice, pierderile Joule n nfurrile statorului i pierderile mecanice.

    Astfel:

    mecFe pIRpP ++=

    2

    0110 3 (1.3)n relaia (1.3) pierderile prin efect Joule sunt mici n comparaie cucelelalte (datorit curentului de mers n gol mic n comparaie cu nI1 ), astfel

    nct se pot neglija, obinndu-se:

    mecFe ppP +=

    10 (1.4)

    n regim de rotaie sincron ideal (s= 0), care nu se poate realiza dectprin intervenie din exterior (n sensul c rotorul mainii asincrone este

    rotit cu un motor auxiliar cu turaia sincron), curentul rotoric este nul imaina asincron nu dezvolt cuplul electromagnetic necesar acopeririipierderilor mecanice, acesta fiind dezvoltat de motorul auxiliar. n aceastsituaie, pierderile n fierul statoric sunt acoperite de ctre reeaua dealimentare electric a mainii asincronei 10 FepP .

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    32/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    31

    Pentru marea majoritate a mainilor asincrone, la turaii n apropierea celei

    de sincronism, se poate considera 1Femec pp = i, n aceste condiii, pierderile

    mecanice i respectiv pierderile n fierul statoric reprezint fiecare,jumtate din puterea absorbit de la reea.

    n cazul ncercrii n scurtcircuit rotorul este mpiedicat s se roteasc (secaleazrotorul mainii), iar motorului i se aplic o tensiune mai mic dectcea nominal. n acest regim de funcionare, alunecarea este unitar,deoarece turaia este nul, iar dac s-ar alimenta maina cu tensiuneanominal pe faz, curentul absorbit ar fi foarte mare i, n consecin ar fipus n pericol maina. Pentru a se evita o astfel de situaie se aplic otensiune variabil treptat, de la valoarea zero pn la o valoare scU1 , astfel

    nct curentul absorbit pe o faz a statorului s creasc pn la valoarea

    curentului nominal. n acest caz, la fel ca i la transformatorul electric nscurtcircuit, i curentul rotoric atinge o valoare egal cu valoarea sanominal.La ncercarea n scurtcircuit, avnd n vedere faptul c alunecarea mainiieste unitar (rotor calat, turaie nul, deci alunecare unitar) i c

    222 '

    1

    ''R

    R

    s

    R== are valori cu cel puin dou ordine de mrime mai mici dect

    mR , se poate aproxima schema echivalent n modul urmtor:

    Figura 1.3.: Schema electric echivalent n T a motorului asincron trifazat lancercarea n scurtcircuit.

    Curentul absorbit de motor este proporional cu tensiunea, att n cazulncercrii n scurtcircuit de laborator (prima parte a ecuaiei (1.5), ct i ncazul fenomenului de scurtcircuit accidental, care se produce la tensiunenominal (partea a doua a ecuaiei (1.5):

    ( ) ( )sc

    n

    n

    sc

    I

    U

    I

    UXXjRR

    1

    1

    1

    1

    2121 '' ==+++ (1.5)

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    33/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    32

    n acest caz, puterea absorbit de la reea la ncercarea n scurtcircuitacoper pierderile Joule n nfurrile statorului i ale rotorului. Daccurentul de scurtcircuit este egal cu curentul nominal, atunci pierderile la

    ncercarea n scurtcircuit corespund pierderilor la sarcin nominal n

    nfurri.

    22

    22

    2

    1121 3'33 scscnnCuCusc IRIRIRppP =+=+= (1.6)

    3.

    Modul de experimentare

    Se vor completa datele nominale ale motorului, citite de pe plcua deidentificare n urmtorul tabel:

    Puterea nominalPn: WTensiunea nominal n conexiune stea UN: VTensiunea nominal n conexiune triunghiUn: VCurentul nominal n conexiune stea I1n: ACurentul nominal n conexiune triunghi I1n: AFactorul de putere cos :Turaia nominal nN: rotaii/minutFrecvena tensiunii de alimentare f1: Hz

    Tabelul 1.1.: Datele nominale ale motorului asincron trifazat.

    :Care este tensiunea de faz maxim la care se poate supune nfurareastatoric a mainii?Ufaz= 400V.

    Se realizeaz mai nti circuitul din figura 1.4.

    Se selecteaz din comanda regimurilor de funcionare ale sarciniiTorque Control Control n moment;

    Punerea n funciune a motorului asincron trifazat n conexiune stea

    Setri necesare:

    Se pune motorul n funciune i se urmrete reacia acestuia;

    Se ncetinete cu ajutorul frnei cuplate pe arbore turaia motoruluipn la turaia nominal;

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    34/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    33

    Se msoar tensiunea i curentul de faz cu un voltmetru i unampermetru, conectate n mod corespunztor.

    Care sunt valorile citite ?

    Tensiunea de faz[V]: 226 VCurentul de faz[A]: 0,31 A

    Figura 1.4.: Schema de montaj a motorului asincron trifazat cu statorul n conexiunestea.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    35/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    34

    n figura 1.5, se prezint diagrama de cablare pe stand a motorului asincrontrifazat, cu statorul n conexiune stea.

    Figura 1.5.: Diagrama de cablare pe stand a motorului asincron trifazat cu statorul nconexiune stea.

    Punerea n funciune a motorului asincron trifazat n conexiune triunghiSe realizeaz apoi circuitul din figura 1.6, cablnd de data aceasta motorulasincron trifazat n conexiune triunghi.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    36/85

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    37/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    36

    Figura 1.7.: Diagrama de cablare pe stand a motorului asincron trifazat cu statorul nconexiune triunghi.

    Setri necesare:

    Se selecteaz din comanda regimurilor de funcionare ale sarciniiTorque Control Control n moment;

    Pentru realizarea experimentului se va proceda, dup cum urmeaz:

    Se pune motorul n funciune i se urmrete reacia acestuia;

    Se ncetinete cu ajutorul frnei cuplate pe arbore rotaia motoruluipn la turaia nominal;

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    38/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    37

    Se msoar tensiunea i curentul de faz cu un voltmetru i unampermetru, conectate n mod corespunztor.

    Care sunt valorile citite ?

    Tensiunea de faz[V]: 392 VCurentul de faz[A]: 0,55 A

    U1[V]

    ncercarea n gol a motorului asincron trifazatSe revine la montajul din figura 1.4. Se fixeaz sarcina activ cuplat pearborele motorului, la sarcin nul modul de comand n cuplu (TorqueControl) i se selecteaz din butonul rotativ de pe panou valoarea 0 acuplului sarcinii - i se efectueaz mai multe citiri, crescnd gradattensiunea de la valoarea 0 pn la valoarea sa nominal, citit de pe plcuade identificare a motorului.

    Datele citite, se completeaz n tabelul 1.2.:I1[A] P1[W]

    0 0 0

    U1n= I10= P10=Tabelul 1.2.: Msurri pentru ncercarea n gol a motorului asincron trifazat.

    scU1

    ncercarea n scurtcircuit a motorului asincron trifazatDe aceast dat, la montajul din figura 1.4., se fixeaz sarcina, frna cuplatpe arborele motorului la sarcin infinit, care s caleze rotorul fapt carese realizeaz prin selecia modului de comand n turaie (Speed Control) ia valorii nule a turaiei de pe panoul sarcinii active - i se efectueaz maimulte citiri, crescnd gradat tensiunea de la valoarea 0 pn la valoarea

    , ce se obine, atunci cnd curentul este nominal.

    Datele citite se completeaz n tabelul 1.3.:U1[V] I1[A] P1[W]

    0 0 0

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    39/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    38

    U1sc= I1n= P1sc=Tabelul 1.3.:Msurri pentru ncercarea n scurtcircuit a motorului asincron trifazat.

    4.

    Prelucrarea datelor experimentaleDin tabelele de msurri, se traseaz graficele caracteristicilor de mers ngol ( )1010 UfI = i ( )1010 UfP = i de scurtcircuit ( )scsc UfI 11 = i ( )scsc UfP 11 = .Se calculeaz din rezultatele ultimelor rnduri de tabel, din tabelele 1.2. i1.3., parametrii schemei echivalente n T a motorului. Folosind figurile 1.2i 1.3, se scriu expresiile puterii pentru a afla rezistenele circuitelor, aleimpedanei din legea lui Ohm i se calculeaz apoi din triunghiulimpedanelor, i reactanele celor dou circuite.

    Pe cele trei faze puterea de mers n gol:

    ( ) 2010 3 fm IRRP += (1.7)

    iar legea lui Ohm:

    ( ) ( )212

    11

    mm

    of

    n XXRRI

    U+++= (1.8)

    Din aceste dou relaii, se deduce:

    20

    01

    3 fm

    I

    PRR =+ . (1.9)

    i

    2

    20

    0

    2

    0

    11

    3

    =+

    ff

    Nm

    I

    P

    I

    UXX . (1.10)

    Valoarea lui I0f se va determina innd cont de indicaiile de mai sus,referitoare la raportul dintre curentul de faz i cel msurat n funcie deconexiunea statoric.

    La ncercarea n scurtcircuit, n mod similar, se obin relaiile:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    40/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    39

    21

    213

    'nf

    sc

    I

    PRR =+ (1.11)

    2

    2

    1

    2

    1

    213

    '

    =+

    Nf

    sc

    Nf

    scf

    I

    P

    I

    UXX . (1.12)

    Valorile luiI1Nfi ale lui Uscfse vor determina innd cont de indicaiile demai sus, referitoare la raportul dintre curentul de faz i cel msurat irespectiv ntre tensiunea de pe faza receptorului trifazat i tensiunea delinie msurat pe stand n funcie de conexiunea statoric.

    Schema electric echivalent are 6 parametrii. Pe lng cele patru relaii(1.9. 1.12.) mai sunt necesare dou, pentru rezolvarea sistemului de aseecuaii, cu ase necunoscute. Aceste dou relaii sunt:

    ...1=R (1.13)

    '21 XX = (1.14)unde valoarea rezistenei de faz statorice R1se determin fie direct, prinmsurare cu un ohmmetru, fie indirect, cu ajutorul legii lui Ohm, msurndtensiunea continu aplicat unei nfurri de faz statorice i curentulrezultat prin aceasta.

    Cu ajutorul ecuaiilor prezentate, se calculeaz i pierderile n cupru

    statorice i rotorice.

    Se va completa urmtorul tabel (1.4), pe baza observaiilor studentului:

    Care dintre urmtoarele afirmaii sunt adevrate ? Adevrat Falsncercarea n gol presupune funcionarea motoruluiasincron trifazat cu circuitul rotoric deschis.

    DA

    n conexiunea stea curentul de faz este mai mic. DAncercarea n scurtcircuit se realizeaz la tensiunea

    nominal a motorului.

    DA

    Puterea msurat n cazul ncercrii n golaproximeaz pierderile n cuprul motorului.

    DA

    n practic, motoarele asincrone trifazate suntoperate numai n conexiune stea.

    DA

    Tabelul 1.4.: Observaii individuale cu privire la ncercrile n gol i scurtcircuit alemotorului asincron.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    41/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    40

    LUCRAREA 2 NCERCAREA N SARCIN A MOTORULUIASINCRON TRIFAZAT

    1.

    Scopul lucrrii

    Efectuarea ncercrii n sarcin a unui motor asincron trifazat;

    Trasarea caracteristicilor motorului, pe baza rezultatelor culese.

    2.

    Baze teoreticeVom prezenta n cele ce urmeaz o descriere teoretic a principalelorcaracteristici ale motorului asincron trifazat.

    )(sfM=a. Caracteristica cuplului electromagnetic

    Pentru a determina ecuaia acestei caracteristici, se pleac de la expresiapierderilor de putere n nfurrile rotorice:

    12 == MsPspCu (2.1)

    de unde se obine pentru momentul electromagnetic al motorului:

    .''3

    1

    2

    22

    1

    2

    =

    =

    s

    IR

    s

    pM Cu

    (2.2)

    Din schema echivalent a motorului, curentul 2'I , se poate exprima sub

    forma:

    ( ),

    '''

    '

    212

    1

    1

    21

    12

    XcXjs

    RcR

    U

    ZcZ

    UI

    ++

    +

    =+

    =

    (2.3)

    de unde ptratul modulului su, se deduce a fi:

    ( )2212

    21

    2

    12

    2

    ''

    '

    XcXs

    RcR

    UI

    ++

    +

    =

    (2.4)

    Introducnd aceast expresie n ecuaia (2.2), se obine pentru moment:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    42/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    41

    ( )

    .

    ''

    '3

    2

    21

    2

    21

    2

    1

    1

    2

    1

    2

    XcXs

    RcR

    U

    s

    R

    s

    pM Cu

    ++

    +

    =

    =

    (2.5)

    Se observ din ecuaia obinut, c momentul electromagnetic al motoruluiasincron depinde de:

    rezistena nfurrilor rotorice 2'R ;

    tensiunea de alimentare 1U ;

    alunecarea s .

    Pentru a stabili valoarea alunecrii corespunztoare cuplului maxim, sederiveaz expresia acesteia n raport cu alunecarea i derivata obinut seegaleaz cu zero. Astfel se obine alunecarea critic:

    ( )2212

    1

    2

    '

    '0

    XcXR

    Rcs

    ds

    dMc

    ++

    ==

    (2.6)

    Momentul maxim, este chiar valoarea momentului, pentru alunecarea,egal cu aceast valoare critic:

    ( )

    2

    21

    2

    11

    1

    2

    1

    max

    '

    1

    2

    3

    XcXRRc

    UM

    +++

    =

    (2.7)

    Din expresiile alunecrii critice i a momentului maxim se observ, c ntimp ce alunecarea critic depinde de valoarea rezistenei totale acircuitului rotoric, momentul maxim nu depinde de aceast valoare. Oexpresie mai simpl pentru cuplu se obine, dac se face raportul dintrecuplul corespunztor unei alunecri oarecare i cuplul maxim:

    cc

    c

    c

    sRc

    R

    s

    s

    s

    s

    sRc

    R

    M

    M

    ++

    +

    =

    2

    1

    2

    1

    max

    '2

    '12

    (2.8)

    expresie care se simplific la o form binecunoscut i sub denumirea de

    ecuaia luiKloss, dac se ine cont de faptul c: 1'2

    1

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    43/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    42

    s

    s

    s

    sM

    M

    c

    c

    +

    =2

    max

    (2.9)

    Se observ n aceast expresie, c pentru valori ale alunecrii, mai micidect alunecarea critic:

    ss

    MM

    s

    s

    s

    sss

    c

    c

    c

    c

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    44/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    43

    Mmax

    -Mmax

    sc

    -sc

    Mp

    sp=10

    GENERATOR MOTOR Frina

    s

    Figura 2.1.: Caracteristica cuplului mainii asincrone trifazate.

    )(Mfn=b.Caracteristica mecanic natural , pentru motorul asincron.

    Forma caracteristicii mecanice a motorului asincron, se deduce din cea acaracteristicii cuplului, innd cont de relaia dintre turaie i alunecare:

    ( ) 1

    1

    1 1 nsnn

    nns =

    =

    (2.12)

    Figura 2.2., ilustreaz caracteristica mecanic natural pentru o main

    asincron trifazat. Pe aceast caracteristic, se poate analiza stabilitatea nfuncionare a motorului asincron.

    n acest sens, se consider c motorul funcioneaz ntr-un punct Ade pecaracteristica mecanic natural, punct de coordonate ),( cAA nnM > . Dacacesta este punctul de funcionare, este evident faptul c, momentuldezvoltat de motor egaleaz momentul rezistent al utilajului acionat deacesta, rAA MM = .Dac dintr-un motiv oarecare, momentul rezistent crete la o valoare mai

    mare rArA MM >' , turaia motorului va scdea, iar momentul dezvoltat demotor crete pn ce egaleaz din nou momentul rezistent al utilajului

    rAA MM '' = . Maina funcioneaz apoi n regim stabil, n noul punct

    A )','( AA nM . Din acest motiv, poriunea din caracteristica mecanic pentru

    care cnn> , corespunde uneizone stabile de funcionare.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    45/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    44

    Se consider un punct B ),( cBB nnM < de funcionare n cealalt poriune a

    caracteristicii mecanice corespunztoare lui cnn< . Dac acesta, este punctde funcionare, este evident faptul c, momentul dezvoltat de motor

    egaleaz momentul rezistent al utilajului acionat de acestarBB

    MM = .

    Dac dintr-un motiv oarecare, momentul rezistent crete la o valoare maimare rBrB MM >' , turaia motorului va scdea iar momentul dezvoltat demotor scade i el, astfel c motorul este frnat pn la oprire.

    Dac momentul rezistent scade la o valoare mai mic rBrB MM

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    46/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    45

    alimentare. Conform bilanului puterilor n motor, randamentul se poatescrie:

    100

    1212

    2 ++++

    =

    +vmFeCuCu ppppP

    P

    (2.14)

    n aceast dependen, randamentul ia valoare maxim atunci cndpierderile de putere constante sunt egale cu cele variabile. n general,motoarele asincrone trifazate sunt astfel dimensionate nct randamentul

    s aib o valoare maxim pentru 75,02

    2 nP

    P.

    Figura 2.3. ilustreaz caracteristica randamentului.

    1

    0,750 P2/P2n

    0,9

    Figura 2.3.: Caracteristica randamentului pentru motorul asincron trifazat.

    )(cos 2Pf=d.Caracteristica factorului de putere pentru motorul asincron.

    Motorul asincron trebuie s absoarb de la reea o putere reactiv necesarmagnetizrii miezului. Aceast putere reactiv, practic este independentde regimul de funcionare, avnd aproximativ aceeai valoare att pentrufuncionare n gol ct i pentru funcionarea n sarcin a motorului. Lafuncionarea n gol sau la o sarcin, puterea activ absorbit de la reea, are

    valori mici, astfel c factorul de putere este mic. Pe msur ce putereaactiv crete, sarcina se mrete iar puterea reactiv rmne constant ifactorul de putere se mrete.

    Valoarea sczut a factorului de putere pentru puteri mult mai mici dectputerea nominal este un dezavantaj care se compenseaz prin conectarea

    n paralel cu alimentarea motorului a unor baterii de condensatoare.Figura 2.4, prezint caracteristica factorului de putere pentru motorulasincron trifazat.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    47/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    46

    1

    10

    cos

    P2/P2n

    0,1

    Figura 2.4.: Caracteristica factorului de putere pentru motorul asincron trifazat.

    3.

    Modul de experimentare

    Se realizeaz ncercarea n sarcin a motorului asincron trifazat, cu statoruln conexiune stea, respectiv triunghi. Se utilizeaz un comutator stea-triunghi pentru modificarea conexiunii statorice.

    n figurile 2.5 i 2.6, sunt prezentate schema de montaj a motoruluiasincron trifazat cu comutator stea-triunghi i diagrama de cablare pentru

    ncercarea n sarcin a motorului asincron trifazat cu comutator stea-triunghi.

    Setri necesare:

    Se selecteaz din comanda regimurilor de comand ale sarcinii activeopiunea Torque Control Comanda n cuplu a mainii electrice,supuse ncercrilor experimentale.

    Pentru realizarea experimentului se va proceda dup cum urmeaz:

    Se urmrete trasarea caracteristicii de funcionare n sarcin amotorului asincron trifazat n conexiune stea i, respectiv triunghi astatorului;

    Se supune motorul la momentele sarcinii indicate n tabel;

    Se introduc valorile msurate pentru moment, turaie, tensiune defaz i curent de faz n tabelele de msurri 2.1 i 2.2;

    Se traseaz caracteristicile a cror alur este indicat n figurile 2.7 i2.8.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    48/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    47

    Figura 2.5: Schema de montaj a motorului asincron trifazat cu comutator stea-triunghi.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    49/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    48

    Figura 2.6.:Diagrama de cablare a motorului asincron trifazat cu comutator stea-triunghi.

    M [Nm] 0 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9n [rotaii/minut] 3000 2910 2830 2720 2570 2270Ufaz 225 225 225 225 225 225Ifaz 0,16 0,19 0,27 0,38 0,52 0,75

    Tabelul 2.1.: Tabel de msurri pentru ncercarea n sarcin a motorului asincrontrifazat n conexiune stea.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    50/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    49

    Figura 2.7.: Alura caracteristicilor de funcionare n sarcin a motorului asincrontrifazat n conexiune stea.

    M [Nm] 0 0,5 1 1,5 2 2,5n [rotaii/minut] 3000 2920 2850 2770 2650 2460Ufaz 392 392 392 392 392 392Ifaz 0,53 0,6 0,77 1,02 1,34 1,79

    Tabelul 2.2.: Tabel de msurri pentru ncercarea n sarcin a motorului asincrontrifazat n conexiune triunghi.

    Figura 2.8.: Alura caracteristicilor de funcionare n sarcin a motorului asincrontrifazat n conexiune triunghi.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    51/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    50

    Se va completa urmtorul tabel (2.3), pe baza observaiilor studentului:Care dintre urmtoarele afirmaii sunt adevrate ? Adevrat FalsMomentul maxim al motorului este acelai pentruambele conexiuni ale statorului.

    DA

    n conexiunea stea curentul de faz este mai mic. DAConexiunea triunghi asigur un raportturaie/moment mai bun dect conexiune stea.

    DA

    Curentul de pornire este n general mai mic nconexiune stea dect n conexiune triunghi.

    DA

    Comutatorul stea-triunghi nu are practic nici unrol.

    DA

    Comutatorul stea-triunghi permite o pornire mailin a motorului.

    DA

    n practic, motoarele asincrone trifazate suntoperate numai n conexiune stea.

    DA

    Tabelul 2.3.: Observaii individuale cu privire la ncercrile n sarcin ale mo toruluiasincron trifazat

    ncercarea n sarcin a motorului asincron trifazat, se poate realiza i princomand computerizat a sarcinii.n acest caz:

    Se nregistreaz caracteristicile de funcionare n sarcin alemotorului asincron trifazat;

    Se determin momentul nominal;

    Se determin randamentul maxim;

    Se studiaz rspunsul motorului la sarcin.

    Instruciuni privind realizarea montajului:

    Se va realiza circuitul din figura 2.9;

    Se va porni i frna, fapt care nu nseamn nc, punerea sub sarcina motorului, deoarece nu se apas nc i butonul RUN.

    Setri necesare:

    Se selecteaz din comanda regimurilor de funcionare ale sarcinii,PC Mode;

    Pentru realizarea experimentului se va proceda dup cum urmeaz:

    Se pornete softul de comand;

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    52/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    51

    Se selecteaz regimul de funcionare comand automat n turaie automatic speed control;

    Se aplic sarcina (frna) motorului n 20 de trepte discrete, pn cerotorul motorului se caleaz (Observaie: se introduce numrul

    corespunztor de trepte n meniul Settings/Presets/Ramp);

    Se nregistreaz caracteristica de funcionare n sarcin a motoruluiasincron trifazat att n conexiune stea, ct i n conexiune triunghi;

    Se ncepe cu conexiune stea;

    Se traseaz dou grafice pentru fiecare regim de funcionare;

    Se eticheteaz i se scaleaz graficele aa cum este ilustrat n figurilede mai jos;

    Se nregistreaz urmtorii parametrii ( ) ( )nssnMM == ; n primul

    grafic i ( ) ( ) ( )nnfnPP === ;cos;22 n cel de al doilea grafic;

    Dup terminarea msurrilor, se export graficele;

    Se determin randamentul maxim pentru fiecare regim defuncionare.

    n figurile 2.5 i 2.6, sunt prezentate schema de montaj pentru ncercarea nsarcin a mainii asincrone trifazate i diagrama de cablare pentru

    ncercarea n sarcin amainii asincrone trifazate.

    Graficele obinute i exportate, vor avea alura prezentat n figurile 2.11.

    Figura 2.11.a: Alura caracteristicilor de funcionare n sarcin ( ) ( )nssnMM == ; ncazul conexiunii stea, a statorului motorului asincron trifazat.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    53/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    52

    Figura 2.11.b: Alura caracteristicilor de funcionare n sarcin( ) ( ) ( )nnfnPP === ;cos;22 n cazul conexiunii stea, a statorului motorului asincron

    trifazat.

    Figura 2.11.c: Alura caracteristicilor de funcionare n sarcin ( ) ( )nssnMM == ; ncazul conexiunii triunghi, a statorului motorului asincron trifazat.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    54/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    53

    Figura 2.11.d: Alura caracteristicilor de funcionare n sarcin( ) ( ) ( )nnfnPP === ;cos;22 n cazul conexiunii triunghi, a statorului motorului

    asincron trifazat.

    Care este randamentul motorului asincron trifazat la turaie nominal, n

    cazul conexiunii stea ? = 45%

    Care momentul motorului asincron trifazat la turaie nominal, n cazulconexiunii stea ?MN = 0,4Nm

    Care este randamentul motorului asincron trifazat la turaie nominal, ncazul conexiunii triunghi ? = 63%

    Care momentul motorului asincron trifazat la turaie nominal, n cazulconexiunii triunghi ?MN = 1,4Nm

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    55/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    54

    LUCRAREA 3 PORNIREA MAINII ASINCRONE TRIFAZATE

    1.

    Scopul lucrrii

    Studiul unor posibiliti de pornire a motoarelor asincrone frocuri sau cu ocuri minime de curent;

    Realizarea experimental a pornirii stea-triunghi a motoruluiasincron trifazat;

    Realizarea experimental a pornirii cu autotransformator amotorului asincron trifazat;

    Realizarea experimental a pornirii reostatice a motoruluiasincron trifazat;

    Punerea n eviden a diferenelor dintre pornirea direct imetodele de pornire studiate experimental.

    2.

    Baze teoreticeLa pornirea direct a motorului asincron apar dou dezavantaje:

    moment la pornire mic, considerabil mai mic dect momentulnominal al respectivului motor;

    curent absorbit la pornire mare, de 47 ori mai mare dectcurentul nominal.

    Pentru a elimina aceste dezavantaje, se utilizeaz metode de pornire, carese aleg n funcie de tipul rotorului.

    ( )

    ( )

    =

    =

    maxmax

    min

    9,08,0

    4,11,1

    MM

    MM

    p

    np

    Pornirea motorului asincron trifazat cu rotorul bobinatDin analiza caracteristicii cuplului, se observ faptul, c valoarea maxim amomentului nu depinde de rezistena din circuitul rotoric, n timp cealunecarea critic crete odat cu rezistena total a circuitului rotoric.

    Aadar, alegnd o valoare convenabil (care va determina saltul punctuluide funcionare de pe caracteristica natural pe o caracteristic artificialcorespunztoare unui cuplu maxim laalunecare unitar) pentru rezistenacircuitului rotoric i concretiznd aceast alegere prin nchiderea bornelorrotorice pe rezistene externe, se poate obine un moment la pornire egalchiar cu cel maxim. n general, pornirea se face pe trepte rezistive conectate

    n circuitul rotoric, trepte convenabil alese pentru ca pe tot timpul porniriimomentul dezvoltat de motor s varieze ntr-un interval situat deasupramomentului nominal al mainii i sub momentul maxim al acesteia. Se alegcel mai adesea, ca limite ale momentului de pornire:

    (3.1)

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    56/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    55

    Caracteristicile obinute pentru funcionarea motorului cu rezistenesuplimentare, externe n circuitul rotoric se numesc caracteristici artificiale.Pornirea n trepte reostatice conectate n circuitul rotoric se realizeaz dupurmtorul algoritm:1.

    Se pornete motorul cu o rezisten a circuitul rotoric astfel aleas, nct

    la pornire, momentul s fie egal cu maxpM . Calculul valorii acestei primetrepte de pornire, se face innd cont de relaia lui Kloos scris pentrupunctul max,1 pMMsA == . Din ecuaia lui Kloos, se determin

    alunecarea critic pe aceast prim caracteristic artificial 1cs , de undese deduce valoarea primei trepte rezistive de pornire, innd cont deaproximativa proporionalitate, dintre alunecarea critic i rezistenatotal din circuitul rotoric.

    2.

    Motorul se va ambala pe aceast prim caracteristic artificial, ntructmomentul dezvoltat de el, este mai mare dect momentul rezistiv alutilajului acionat (n general egal cu momentul nominal al motorului),

    iar atunci cnd momentul a sczut la valoarea de minpM , se cupleaz ceade a doua treapt rezistiv (mai mic dect prima) n circuitul rotoric.Pentru a calcula valoarea celei de a doua trepte rezistive, se scrie relaia

    lui Kloos pe prima caracteristic artificial n punctul min, pB MsB ,

    pentru a afla alunecarea la care se face schimbarea treptelor rezistive Bs ,

    dup care se scrie Kloos, pe cea de a caracteristic artificial n punctulmax, pB MsD , pentru a afla alunecarea critic pe cea a doua caracteristic

    2cs . De aici, se deduce valoarea celei de a doua trepte rezistive.

    3.

    Din nou, motorul se ambaleaz de data aceasta pe cea de a douacaracteristic artificial ntre punctele max, pB MsD i min, pE MsE . Din

    Kloos n min, pEMsE , se deduce Es .

    4.

    Se schimb din nou treapta din circuitul rotoric i se trece n punctulmax

    ,pEMsF , n care scriind Kloos, se afl 3cs i valoarea celei de a trepte

    rezistive.

    5.

    Acest algoritm se continu pn se ajunge la o alunecare critic mai micdect alunecare critic de pe caracteristica mecanic natural cck ss < .

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    57/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    56

    Atunci, nseamn c algoritmul trebuie oprit i sunt k-1, trepte depornire.

    Figurile 3.1. i 3.2. prezint schema electric i, respectiv, diagrama porniriin trepte.

    Figura 3.1.: Schema electric a pornirii n trepte a motorului asincron trifazat.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    58/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    57

    Se observ c prima treapt a pornirii, este format din nserierea tuturorrezistenelor din schem, a doua numai din9 rezistene, iar cea de a nouanumai din 9pR . Figura ilustreaz o pornire n zece trepte rezistive.

    s0 1

    M

    Mmax

    Mpmax

    Mpmin

    cmn

    A

    B

    D

    E

    F

    G

    H

    Figura 3.2.: Diagrama pornirii n trepte a motorului asincron trifazat.

    A)

    Pornirea cu bobine n circuitul statoric

    Pornirea motorului asincron trifazat cu rotorul n colivien acest caz, metodele de pornire sunt diferite de cele ale motorului

    asincron cu rotorul bobinat, deoarece la acest tip de motor, nu se potnseria rezistene n circuitul rotoric. Aceste metode sunt perfect aplicabilei n cazul motorului asincron cu rotorul bobinat, dar metoda prezentatanterior nu este aplicabil n cazul motorului asincron cu rotorul n colivie.

    Datorit cderilor de tensiune pe aceste bobine, introduse n circuitulstatoric, tensiunea de la bornele motorului, va avea valori reduse. Dup cemotorul ajunge la turaie nominal,bobinele se scurtcircuiteazi motorulfuncioneaz la tensiune nominal. Un dezavantaj al acestei metode este

    faptul c, odat cu limitarea curentului la pornire, se scade considerabil imomentul la pornire (astfel de exemplu, pentru un curent de pornire sczut

    la np II =3 , momentul la pornire ajunge la np MM = 4,0 . Schema demontaj este cea prezentat n figura 3.3.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    59/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    58

    B)

    Pornirea cu autotransformatorn circuitul de alimentare al statorului, este introdus un autotransformator.Tensiunea de alimentare, se variaz n mai multe trepte de la 0la tensiuneanominal, iar la final, autotransformatorul se scurtcircuiteaz, motorulajungnd s fie alimentat direct de la reea. Avantajul fa de metoda cu

    bobine, este un moment la pornire ceva mai mare, iar dezavantajul estepreul mai ridicat. Schema de montaj corespunztoare acestei metode depornire este cea prezentat n figura 2.5 de la lucrarea 2.

    C) Pornirea prin comutare stea-triunghiSe utilizeaz numai n cazul motoarelor, care n regim normal funcioneaz

    n conexiune triunghi a statorului. La pornire, statorul se conecteaz n steaiar apoi, dup ce motorul ajunge la turaie nominal, se schimbconexiunea statorului n triunghi. Schema electric a acestei porniri este

    redat n figura 3.4. Metoda, permite reducerea curentului la pornire de treiori, dar i momentul la pornire scade n acelai raport.

    3.

    Modul de experimentareSe vor completa datele nominale ale motorului, citite de pe plcua deidentificare n urmtorul tabel:

    Puterea nominal: 370 WTensiunea nominal n conexiune stea UN: 690 VTensiunea nominal n conexiune triunghi: 400 V

    Curentul nominal n conexiune stea: 0,55 ACurentul nominal n conexiune triunghi: 0,95 AFactorul de putere, cos : 0,84Turaia nominal nN: 2800 rotaii/minutFrecvena electric: 50 Hz

    Tabelul 3.1.: Datele nominale ale motorului asincron trifazat.

    Avnd n vedere faptul c maina electric asincron trifazat de pe standulexperimental studiat are rotorul n colivie, se vor efectua urmtoareleporniri:

    A)

    Pornirea cu bobine n circuitul statoricSe efectueaz montajul din figura 3.3.

    Setri necesare:

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    60/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    59

    Se selecteaz la modul comand ale sarcinii active opiunea SpeedControl Comanda n turaie a mainii electrice supuse ncercrilorexperimentale.

    Se alege una dintre conexiunile stea sau triunghi pentru alimentarea

    statorului.Pentru realizarea experimentului se va proceda dup cum urmeaz:

    Se urmrete evidenierea dependenei curentului de pornire devaloarea inductanei bobinelor nseriate pe linia de alimentarestatoric;

    Se regleaz valorile bobinelor variabile pe valoarea maxim nainte depornirea tensiunii;

    Se pornete alimentarea standului experimental i comanda sarciniiactive i se regleaz turaia 0 din butonul rotativ de pe panoul de

    comand; Se noteaz valoarea curentului de pornire corespunztoare

    inductanei bobinelor din blocul de bobine nseriate n circuitulstatoric, completndu-se tabelul 3.2.;

    Se scade valoarea bobinelor treptat i se noteaz valorilecorespunztoare, indicate la punctul anterior, pn cnd curentulstatoric depete cu cel mult 20% valoarea nominal.

    Inductana bobinelorL [H]

    Curentul statoric [A]Tabelul 3.2.: Dependena curentului de pornire de inductana bobinelor nseriate pecircuitul de alimentare statoric

    B)

    Pornirea cu autotransformatorSchema de montaj corespunztoare acestei metode de pornire este ceaprezentat n figura 2.5 de la lucrarea 2, iar schema de cablare cea dinfigura 2.6, scheme care vor fi apoi folosite i n cazul pornirii prin comutarestea-triunghi.

    Setri necesare:

    Se selecteaz la modul comand ale sarcinii active opiunea SpeedControl Comanda n turaie a mainii electrice supuse ncercrilorexperimentale.

    Se alege una dintre conexiunile stea sau triunghi pentru alimentareastatorului.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    61/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    60

    Pentru realizarea experimentului se va proceda dup cum urmeaz:

    Se urmrete evidenierea dependenei curentului de pornire devaloarea tensiunii de alimentare reglate la ieireaautotransformatorului legat pe linia de alimentare statoric;

    Se regleaz valorile tensiunii de ieire a autotransformatorului lavaloarea 0;

    Se pornete alimentarea standului experimental i comanda sarciniiactive i se regleaz turaia 0 din butonul rotativ de pe panoul decomand;

    Se noteaz valoarea curentului de pornire corespunztoare valorilortensiunii de alimentare reglate din autotransformator, completndu-se tabelul 3.3.;

    Se crete treptat valoarea tensiunii i se noteaz valorilecorespunztoare, indicate la punctul anterior, pn cnd curentul

    statoric depete cu cel mult 20% valoarea nominal.

    Tensiunea de faz: V V V V VCurentul de pornire: A A A A A

    Tabelul 3.3.: Dependena curentului de pornire de tensiunea de alimentare reglat la ieireaautotransformatorului

    C)

    Pornirea prin comutare stea-triunghiSchema de montaj corespunztoare acestei metode de pornire este ceaprezentat n figura 2.5 de la lucrarea 2, iar schema de cablare cea dinfigura 2.6.

    Setri necesare:

    Se selecteaz la modul comand ale sarcinii active opiunea SpeedControl Comanda n turaie a mainii electrice supuse ncercrilorexperimentale.

    Se alege iniial poziia 0 a comutatorului stea-triunghi dincomponena standului experimental.

    Pentru realizarea experimentului se va proceda dup cum urmeaz:

    Se urmrete evidenierea valorii curentului de pornire la pornireadirect i, respectiv la pornirea stea i apoi la comutarea stea triunghi;

    Se regleaz valorile tensiunii de ieire a autotransformatorului lavaloarea tensiunii de scurtcircuit (pentru a nu arde motorul n timpulmsurrilor efectuate cu rotorul calat, msurri corespunztoare

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    62/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare de laborator a mainilor electrice trifazate asincrone EEM 41Autori: ef lucr. dr. ing. Robert Pcsi i Conf.univ. dr. ing. Eleonora Darie

    61

    turaiei nule, adic pornirii) corespunztoare conexiunii statoricetriunghi;

    Se pornete alimentarea standului experimental i comanda sarciniiactive i se regleaz turaia 0 din butonul rotativ de pe panoul decomand;

    Se trece comutatorul stea-triunghi de pe poziia 0 direct pe poziiacorespunztoare conexiunii triunghi (pornire direct);

    Se noteaz valoarea curentului de porniredirect la tensiune redus(Usc), completndu-se tabelul 3.4.;

    Se trece comutatorul stea-triunghi din nou pe poziia 0i dup unscurt interval de timp se trece comutatorul pe poziiacorespunztoareconexiunii stea (pornire stea);

    Din nou, se noteaz valoarea curentului de pornire stea la tensiuneredus (Usc), completndu-se tabelul 3.4.;

    Se trece acum comutatorul stea-triunghi de pe poziia pe poziiacorespunztoare conexiunii triunghi (comutare stea-triunghi) ise noteaz valoarea curentului de comutare la tensiune redus (Usc),completndu-se tabelul 3.4.;

    Se calculeaz valorile curenilor de pornire la tensiunea nominalcorespunztoare conexiunii triunghi, nmulind valorile curenilor depornire la tensiune redus cu raportul U1n/Usc.

    Valorile curenilor de pornire latensiune redus Usc

    Valorile curenilor de pornire latensiune nominal U1n

    sc

    npscp U

    UII 1=

    Pornireadirect ntriunghi

    Pornirean stea

    Comutareastea-triunghi

    Pornireadirect ntriunghi

    Pornirean stea

    Comutareastea-triunghi

    Curentulde pornire:

    Tabelul 3.4.: Curentului de pornire la pornirea stea-triunghi

    4.

    Prelucrarea datelor experimentale

    Din msurrile efectuate, se trag concluzii referitoare la conformitatearezultatelor experimentale cu aspectele teoretice prezentate.

  • 7/24/2019 ndrumar Laborator Main Asincron Trifazat

    63/85

    ndrumar practic de utilizare a standului de ncercare d