A 41-a Conferinta de Instalatii Electrice si Automatizari organizata

ASOCIAIA INGINERILOR DE INSTALAII DIN ROMNIA AIIR SOCIETATEA DE INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI DIN ROMNIA SIEAR

ACADEMIA CENTRAL EUROPEAN DE TIIN I ART ACESA FACULTATEA DE INSTALAII - UTCB

MINISTERUL TRANSPORTURILOR CONSTRUCIILOR I TURISMULUI MTCT SOCIETATEA ROMN PENTRU PROTECIA CONTRA INCENDIILOR SORPINC

SOCIETATEA ROMN PENTRU PROTECIA ATMOSFEREI SOROPA ASOCIAIA GENERAL A FRIGOTEHNITILOR DIN ROMNIA AGFR

COMITETUL NAIONAL ROMN DE ILUMINAT CNRI GRUPUL DE FIRME INSTALAII TRANSILVANIA GIT

EDITURA REVISTELOR INSTALATORUL, ELECTRICIANUL I MSURRI I AUTOMATIZRI ARTECNO BUCURETI SRL

A 41 a

CONFERIN NAIONAL DE INSTALAII

INSTALAII PENTRU NCEPUTUL MILENIULUI TREI

Volumul

Instalaii electrice i automatizri

SINAIA 1921 OCTOMBRIE 2006

A 41-a Conferin Naional de Instalaii Electrice i Automatizri, SIEAR - Sinaia - 2006

SOCIETATEA DE INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI

DIN ROMNIA

A 41 A CONFERIN NATIONALA DE

INSTALAII ELECTRICE I AUTOMATIZRI

SIEAR - 2006

SINAIA

19 21 OCTOMBRIE 2006

2


Broura a fost realizat sub ngrijirea sl. univ. drd. ing. Eugen BADEA i prof. univ. dr. ing. Constantin IONESCU Forma electronic a volumului a fost realizat de stud. Eugenu Drgoescu Facultatea de Instalaii - UTCB

3


C U P R I N S

1. Ing. Cornel CHIOREANU C&I ELCA IMPEX - CERINTE NOI IN FATA PROIECTARII DE INSTALATII ELECTRICE SI DE AUTOMATIZARI...... 6

2. Ing. Marius MILOVICI ISPE - SITUAIA ACTIVITII VERIFICATORILOR DE PROIECTE I EXPERILOR TEHNICI N INSTALAII ELECTRICE Ie N ANUL 2006................................................ 9

3. Prof. dr. ing. Ion IORDNESCU U.P.B. - COMPENSAREA PUTERII REACTIVE N CONDIIILE EXISTENEI CONSUMATORILOR DEFORMANI....................................................................................................... 13

4. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN, Prof. dr. ing. Alexandru LARIONESCU - Universitatea tefan cel Mare Suceava - CONSIDERAII ASUPRA SISTEMELOR AUTOMATE NEENERGOFAGE............................................. 22

5. Sl. drd. ing. Mircea ROCA UTCB - DETERMINAREA COEFICIENILOR FOURIER PENTRU O SERIE DE SEMNALE NESINUSOIDALE PARTICULARE..................................................................................................... 27

6. Prof. univ. dr. ing. Ion IORDANESCU U.P.B. - IMM SI CONSUMUL DE ENERGIE ELECTRICA IN PERSPECTIVA INTRARII IN UNIUNEA EUROPEANA......................................................................................................... 37

7. As. drd. ing. Ionu HOMEAG IGSU - INTEGRAREA SISTEMELOR DE DETECTARE I ALARMARE A INCENDIILOR NTR-UN SISTEM DE GESTIUNE TEHNIC.......................................................................................... 42

8. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU UTCB - METODE DE CALCUL PENTRU IMBUNATATIREA EFICIENTEI ENERGETICE A CLADIRILOR PRIN UTILIZAREA SISTEMELOR DE AUTOMATIZARE INTEGRATE............ 46

9. Prof. dr. ing. Sorin LARIONESCU UTCB - PROIECTAREA SISTEMELOR DE CONDUCERE CU AUTOMATE PROGRAMABILE................................ 49

10. Prof. dr. ing. Nicolae GOLOVANOV, Prof. dr. ing. Petru POSTOLACHE, l. dr. ing. Radu PORUMB U.P.B, Dr. ing. VASILE RMNICEANU TIAB, Prof. dr. ing. Cornel TOADER U.P.B. - PUTERILE I RANDAMENTELE OPTIME N REGIM NESIMETRIC SINUSOIDAL LA TRANSFORMATOARELE CU DOU NFURRI ........................................................................................................................... 59

11. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN, Masterand ing. Daniel GAVRIL Universitatea tefan cel Mare - SISTEM AUTOMAT PENTRU VERIFICAREA RELEELOR DIN INSTALAIILE DE CENTRALIZARE ELECTRODINAMIC FEROVIAR SAR-CED........................................................................................ 67

12. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - CERCETAREA POLURII ELECTROMAGNETICE A MEDIULUI N DOMENIUL LOCUINELOR I INSTALAIILOR PENTRU CONSTRUCII................ 75

13. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - INSUFICIENE PRIVIND APRECIEREA OBIECTIV A EFICIENEI NCLZIRII ELECTRICE PRIN RADIAIE, FR A CONSIDERA I CMPUL ELECTROMAGNETIC EMIS............................................................................. 90

4


14. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - ABORDAREA CADRULUI LEGAL I ROLUL CERCETRII POLURII ELECTROMAGNETICE A MEDIULUI N DOMENIUL INSTALAIILOR PENTRU CONSTRUCII..................................................................................... 100

15. Cerc. t. III ing. Alina COBZARU INCERC Filiala Iai - CE S-AR MAI PUTEA SPUNE DESPRE ILUMINATUL FLUORESCENT ?........................................ 109

16. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU SIEAR - SITUATIA AUTORIZARII INGINERILOR DE INSTALATII ELECTRICE 118

17. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU UTCB - UN NOU MOD DE A PRIVI AUTOMATIZAREA INSTALAIILOR DINTR-O CLDIRE....................... 120

18. Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN - Universitatea tefan cel Mare Suceava - SISTEM INTERACTIV PENTRU SEMAFORIZAREA ECOLOGIC A INTERSECIILOR RUTIERE............................................................................ 125

19. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU - UTCB, As. drd. ing. Stefan ALECSANDRU SIEAR ACTUALITATE I PERSPECTIV N SISTEMELE DE MANAGEMENT ALE CLDIRILOR 133

20. Prof. dr. ing. Sorin LARIONESCU UTCB - PROGRAMAREA AUTOMATELOR DE TIP MASINA DE STARE.. 144

21. Sl. drd. ing. Mircea ROCA U.T.C.B. TOPOLOGII MODERNE DE UPS-URI 151

22. Drd. ing. Marius RAMARU SRAC MODUL EXPERIMENTAL PENTRU ACHIZITIE DE DATE SI COMANDA 158

23. Prof. dr. ing. Constantin IONESCU SIEAR IEAS 2006 SI PARTICIPAREA SIEAR... 168

24. Sl. drd. ing. Silviu GHEORGHE UTCB - CURS DE PERFECTIONARE A PROIECTANTILOR DE INSTALATII ELECTRICE SI AUTOMATIZARI .................................................................................................................................. 173

25. Conf.dr.ing. Daniel POPESCU UTCB ASPECTE SPECIFICE PROIECTARII SISTEMELOR AUTOMATE DE DETECTARE SI DE ALARMARE LA INCENDII............................................................................................................... 175

26. Prof.dr.ing. Niculae MIRA UTCB CALIFICAREA INTREPRINDERILOR CE EXECUTA LUCRARI DE INSTALATII ELECTRICE................................... 185

27. Prof.dr.ing. Constantin IONESCU UTCB 100 DE ANI DE LA INFIINTAREA COMISIEI ELECTROTEHNICE INTERNATIONALE (CEI)........................ 188

28. Prof.dr.ing. Constantin IONESCU UTCB ACTIVITATEA SIEAR IN ANUL 2006 ........................................................................................................................ 201

29. LISTA COMITETELOR TEHNICE CEI N CARE ROMNIA ESTE MEMBRU CU STATUT DE PARTICIPANT SAU OBSERVATOR I COMITETELE TEHNICE NAIONALE N OGLIND................................. 209

30. STANDARDELE DIN DOMENIUL INSTALATIILOR ELECTRICE PENTRU CONSTRUCTII preluare din Buletinul Informativ SIEAR nr. 192 / iulie 2006.. 214

31. PREZENTARE DE FIRME....... 218

5


CERINTE NOI IN FATA PROIECTARII DE INSTALATII ELECTRICE SI DE AUTOMATIZARI

Ing. Cornel Chioreanu - C&I-ELCA IMPEX SRL

Cu convingerea ca mai sunt doar doua luni pana cand Romania va deveni membru cu drepturi depline al Uniunii Europene, consideram ca este util sa privim cu ochiul critic drumul pe care l-am parcurs in ultimii 16 ani in sfera noastra de activitate si mai ales sa constientizam intreaga masa a celor care ne-am dedicat muncii de proiectare in acest domeniu, asupra saltului calitativ pe care trebuie sa-l facem in viitorul foarte apropiat, pentru a face fata concurentei la care vom fi supusi de catre colegii de bransa din Uniunea Europeana.

In drumul sinuos spre economia de piata munca de proiectare in general, iar munca de proiectare in domeniul instalatiilor electrice si de automatizari in special, a cunoscut mutatii semnificative, atat din punct de vedere al structurii organizatorice cat mai ales al nivelului calitativ.

1 - Daca ne referim la mutatiile de ordin organizatoric trebuie amintit faptul ca incepand cu anii90 pepinierele de cadre de proiectare Institutele de proiectare ale ministerelor economice treptatsi-au redus activitatea pana la desfiintare, initial prin divizare, pentru ca apoi efectiv sa-si inceteze activitatea, iar cadrele cu inalta calificare au migrat spre alte domenii de activitate, care le ofereau venituri mai mari. In acelasi timp au inceput sa apara firme mici de proiectare, care grupeaza un numar mic de specialisti cu o arie de cuprindere mai mica si implicit cu o putere financiara mai mica.

2 - Absolventii institutelor superioare de invatamant care prin profilul lor pregatesc specialisti de instalatii electrice si automatizari au fost tot mai putin atrasi spre proiectare din cauza veniturilor din ce in ce mai scazute in raport cu alte domenii si in mod special in domeniul comertului.

3 - Migrarea proiectantilor din institutele de proiectare cu profil industrial, ca urmare a diminuarii drastice a activitatii in aceste domenii, spre unitatile de proiectare din constructiile civile ar fi trebuit in mod normal, sa duca la o crestere calitativaa muncii in acest domeniu, presupunandu-se ca migrarea se face cu cei mai buni specialisti. Din nefericire lucrurile nu au stat asa. Motivul este ca specialistii din sectoarele industriale nu au cunostintele necesare specifice sectorului constructiilor civile.

4 - Probabil ca reducerea numarului de personal al inspectoratelorjudetene de constructii face ca aceste unitati sa nu mai poata cuprinde totalitatea santierelor din sfera lor de activitate, mai ales ca in unele judete si in ansamblu la nivelul intregii tari, sectorul constructiilor cunoaste o crestere vizibila a activitatii, aducandu-si o contributie importanta produsului intern brut.

Toti acesti factori si poate nu numai acestia, au facut ca in prezent sa se simta o anumita lipsa de proiectanti atat in sectorul constructiilor civile cat si in cel al constructiilor industriale. De unde Romania era un exportator de specialisti in domeniul proiectarii, s-a ajuns in situatia ca unitati de proiectare prestigioase sa recurga la a aduce proiectanti din provincie, cu cheltuieli substantiale de transport, cazare etc., in domenii in care cu ani in urma proiectarea romaneasca era deosebit de apreciata.

Tinand seama de cele de mai sus consideram ca SIEAR ca si alte organizatii saustructuri similare trebuie sa gaseasca impreuna cu organele de stat competente o solutie de revigorare a activitatii de proiectare, mai ales in prezent cand in fata specialistilor din acest domeniu pot sa apara oportunitati tentante de lucru chiar si pe piata europeana.

6


Exista pentru unii din colegii de breasla, o anumita teama de momentul intrarii in Uniunea Europeana, o teama de concurenta cu specialistii din tarile vest-europene, care cel putin din punctual meu de vedere este total nejustificata, din urmatoarele morive:

a.- Legislatia noastra este in mare masura adaptata la legislatia europeana (legi, standarde, normative,etc.);

b.-echipamentele cu care lucram de multi ani, sunt echipamentele cu care se va lucra si dupa momentul aderarii;

c.- In Romania sunt prezente unele din cele mai prestigioase firme de constructii din tarile europene si firme de top in domeniul productiei de materiale si aparataje utilizate in proiectele de constructii; cu aceste firme un mare numar de specialisti romani sau chiar unitati de proiectare, se afla intr-un contact permanent, spre cinstea lor si se numara printre colaboratorii de baza ai firmelor straine care realizeaza obiective de referinta in Romania; deci nu intram intr-un necunoscut, pentru ca practic suntem ancorati in activitatea unor firme europene;

d.- Vorbind strict despre sectorul proiectarii de instalatii electrice si automatizare pentru constructii, toate standardele principale in baza carora ne desfasuram activitatea sunt corelate cu standardele europene; Legea 10/1995 privind calitatea in constructii, cu toate modificarile ulterioare, este corelata cu legislatia europeana; legislatia in domeniul protectiei omului si a bunurilor, aferente domeniului nostru de activitate este de asemenea aliniata la legislatia europeana si lucram efectiv in baza acestei legislatii; iata de ce consider nejustificata teama unora dintre colegii nostrii de breasla de momentul aderarii, pe care unii il vad ca un moment generator de grave disfunctii in activitatea noastra.

Problemele care deranjeaza si asupra carora trebuie sa atragem atentia MTCT, sunt legate de nevoia urgenta de revizuire a Normativului I7-02 Normativ pentru proiectarea si executarea instalatiilor electrice cu tensiuni pana la 1000 V c.a. si 1500 V c.c., precum si a Normativului I-20 privind protectia impotriva trasnetului. Intradevar unele din prevederile acestor acte normative, normative de baza in munca noastra, trebuiesc revizuite si inlaturate unele prevederi contradictorii sau ambigue.

Nu vom face o analiza a prevederilor din actele normative mentionate, care impun in mod categoric revizuirea lor, ne vom rezumadoar la a da doua exemple dintre cele mai putin semnificative:

a.- La art.3.4.9 - din normativul I7-02 se prevede: La consumatorii alimentati direct din reteaua furnizorului de energie electrica, instalatiile electrice se executa cudistributie monofazata , pentru valori ale curentilor pana la 30 A si cu distributie trifazata,pentru situatiile in care curentul in regim monofazat este peste 30 A; dar in acelasi timp este bine stiut faptul ca Unitatile de Masura si Protectie UMP- sunt astfel echipate incat permit distributii monofazate 10-40A si trifazate intre 40-100 A.

b. - contoarele monofazate se fabrica pentru curenti de pana la 40A atat cele fabricate in Romania cat si cele straine;

Admiterea distributiei monofazate de 40 A., face posibila racordarea unor consumatori, in special la locuinte, a caror putere instalata sa se incadreze intre 10-12 kW.p.i. si 9 kW. p.u., iar coloana intre UMP si Tabloul de distributie sa fie: 3FY6,0-IPY20; iar pentru puteri instalate mai mari de 12,00 kW., sa se lase proiectantului raspunderea de a admite un coeficient de simulataneitate mai mic de 0,8, astfel incat pentru locuinte cu spatii mai generoase, la care puterea instalata poate sa ajunga la 15,00 kW., sa se admita un coeficient de simultaneitate de pana la 0,6, ajungandu-se in final la aceeasi coloana de 3FY6,0-IPY20.

Pentru distributiile trifazate practic nu sunt probleme. c. - Art.5.2.9 - din Normativul I7-02, precizeaza ca :Prizele trebuie montate pe pereti la

urmatoarele inaltimi masurate de la axul aparatului pana la nivelul pardoselii finite: - peste 2,0 m. la scoli, in clase, prevedere pe care o consider total lipsita de sens, atata timp cat

7


elevii vin de acasa unde au prizele montate de regula la h=0,3m. de la nivelul pardoselii finite; daca se doreste evitarea unor accidente exista solutii tehnice corespunzatoare de protectie si nu montarea la inaltimi inaccesibile elevilor; salile de clasa pot sa fie Sali de muzica, Sali de informatica, sau Sali de laboratoare de fizica, chimie, etc., la care sunt necesare echipamente specifice de laborator si unde contrar prevederilor din normative se monteaza prize la tensiune normala 220V, pe mesele de laborator. La inaltimea de 2m. de la nivelul pardoselii finite este suficient sa ramana 2 locuri de prize, in dreapta si stanga tablei pemtru bransarea unor echipamente necesare procesului de invatamant (monitor, retroproiector, multimedia etc.).

d.- In prezent ELECTRICA in dorinta de a mari gradul de siguranta in exploatare a instalatiilor electrice din cladirile de locuit solicita caFDCP (firidele de distributie cu contori pe palier), sa fie dotate cu echipamente mai performante. In acelasi timp vechile firide se gasesc in cataloagele de detalii tip, iar noile solutii promovate de care ELECTRICA nu sunt cunoscute nici de proiectanti si nici de catre firmele de executie, care de regula utilizeaza Catalogul de Detalii Tip.

Pentru a veni sprijinul promovarii noilor solutii este absolut necesara o colaborare intre specialistii de la SC ELECTRICA si cei din subordinea M.T.C.T. pentru a stabili echiparea si implicit dimensiunile noilor firide, eventual reconsiderarea schemelor de distributie din cladirile de locuinte, avand in vedere ca de la ultima revizuire a acestora au trecut aproape 15 ani.

Consider ca aceste exemplesunt suficiente si convingatoare pentru a cere urgenta revizuire a acestui normativ, care desi are multe elemente corelate cu legislatia europeana, iata ca sunt si prevederi care vin in contradictie cu normele europene si cu alte prescriptii tehnice romanesti.

Consider ca la elaborarea noii editii a normativului I7, la revizuirea FDCP si a schemelor de distributie din cladirile de locuinte, trebuie sa participe si specialisti din proiectare.

Luand in considerare numarul mare de accidente: incendii sau pierderea de vieti omenesti cauzate de proasta functionare a instalatiilor electrice, nici un efort financiar nu este prea mare si nu poate fi invocat drept obstacol in calea introducerii noilor tehnologii, in scopul imbunatatirii parametrilor de functionare a instalatiilor electrice, a protejarii bunurilor materiale si vietii oamenilor.

Apropiata aderare a Romaniei la Uniunea Europeana trebuie sa constituie pentru noi proiectantii de instalatii electrice si automatizari un prilej de a ne apropia mai mult de firmeleproducatoare si/sau distribuitoare de materiale, aparate si echipamente de instalatii electrice si de automatizare, de a le studia cataloagele, solutiile tehnice pe care le ofera, deoarece in mod sigur vom fi bine primiti si vom primi toate lamuririle necesare pentru ca in proiectele pe care le elaboram, folosind tehnologiile avansate, sa satisfacem pretentiile investitorilor care ne vor solicita serviciile noastre.

Revistele romanesti de specialitate Electricianul, Masurari si Automatizari, Instalatorul, ne pun la dispozitie in fiecare nou numar al lor informatii despre cele mai noi descoperiri, cele mai noi solutii in tehnologiile si practica instalatiilor, scutindu-ne si de efortul de a le traduce din revistele straine de specialitate.

Efortul care ni se cere este de a dori sa fim la curent cu noutatile, sa citim, sa ne documentam, sa participam la targuri interne si internationale, la conferinte si simpozioane, cele mai la indemana mijloace de a ne pune in contact cu noul.

8


SITUAIA ACTIVITII VERIFICATORILOR DE PROIECTE I EXPERILOR TEHNICI N INSTALAII ELECTRICE Ie

N ANUL 2006 Ing. Marius MILOVICI ISPE Bucureti

e-mail: [email protected] 1. ROLUL I ATRIBUIILE SPECIALITILOR VERIFICATORI DE

PROIECTE I EXPERI TEHNICI Verificarea i expertizarea tehnic de calitate a proiectelor,efectuat de ctre specialiti

atestai, att la lucrrile noi, ct i la lucrrile de modernizare, modificare sau transformare a instalaiilor electrice pentru construcii, are ca scop realizarea unor construcii care s corespund calitativ cel puin unor nivele minime de performan referitoare la cerinele (exigenele) de calitate definite de Legea nr. 10/1995 privind calitatea n construcii:

A rezisten i stabilitate; B siguran n exploatare; C siguran la foc; D igiena, sntatea oamenilor, refacerea i protecia mediului; E izolaia termic, hidrofug i economia de energie; F protecia mpotriva zgomotului. Specialitii verificatori de proiect i experi tehnici pentru instalaii electrice i

automatizri sunt atestai pentru: - toate cerinele A, B, C, D, E, F; - toate domeniile de construcii care cuprind urmtoarele instalaii electrice: - instalaii electrice aferente construciilor, inclusiv pentru cureni slabi i de protecie

la descrcri atmosferice; - instalaii de automatizare i interblocare pentru instalaii tehnologice aferente

cldirilor (instalaii termice, sanitare, de ventilaie-climatizare, frig etc.); - instalaii de avertizare i prevenire a incendiilor. Instalaiile electrice aferente construciilor se supun verificrii i expertizrii tehnice de

calitate dup cum urmeaz: a. Proiectele instalaiilor electrice care se gsesc: - pe construcii sau n interiorul lor; - n staiile de conexiuni i transformare din cldiri, din incinta sau din ansamblurile de

cldiri; - n staiile de pompare din incinta sau din ansamblurile de cldiri; - n staiile locale de captare a apei; - staiile locale de epurare a apei; - n centrale termice sau punctele termice din incinte sau din ansambluri de cldiri; - n centralele de ventilare sau climatizare; - n centralele sau instalaiile de frig. b. Proiectele reelelor electrice de alimentare cu energie electric i de distribuie din

posturile/staiile de transformare din construcii, incinte sau ansambluri de cldiri. Criteriile de performan ale cerinelor de calitate conform Legii nr. 10/1995 privind

calitatea n construcii pentru instalaiile electrice sunt prezentate n Ghidul criteriilor de performan pentru instalaii electrice GT 059-03 editat n colecia ARTECNO. Aa cum

9

mailto:[email protected]


rezult din acest ghid, n afara celor 6 exigene (AF), exist exigene recomandate (R1R6) la care se pot verifica proiectele.

2. LISTA VERIFICATORILOR DE PROIECTE I A EXPERILOR TEHNICI Pn n prezent au fost atestai tehnico-profesional pentru specialitatea INSTALAII

ELECTRICE Ie 75 Verificatori de Proiecte i 17 Experi Tehnici. Lista acestora este disponibil pe site-ul SIEAR: www.siear.ro

Aceast list va fi actualizat cu ajutorul responsabililor din MTCT, (d-na ing. Aurelia Simion), avnd n vedere importanta ndatorire a specialitilor cu activitate de verificare i expertizare de a anuna modificrile datelor de domiciliu i telefon survenite ulterior atestrii.

ntruct Inspectoratul de Stat n Construcii i Primriile solicit tot mai insistent prezentarea unor documentaii verificate de VP, este n interesul specialitilor atestai, a firmelor de proiectare i a forurilor cu competene de avizare s cunoasc aceast list ntocmit corect, pentru a da acces egal verificatorilor i experilor n activitatea de verificare tehnic de calitate a proiectelor.

O bun parte din aceti verificatori de proiecte i experi tehnici fac parte din Filiala SIEAR VP&ET nfiinat n anul 2003, n scopul implicrii mai intense a VP i ET n activitile SIEAR (schimburi de experien, cunoaterea preocuprilor altor VP i ET, elaborarea / revizuirea de normative de proiectare, participare la conferine, mese rotunde, certificarea calificrii profesionale etc.).

Avem convingerea c specialitii care fac parte din aceast filial, cadre cu experien deosebit n activitatea de proiectare n construcii, vor aduce contribuii importante la mbuntirea situaiei reglementrilor tehnice n acest domeniu. Solicitm acestor specialiti s fac observaii i propuneri la revizuirea unor reglementri tehnice, s fac propuneri pentru ANRE i MTCT n legtur cu revizuirea unor normative i alinierea acestora la normele europene.

3. CURSURI PENTRU PREGTIREA ATESTRII UNOR NOI

VERIFICATORI DE PROIECTE I EXPERI TEHNICI. SIEAR organizeaz cursuri intensive pentru pregtirea atestrii VP i ET. Anul acesta a fost organizat un astfel de curs n perioada 20-24.02.2006 Cursurile s-au desfurat pe parcursul a 5 zile, cte 6 ore/zi. Planul cursului cuprinde n principal: - prezentarea Legii 10/1995; agremente tehnice; - criterii de performan pentru fiecare categorie de instalaii (Ie, Is, It, Ig); - aspecte organizatorice i prezentarea regulamentului de verificare i expertizare

tehnic de calitate a proiectelor, a execuiei lucrrilor i a construciilor, aprobat cu HG 925/1995.

Fiecare participant la curs primete Ghidul criteriilor de performan pentru domeniul interesat i ndrumtorul pentru atestarea tehnico-profesional a specialitilor cu activiti n construcii.

O diplom de absolvire certific participarea la curs. Membrii SIEAR absolveni ai acestui curs primesc o recomandare din partea conducerii

SIEAR pentru nscrierea la examen. Anul acesta nu au avut loc ntlniri ale Comisiei Tehnice de Atestare a MTCT pentru

examinarea candidailor pentru atestarea unor noi VP i ET.

10

http://www.siear.ro/


4. PARTICIPRI LA MANIFESTRI ORGANIZATE DE PRODUCTORI DE ECHIPAMENTE DE JOAS TENSIUNE Muli VP i ET din Bucureti, alturi de proiectani de prestigiu, au participat la

interesante manifestri organizate de productori (sau reprezentani ai acestora) de echipamente de joas tensiune:

Firma Moeller a organizat n zilele de 05.057.05.06 la hotel Rozmarin din Predeal un workshop n care s-au prezentat produsele noi Moeller, soluii privind confortul n locuine, aplicaii de automatizare.

Firma Schneider a organizat Clubul Proiectanilor la Moeciu n zilele de 22-23.06.2006, unde a prezentat tehnologii noi de proiectare, aspecte privind calitatea energiei i problematica BMS.

Firma Legrand Romnia a prezentat la sediul su din Bucureti (str. Aromei) tablouri concepute i executate de ctre aceasta.

Firma Proenerg din Oradea a prezentat la Institutul de Arhitectur din Bucureti corpurile de iluminat ERCO, care reprezint o gam larg de produse mai ales pentru iluminatul ornamental.

Firma Schrack a prezentat n cadrul unui simpozion organizat la Hotel Marriot instalaiile AAR, distribuiile n bare i alte nouti privind aparatajul de joas tensiune.

5. ALTE ASPECTE DE INTERES

5.1. Sistemul de verificare i atestare a calitii lucrrilor de montaj pentru utilaje,

echipamente i instalaii tehnologice industriale instituit prin OG nr. 95/30.08.1999, aprobat i modificat prin Legea 440/2002, a nceput s funcioneze, fiind deja atestai verificatori de proiecte conform Regulamentului aprobat prin ordinul MIR nr. 88/14.02.2003.

n conformitate cu prevederile art. 6, aliniat (2) din Regulament, autorizarea tehnico- profesional a specialitilor verificatori de proiecte pentru dotri tehnologice industriale nu acoper i autorizrile necesare legiferate pentru activitile specifice n domeniile acoperite de MTCT.

Avnd n vedere asemnarea cerinelor de calitate, s-a constatat n unele situaii o interferen a diferitelor categorii de construcii i instalaii ale celor dou domenii de verificat. De aceea este necesar ca Direciile de Specialitate din cele dou ministere responsabile cu atestarea verificatorilor de proiecte i experilor tehnici s fac departajarea clar a atribuiilor acestora i s stabileasc domeniile concrete, instalaiile i utilajele tehnologice la care conform legii trebuie ntocmite verificri, expertize ale proiectelor n condiiile Legii nr. 10/1995, respectiv OG nr. 95/1999.

Avem sesizri c Verificatorii de proiecte atestai pentru instalaiile tehnologice de ctre MEC intervin la primrii pentru verificarea de proiecte de instalaii electrice n construcii.

5.2. Verificatorii de proiecte (VP) i/sau Experii tehnici (ET) crora le va expira viza pe legitimaii trebuie s se prezinte la ISC teritorial cu urmtoarele documente:

- cerere ctre ISC prin care se solicit prelungirea vizei (n cerere se vor preciza numele, prenumele, adresa, numrul legitimaiei, data valabilitii);

- registrul de eviden a proiectelor verificate, n original; - 2-3 referate reprezentative privind verificarea de calitate la cerina Ie; - Legitimaia/legitimaiile i certificatul/certificatele de atestare, n copie. Dup obinerea avizului ISC, concretizat printr-o adres ctre Direcia Tehnic a

MTCT, solicitantul pred aceast adres la MTCT, care acord viza de prelungire a legitimaiei.

11


5.3. Urmare a discuiilor cu inspectorul Mircea Pace de la ISCMB a rezultat c verificatorii de proiecte trebuie s urmreasc, c toate proiectele trebuie s conin referiri privind obligativitatea respectrii prevederilor legii nr. 10/1995 calitatea n construcii, legii nr. 50/1991, cu completrile ulterioare privind autorizarea executrii construciilor i legii nr. 608/2001 privind evaluarea conformitii produselor.

Aceast din urm lege, alturi de H.G. 622/2004 i alte prevederi aprobate i publicate n Monitorul Oficial privind condiiile de introducere pe pia a produselor pentru construcii, reprezint preluarea n legislaia romneasc a Directivei cadru 89/106/CEE - produse pentru construcii. Prevederile acestei legi constituie baza pregtirilor specifice ce trebuie realizate n vederea utilizrii pe plan intern a produselor pentru construcii n condiiile cerute de UE.

5.4. n ultima perioad tot mai multe proiecte respect legislaia n vigoare privind nscrierea n cartuul desenelor a parametrilor verificrii: numele i semntura verificatorului sau expertului, cerinele la care se verific proiectul i numrul referatului ntocmit de verificator.

12


COMPENSAREA PUTERII REACTIVE N CONDIIILE EXISTENEI CONSUMATORILOR DEFORMANI

Prof. dr. ing. Ion Iordnescu UPB

REZUMAT: Problema puterii reactive a aprut odat cu sistemele electroenergetice de

curent alternativ i continu s existe datorit meninerii specificului acestei puteri, sub aspectul consumului i al producerii. Reducerea ncrcrii cu putere reactiv a tuturor instalaiilor ntre consumatorii larg rspndii i sursele concentrate ale sistemelor energetice n avantajul puteri active, a pus problema compensrii pe scar larg a puterii reactive ct mai aproape de receptori. Soluia general folosit constnd din baterii cu condensatoare, (nc corespunde), necesit ns o reexaminare de principiu, n etapa actual de apariie i intensificare a noilor receptori care, din cauza caracteristicilor electrice neliniare, produc fenomenul de deformare a curbelor de cureni i de tensiune. Una din consecinele existenei i intensificrii fenomenului deformant, o constituie vulnerabilitatea, pn la deteriorare, a bateriilor cu condensatoare n funciune. n prezentul material se examineaz sub aspect teoretic i tehnic, problema compensrii puterii reactive care este nc necesar, innd seama pe de o parte de existena i comportarea bateriilor cu condensatoare, dar corelnd-o i cu msura atenurii regimului deformant, care devine i ea necesar i pentru care se poate aplica o msur unic de compensare i atenuare, prin folosirea filtrelor.

Cuvinte cheie: calitatea energiei, regimul deformant, gradul de deformare al curbelor de

curent I. ASPECTE GENERALE Etapa actual de desfurare i dezvoltare a tuturor activitilor economice i sociale,

att n ara noastr ct i pe plan internaional, precum i largul orizont al perspectivei apropiate, se caracterizeaz printr-o modernizare intens. Factorul specific l constituie schimbarea practic total, n toate domeniile de activitate, fr excepie, inclusiv n gospodriile casnice a structurii receptorilor de energie electric. Marea majoritate a acestor receptori, deja n funciune, dar mai ales i n perspectiv, format din aparate, circuite i instalaii electrocasnice, respectiv, tot ce produce electronica sub forme din ce n ce mai performante i mai sofisticate, se poate afirma c, au invadat sistemul electroenergetic i n ara noastr.

Datorit faptului c aceti receptori au caracteristici electrice neliniare, prezena lor n instalaiile sistemului energetic, n care generatoarele electrice din centrale produc tensiuni electrice alternative, care au forma curbei practic sinusoidal, la aplicarea acesteia la bornele fiecrui receptor sau grupe de receptori neliniari, acetia deformeaz curbele de curent. Gradul de deformare al curbelor de curent i respectiv de abatere de la forma ideal sinusoidal, depinde numai de caracteristicile fiecrui receptor, nu i de alte mrimi electroenergetice, cum ar fi, de exemplu, puterea de scurtcircuit din nodul n care sunt racordai. Curbele de curent deformate conin pe lng curbele fundamentale sinusoidale cu frecvena de 50 Hz i curbe de curent cu frecvene reprezentnd multipli ai frecvenei curbei fundamentale, denumite armonici i valori ntre multiplii frecvenei fundamentale, denumite interarmonici. Mai pot apare i subarmonici, respectiv, cu frecvene mai mici dect cea a curbei fundamentale. Deci curbele reale ale curenilor deformai, conin, aa cum rezult i din analizele armonice, care se efectueaz folosind o gam larg de aparate de msurare realizate n acest scop, un spectru foarte larg i complex de curbe sinusoidale reprezentnd

13


armonicele, interarmonicele i subarmonicele, avnd frecvene pn la rangul (ordinul) 50, respectiv 2500 Hz. Toi aceti cureni sunt injectai n nodurile reelei electroenergetice de ctre receptorii respectivi i circul prin instalaiile (linii, transformatoare etc.) producnd multe fenomene cu consecine defavorabile. Una din consecinele directe care apare, este constituit de cderile de tensiune, datorate curenilor menionai i impedanelor cu frecvene corespunztoare fiecrui curent armonic, interarmonic sau subarmonic. Se menioneaz c deoarece ponderea cea mai mare o au armonicele de curent, care au frecvene, multipli ai frecvenei fundamentale, pentru examinarea general a fenomenului deformant se rein numai curenii respectivi. Aceti cureni reprezentnd armonicele: 2,3,4,5 etc. sunt i cei afiai de aparatele de msurare i care circul prin instalaii, produc cderi de tensiune care au aceleai frecvene cu ale curenilor i impedanelor reelelor care le genereaz i reprezint armonicele de tensiune care contribuie la deformarea curbelor de tensiune din noduri. Aceste cderi de tensiune se aplic n nodurile reelelor electrice simultan cu tensiunea fundamental tuturor receptorilor conectai la barele respective. O comportare deosebit la aplicarea acestor tensiuni armonice o au bateriile cu condensatoare, montate pentru compensarea puterii reactive. n aceast situaie, care a aprut i la noi se va intensifica foarte mult, utilizarea bateriilor cu condensatoare n soluia de montare actual, devin vulnerabile i este necesar s se reexamineze problema pentru a rezolva, att compensarea puterii reactive, precum i atenuarea regimului deformant, n scopul limitrii la minimum, dac nu chiar la eliminarea multiplelor consecine negative, care afecteaz o mare parte din instalaiile electroenergetice.

II. ASPECTE TEORETICE I TEHNICE PRIVIND FUNCIONAREA

BATERIILOR CU CONDENSATOARE

II.1. REGIMUL SINUSOIDAL Folosirea bateriilor cu condensatoare constituie de mai multe decenii, soluia optim din

punct de vedere tehnico economic, pentru compensarea puterii reactive, respectiv a mbuntirii factorului de putere, n reelele electrice i n general n instalaiile electrice din ntreprinderile industriale. Prin utilizarea automatizrilor, n ultimii ani se realizeaz cu ajutorul treptelor finale de reglaj ale bateriei, monitorizarea factorului de putere foarte aproape de valoarea neutral, prin afiarea valorilor realizate. n regim sinusoidal, adic prin aplicarea la bornele bateriei a unor curbe de tensiune foarte apropiate de sinusoid cu frecvena de 50 Hz, bateriile cu condensatoare, reprezentnd receptori capacitivi, produc, n urma calculelor de dimensionare, puteri reactive pentru compensare, pe care le injecteaz la barele la care sunt conectate. Prin aportul lor reduc n mod corespunztor aportul din sistemul energetic a puterii reactive, micornd componenta reactiv a curentului preluat din sistem de la valoarea corespunztoare factorului de putere natural pn la cel neutral, de obicei (0,95 0,96). Ilustrarea celor prezentate se face n figurile 1 i 2 i prin expresiile pentru calculul valorilor factorului de putere, n regim sinusoidal:

fr compensare (fig. 1 i fig. 3)

neccnecsss

s

cc

csc

QP

P

QP

P,,2222

coscos ==+

=+

== (1)

Deci valoarea factorului de putere fr compensare, cea natural, este aceeai i pe plecarea spre consumatori i pe linia de alimentare din reeaua de distribuie ( ) sc =

cu compensare (fig. 2 i fig. 4)

( ) compsBcs

scomps

QQP

P,222,

cos=+

= (2)

14


i

necccompccc

ccompc

QP

P,,22,

coscos ==+

= (3)

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4

Deci cu compensarea dup schema din fig. 2 (centralizat), valoarea factorului de putere pentru linia de alimentare din reeaua de distribuie este mai mare, deoarece apare influena aportului bateriei QB. Acest aport reduce puterea reactiv pe care o furnizeaz sistemul n situaia fr compensare (fig. 1) la valoarea (fig. 2), cu compensare, corespunztor cu puterea Q

B

sc QQ =22

, Bccomps QQQ =

BB produs de bateria cu condensatoare B. Diagramele fazoriale din figurile 3 i 4 ilustreaz, cu ajutorul fazorilor componentelor reactive ale curenilor, cele dou situaii, fr / cu compensare. Din aceast prezentare rezult c n regim sinusoidal, cnd la barele de alimentare se aplic numai curba de tensiune fundamental cu frecvena de 50 Hz, implicit i bateriei cu condensatoare care ne intereseaz, aceasta produce puterea reactiv QB numai pentru frecvena fundamental. B

II.2. REGIMUL NESINUSOIDAL - DEFORMANT Situaia respectiv implic deci apariia n toate instalaiile electrice, pe lng

componenta fundamental reactiv (50 Hz) i un spectru de cureni armonici cu frecvene diferite ( ), multiplu de 50 Hz produi de consumatorii deformani, se examineaz separat cele dou cazuri, respectiv, fr baterie cu condensatoare i cu baterie cu condensatoare.

II.2.1. SITUAIA FR BATERIE CU CONDENSATORE Pentru examinarea primului caz, se consider schema electric de principiu a unui nod

A (fig. 5) la care sunt racordate 3 linii electrice, respectiv: (a) de alimentare a nodului A din sistem; (b) de racordare i alimentare a consumatorilor deformani i (c) de racordare i alimentare a consumatorilor nedeformani din aceeai zon de consum. Se au n vedere, n primul rnd curenii fundamentali 1I , cu frecvena de 50 Hz, din cele 3 linii i anume: aI 1 care vine din sistem pentru alimentarea tuturor consumatorilor din nodul A, deformani i nedeformani; bI 1 care circul prin linia (b), pentru alimentarea consumatorilor nedeformani;

cI 1 care circul prin linia (c) spre consumatorii nedeformani, alimentai de la aceleai bare A. n acelai timp consumatorii deformani produc i injecteaz prin linia (b) n nodul A un spectru de cureni armonici I format din cureni armonici, dup expresia:

nn

IIII +++==

...322

(4)

Un prim indicator al regimului deformant l constituie reziduul deformant, avnd expresiile:

=

=+++=n

2

22n

23

22rez, II...III (5)

15


O alt mrime important o reprezint valoarea efectiv a curentului deformat rezultant, care se determin cu relaia:

22221 ... ndef IIII +++= (6)

Un indicator important, afiat de aparatele de msur este factorul de distorsiune, care, n cazul curentului se determin cu expresia:

[ ] 100I

I100

II...II

%1

rez,

1

2n

23

22

I =+++

= (7)

Pentru a clarifica situaia de la nodul A (fig. 5), se observ nti circulaia componentei fundamentale 1I ce vine din sistem i intrnd n nodul A se repartizeaz spre cele dou categorii de consumatori,

aI1bI 1 , spre consumatorii deformani prin linia (b) i cI 1 spre

consumatorii nedeformani, prin linia (c), corespunztor puterilor active (Pa i Pc) i celor reactive (Qa i Qc) necompensate, necesare ambelor categorii de consumatori.

Simultan cu aceti cureni fundamentali avnd (frecvena de 50 Hz), circul prin aceleai linii i curenii armonici, produi de consumatorii deformani I i injectai n nodul A prin linia (a).

n nodul A acetia se ramific, o parte spre consumatorii locali nedeformani ( cI , ) i cealalt parte circul spre sistemul energetic prin linia (a) avnd sensul invers fa de componenta fundamental, sI 1 . Repartizarea pe fiecare din cele 2 linii se face corespunztor impedanelor armonice pentru fiecare frecven, att pentru consumatorii nedeformani locali

cz , , ct i pentru sistemul energetic bz , din figura 6, n care se reprezint schema echivalent pentru nodul A. Se poate stabili, pentru fiecare armonic componenta care circul spre sistem, folosind relaia:

. ca

ca zz

zII

,,

,,

+

= (8)

Deoarece: . ca zz ,,


Peste aceast situaie simpl, corespunztoare curenilor avnd f = 50 Hz, se suprapun armonicele de curent I produi i injectai n nodul A prin linia (b). Acetia se ramific astfel: o component spre sistem prin linia (a) i alta spre bateria cu condesatoare.

Pentru a examina aceast distribuie i ndeosebi comportarea bateriei, s-s realizat n figura 8 schema echivalent corespunztoare schemei electrice de principiu din fig. 7. n figura 8 sunt prezentate reactanele echivalente pentru sistemul energetic, corespunztoare diferitelor ranguri de armonici, respectiv: ca zz ,,


instalaiei pentru frecvena de rezonan care nu este considerat n expresia (13) i pe de alt parte, rangul armonicei de rezonan este de cele mai multe ori ntre dou ranguri (de exemplu: 6,4 ntre 5 i 7). De asemenea curenii armonici din rangurile apropiate mai mari sau mai mici dect pot fi suficient de mari pentru a periclita bateria. Pentru a determina valorile i sensurile de circulaie prin baterie a armonicelor de curent care corespund unor ranguri diferite de

rez

rez

rez respectiv 21


reducerea la valori admisibile a fenomenului deformant. Dintre cele dou tipuri de filtre respectiv, active i pasive, acestea din urm pot corespunde, fiind i sub aspect economic, mult mai avantajos. Important este faptul c filtrele pasive n schema lor cea mai simpl, sunt realizate n principiu dintr-o bobin n serie cu o baterie cu condensatoare (fig. 9) i c n acest scop pot fi adaptate i bateriile cu condensatoare existente, care au fost montate anterior pentru compensarea puterii reactive, n nodurile respective.

III.1. STABILIREA CARACTERISTICILOR PRINCIPALE ALE FILTRULUI

PASIV I FUNCIONAREA ACESTUIA Dintre cele dou elemente componente se poate ncepe cu bateria cu condesatoare, care

se dimensioneaz pentru compensarea puterii reactive pentru frecvena fundamental, de 50 Hz, cu expresia:

( )compnecmedB tgtgPQ = (19) unde: este puterea activ medie anual a consumatorului; medP

nectg - tangenta unghiului dintre fazorii tensiune i curent, corespunztor factorului de putere natural, necompensat;

comptg - tangenta unghiului dintre fazorii tensiune i curent, corespunztor factorului de putere neutral, impus de furnizorul de energie electric.

Deoarece bateria n schema filtrului este n serie cu bobina, la aceast valoare se

adaug pierderile de putere reactiv datorit bobinei, pentru a nu reduce gradul de compensare i care este n general, de 4 % - 5 %. Aceasta se verific ns i se corecteaz, dup stabilirea parametrilor bobinei. De asemenea tensiunea nominal a bateriei va trebui s fie mai mare cu circa 10 % dect cea a barelor din nodul A (fig. 9) deoarece ntre baterie i bare exist bobina, datorit creia apare o cdere suplimentar de tensiune.

BQ

Dup stabilirea puterii bateriei, , se poate calcula capacitatea a acesteia folosind relaia:

BQ BC

= BnomB CUQ 3 (20) n continuare se poate trece la determinarea reactanei bobinei filtrului, pentru care este necesar s se aleag o armonic de rezonan i apoi se utilizeaz relaia: rezn

01 =

rezB

rezb nCnx (21)

n care: 502 = bb Lx [ ] (22)

este reactana bobinei, care reprezint necunoscuta n relaia (21), cu care se poate calcula inductana a bobinei. Pentru alegerea rangului armonicei de rezonan este necesar s se examineze cteva elemente teoretice i tehnice, privind comportarea filtrului, n ansamblu, n vederea atenurii i a regimului deformant, dup ce prin calcularea puterii bateriei, s-a asigurat compensarea puterii reactive. Astfel, se menioneaz c aa cum rezult din relaia (21), reactana rezultant a circuitului filtrului corespunztoare frecvenei rangului ( ), de rezonan este zero. Deci, acesta realizeaz la barele nodului A condiiile unui scurt circuit trifazat pentru frecvena respectiv i astfel, prin filtru va circula spre pmnt n ntregime armonica de curent cu frecvena corespunztoare, att cea produs de consumatorii deformani din nodul A, precum i din alte noduri exterioare, dac nu sunt reinute de filtre pentru aceeai frecven. Deci poate apare i un aport din exterior, care va trebui considerat.

bL

rez

19


Problema urmtoare const n determinarea comportrii filtrului pentru armonicile de curent, care sunt n spectrul total de armonici i au frecvene mai mari sau mai mici dect rez adic pentru:

21


Fig. 9 Fig. 10 IV. CONCLUZII Din analiza concentrat fcut n acest material, rezult c i pentru sistemul nostru

electroenergetic etapa care se parcurge, caracterizat de ptrunderea n msur din ce n ce mai mare a electronicii sub toate formele ei sofisticate, n instalaiile de transport, distribuie i mai ales n masa mare a consumatorilor de energie electric, se ncheie perioada de utilizare exclusiva i respectiv de funcionare numai a bateriilor cu condensatoare.

Apariia i intensificarea foarte rapid a fenomenului deformant al curbelor de curent i de tensiune, au condus i conduc la afectarea siguranei n funcionare a bateriilor cu condensatoare, care n plus contribuie i la amplificarea regimului deformant.

Aceast situaie este argumentat teoretic i tehnic n acest material n care se prezint i se justific soluia de rezolvare prin folosirea filtrelor pasive, care rezolv simultan, cu costuri accesibile, att problema compensrii puterii reactive la consumatori industriali ct i atenuarea, n limite admisibile, a regimului deformant, i cu posibilitatea utilizrii bateriilor existente, pentru realizarea noii soluii.

V. BIBLIOGRAFIE 1. Iordnescu, I., Iacobescu, Gh., .a. Reele electrice pentru alimentarea

ntreprinderilor industriale. Editura Tehnic, Bucureti, 1985. 2. Iacobescu, Gh., Iordnescu, I., .a. Reele electrice. Editura Didactic i

Pedagogic, Bucureti. 1981; 3. Iacobescu, Gh., Iordnescu, I., Tudose, M. Reele i sisteme electrice. Editura

Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1979; 4. Golovanov, N. Utilizarea energiei electrice i mari consumatori. Litografia IPB,

Bucureti, 1983. 5. Golovanov, N., ora, I. .a. Electrotermie i electrotehnologii. (Vol.1 i 2) Editura

Tehnic, Bucureti, 1997.

21


CONSIDERAII ASUPRA SISTEMELOR AUTOMATE NEENERGOFAGE

Conf. dr. ing. Clin CIUFUDEAN - Universitatea tefan cel Mare Suceava

e-mail: [email protected]. dr. ing. Alexandru LARIONESCU - Universitatea tefan cel Mare Suceava

e-mail: [email protected]

1. INTRODUCERE n dezvoltarea sistemelor automate moderne sunt evidente tendinele de reducere a

dimensiunilor i consumurilor energetice, concomitent cu multiplicarea funcionalitii. Aceste deziderate, oarecum antagonice, presupun proiectarea i fabricaia modulelor sau sistemelor n condiiile creterii densitii de echipare cu componente electronice, board density. Astfel, n automatizrile electronice apar modulele PCB cu componente pe ambele fee i cu o plasare a acestora la distane foarte mici high board density. O consecin nedorit a acestui mod de implementare a sistemelor de automatizri electronice moderne este aceea c se observ o cretere a defectelor datorit aspectelor termice. De altfel, tehnologiile electronice dezvoltate n ultimul deceniu au generat o accentuare a problemelor de natur termic din echipamentele de automatizri, iar statistici recente [1], [8], au artat c mai mult de 50 % din defectele produselor electronice sunt datorate unui management termic defectuos al componentelor i modulelor.

Dintre modalitile de remediere a fenomenelor termice distructive asupra componentelor i modulelor electronice menionm proiectarea i fabricarea unor sisteme neenergofage, alimentate la tensiuni i cureni mici. Lucrarea de fa i focalizeaz atenia asupra sistemelor de alimentare de tip LDO (Low Drop Output) i a configuraiilor de sisteme de automatizri electronice cu un consum redus de putere electric.

2. STABILIZATOARE DE TENSIUNE CONTINU LDO Stabilizatoarele de tensiune continu LDO sunt stabilizatoarele care prezint o cdere

de tensiune redus intrare-ieire. Stabilizatoarele LDO utilizeaz un element regulator serie, de obicei un tranzistor (notat TR n fig.1 i fig.2), fie n conexiune colector comun, fie n conexiune emitor comun. Conexiunea de tip colector comun este caracterizat de o amplificare subunitar n tensiune i de o amplificare mare n curent, iar conexiunea de tip emitor comun se caracterizeaz prin o amplificare mare n tensiune. Principial, cele dou tipuri de stabilizatoare sunt date n figura 1, respectiv n figura 2, unde AE semnific

amplificatorul de eroare, iar DZ dioda Zener ce livreaz tensiunea de referin pentru AE.

VIN

R1

DZ

TR

VREF

AE

R2

R3+

- RL VL

Fig.1. Stabilizator LDO cu tranzistor regulator n conexiune colector comun

22

mailto:[email protected]:[email protected]


VIN

R1

DZ

TR

VREF

AE

R2

R3+

- RL VL

Fig.2. Stabilizator LDO cu tranzistor regulator n conexiune emitor comun

Pentru stabilizatoarele LDO realizate conform schemei din figura 1, tranzistoarele npn

n configuraie de repetor pe emitor necesit o tensiune de intrare destul de mare, fa de tensiunea de intrare stabilizat, pentru a acoperi tensiunea de saturaie colector-emitor a tranzistorului regulator.

Pentru un amplificator n conexiune emitor comun (figura 2) diferena de tensiune intrare-ieire este mai mic, pstrndu-se un factor bun de stabilizare a tensiunii de ieire. Acest lucru se datoreaz modului de conectare a tranzistorului regulator pnp. Stabilizatoarele de tensiune care au o cdere redus de tensiune intrare-ieire sunt cunoscute drept stabilizatoare LDO (Low Drop-Out). Schema bloc a unui circuit integral stabilizator LDO este reprezentat n figura 3 [9].

Se observ n figura 3 componentele clasice ale unui circuit integrat stabilizator de tensiune continu din generaia a doua, concomitent cu asigurarea unui mecanism intern de protecie la supracurent ce acioneaz n colectorul tranzistorului regulator Tri nu n emitorul su, aa cum este cazul variantelor comune, ceea ce face ca s nu existe n nici un regim de funcionare disipare de nergie.

Fig.3. Schema bloc a unui circuit integrat stabilizator LDO

Referin de tensiune

Protecii interne

Polarizare

R1

R2

Amplificator de eroare TR

GND

+UOUT

+UIN

Un stabilizator LDO are o cdere mic de tensiune pe elementul regulator serie. Cderea de tensiune pe regulator reprezint diferen dintre tensiunea de intrare nestabilizat

23


i cea de intrare stabilizat [3], [4], pentru care circuitul nu mai stabilizeaz tensiunea de ieire. Pentru un stabilizator de tensiune continu fix valoarea minim a tensiunii de intrare pentru care se obine o scdere cu 100 mV a tensiunii de ieire, fa de valoarea nominal a acesteia, reprezint pragul de la care stabilizatorul nu mai funcioneaz corespunztor. Deoarece elementul regulator serie (TR) este un amplificator de tensiune, stabilizatoarele LDO sunt adeseori confruntate cu probleme de stabilitate. O msur uzual pentru mbuntirea stabilitii o constituie montarea, ntre ieirea circuitului i masa electric, a unui condensator de valoare mare, cu un curent de fug mic i cu o variaie redus a capacitii cu temperatura.

Pentru a exemplifica aspectele teoretice menionate mai sus, n figura 4 este reprezentat o schem de stabilizator de 3,3 V realizat cu circuitul integrat LDO de putere redus LM 2937, care poate debita la ieire un curent de maxim 0,1 A i utilizeaz o capsul TO92 [9].

Fig.4. Stabilizator 3,3 V / 0,1 A cu CI LDO 2937

VIN

+6V

LM 2937 IN OUT

GNDC1

0,1 F 16V

47 F 16V

0,1 F16V

C2 C3

1 3

2

3. CONTROLERE NEENERGOFAGE Un consum redus de putere reprezint una din cerinele obligatorii ale sistemelor

automate de msur i control moderne, n special ale celor pentru aplicaiile embedded. Multe dintre aceste sisteme sunt alimentate din surse LDO sau de la baterii, ceea ce impune un consum redus de putere. Estimrile recente arat c pn n anul 2007, peste o treime dintre noile microcontrolere vor lucra la 2V i vor consuma, semnificativ, mai puin putere dect componentele actuale. Un exemplu de astfel de microcontrolere l reprezint seria HCS08 care lucreaz la tensiuni de 1,8V la 8 MHz, respectiv 2,1V la 20 MHz i care are un numr de moduri de operare neenergofage (low power) [6]:

- Modul Stop1, utilizat n stand-by, sau pentru aplicaii n care consumul este situat n jurul a 2V/20 nA. n acest mod, este utilizat o ntrerupere extern de activare a microcontrolerului, de la un pin IRQ sau pinul Reset. Cnd ntreruperea extern este primit, microcontrolerul comut la o frecven intern de bus de 4 MHz. Activarea microcontrolerului are loc n 50s la 3V sau 80s la 2V. Pentru aplicaii, acest mod de operare poate reprezenta etapa de verificare, de ctre microcontroler, a sistemului pentru a citi starea senzorilor, a elementelor de execuie etc.

- Modul Stop2, n care este meninut coninutul memoriei RAM, iar un timer wake-up se poate activa automat. Rezult c n modul Stop2, microcontrolerul se poate activa fr o ntrerupere extern. Un oscilator de 2 kHz livreaz baza de timp pentru aceast funcie, iar frecvena mic necesit un consum redus de putere, de aproximativ 2V / 700nA. Atunci cnd microcontrolerul detecteaz o condiie care necesit o vitez mare de calcul, viteza magistralei poate fi incrementat pn la 20 MHz. Aceste funcii ce pot fi executate rapid, la 20 MHz, i permit microcontrolerului s prseasc la fel de repede modul Run i s revin n altul de consum mic.

24


- Modul Stop3 permite generatorului de ceas periferic s fie n stand-by. Acest mod este folosit atunci cnd sunt utilizate referinele de ceas extern. Familia de microcontrolere HCS08 utilizeaz att surse de ceas interne ct i externe. Exist un mod de lucru derivat din modul Stop3, n care ceasul unitii centrale este inhibat i este activat ceasul extern. n acest mod de lucru (n ateptare) interfaa serial periferic SPI (Serial Peripheral Interface) este activ, ceea ce face ca o ntrerupere extern s treac microprocesorul din stand-by n modul de tratare a ntreruperii respective asociat cu ntreruperea SPI.

Astfel, familia de microprocesoare HCS08 execut ciclul de instruciune n 50ns la 2,1V sau n 125ns la 1,8V. Memoria flash on-chip poate fi citit la 2,1V, la aceeai tensiune fcndu-se i programarea in-circuit. Aceste performane fac ca microcontrolerele HCS08 s fie pretabile aplicaiilor neenergofage portabile. n general, n cazul microcontrolerelor, un mijloc simplu de a reduce consumul de curent este de a verifica starea pinilor I/O. Dac intrrile de tensiune se apropie de mijlocul valorii dintre tensiunile VDD i VSS pentru intrrile digitale, tranzistoarele din interiorul microcontrolerului sunt polarizate n regim liniar i vor consuma majoritatea curentului livrat de sursa de alimentare. Analog, o intrare mobil (de exemplu, n cazul fuzionrii n modul stand-by, menionat anterior) poate oscila i determin creterea curentului de dren. Pentru a evita aceste fenomene nedorite, pinii I/O trebuie s se termine cu rezistori pull-up sau pull-down, sau s fie n configuraie de ieire.

4. CONSIDERAII ASUPRA ELEMENTELOR DE EXECUIE Problematica consumului energetic al unui sistem automat trebuie gndit la ntreg

sistemul n loc s ajustm unitatea central sau microcontrolerul. Atunci cnd un periferic consum mai mult putere, nu se poate micora consumul prin simpla ncercare de a micora consumul microcontrolerului. Mult mai util n acest caz este de a activa, la un moment dat, numai perifericul care trebuie s fie utilizat. Cea mai simpl soluie este de a alimenta elementele de execuie (perifericele) utiliznd pinii I/O ai microcontrolerului, care permit un control uor de gestiune a puterii. Singura problem este de a asigura compatibilitatea dintre consumul elementului periferic cu capacitatea sursei de curent a microcontrolerului. Astfel, se justific i din acest punct de vedere, larga gam existent de circuite de comand i control pentru acionri electrice cu motoare de mici dimensiuni, neenergofage. Astfel, din clasa driverelor pentru motoarele de curent continuu, circuitul monolitic LSI L292 asigur compatibilitatea cu clasicele amplificatoare L290 i L292 i formeaz mpreun cu acestea un sistem complet bazat pe trei circuite integrate pentru aplicaii de poziionare cu motor de curent continuu. Acest sistem permite comanda de la un microprocesor i admite tensiunea maxim de lucru de 36 Vcc, curentul maxim de 2A i o frecven de 30kHz. Dintre controlerele pentru motoarele pas cu pas menionm circuitul L297/L297D dedicat comenzii motoarelor pas cu pas bipolare i unipolare. Circuitul genereaz cele patru semnale necesare pentru comanda fazelor, n mod de pas normal, jumtate de pas i und. L297 trebuie utilizat mpreun cu un amplificator de curent discret, de exemplu un grup Darlington. El primete de la microprocesor un semnal de frecven de pas, un semnal de direcie i unul de tip comand i genereaz semnale de control ctre etajul amplificator de curent.

Amplificatorul de curent poate fi utilizat i n variant integrat i se recomand pentru a fi utilizat mpreun cu L297, circuitul L298, care dispune de patru canale de alimentare ctre motor comandate de cele patru semnale de comand livrate de L297.

Servomotoarele de curent continuu pentru acionri de precizie de tip motoare de curent continuu cu perii sau fr, pot fi asamblate cu reductoare ovoidale, cilindrice sau planetare. Pentru a asigura un consum energetic redus, caracteristicile principale ale acestor motoare

25


sunt: inerie mecanic foarte mic, pierderi electrice mici, contacte electrice realizate din metale preioase, lagre din bronz sinterizat cu autolubrifiere.

5. CONCLUZII Sistemele moderne de automatizri electronice i n special cele bazate pe

microcontrolere ofer caracteristici speciale de administrare a puterii. Fiecare sistem are probleme specifice i soluii specifice. Acest articol nu i-a propus epuizarea acestor soluii (nici nu credem c ar fi posibil aa ceva), ci de a readuce n atenia cititorului importana problematicii proiectrii i execuiei unor sisteme de automatizri electronice neenergofage.

BIBLIOGRAFIE [1] C. Ionescu, S. Larionescu, C. Caluianu, D. Popescu, Automatizarea instalaiilor. Comenzi

automate, Matrix Rom, Bucureti, 2002. [2] I. Dumitrache, .a., Automatizri electronice, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti

1993. [3] G. Kavaiya, Low-power Embedded Systems, Microchip Technology Inc., 2001. [4] R. Bannatyne, HCS80 Low-power Platform, Motorola Inc., 2002. [5] D. Backer, C. Bonnie, Driving the Analog Inputs of a SAR A/D Converter, AN246,

Microchip Technology Inc., 1999. [6] Gh. Sndulescu, Protecia la perturbaii n electronica industrial i automatizri,

Editura Tehnic, Bucureti, 1985. [7] D. Backer, C. Bonnie, Reading and Using Fast Fourier Transforms, AN681, Microchip

Technology Inc., 2002. [8] C. Ciufudean, A. Larionescu, D. Popescu, Diagnosability of Flexible Robotic

Manipulators for Railway Systems, Advances in Electrical and Computer Engineering, vol. 5 (12), No. 1 (23), pp. 33 40, 2005.

[9] C. Ciufudean, Elemente de electronic analogic - Teme aplicative, Editura Universitii Suceava, 2004.

26


DETERMINAREA COEFICIENILOR FOURIER PENTRU O SERIE DE SEMNALE NESINUSOIDALE PARTICULARE

Sl.drd. ing. Mircea ROCA UTCB e-mail: [email protected]

Generaliti Diversitatea perturbaiilor care apar n reeaua de alimentare face necesar gruparea lor dup diverse criterii, cum ar fi cel al cauzelor i fenomenelor care le-au generat. Aceste fenomene se pot mpri n dou mari categorii: fenomene aleatoare i fenomene cu caracter permanent sau cvasipermanent. Fenomenele aleatoare sunt acele evenimente cu caracter accidental; cum ar fi pot trsnetul i defectele care iau natere fie n elementele reelei (linii, cabluri, transformatoare, etc.), fie n instalaiile de la consumator. Fenomene permanente sau cvasipermanente apar pe perioade bine determinate i sunt generate de diferite echipamente instalate la utilizatorii de energie electric. Aceste aparate preiau curenii nesimetrici pe cele trei faze, absorb cureni a cror amplitudine variaz de o manier important sau a cror forma este mult diferita de cea sinusoidal. Perturbaiile continue (altele dect supratensiunile sau subtensiunile de lung durat) se manifest ca distorsiuni armonice. Sursele unor astfel de distorsiuni includ aparatura de comand n frecven variabil a turaiei motoarelor asincrone, redresoarele n punte, cuptoarele cu arc electric, aparatele de sudare, sursele nentreruptibile de alimentare cu energie electric (UPS), sursele de alimentare n comutaie ale echipamentelor de calcul, balasturile electronice ale lmpilor fluorescente, etc. Consumatorii care dein un numr mare de echipamente de tipul celor menionate mai nainte sunt cei mai predispui la apariia problemelor cauzate de distorsiuni armonice. Sursa acestui tip de probleme poate fi, deci, att n interiorul unitii consumatoare, ct i n exteriorul ei. n zilele noastre, toate receptoarele electrice, cu excepia, poate, doar a lmpilor cu incandescen i a aparatelor de nclzit echipate cu rezistene, produc armonici. Armonicile sunt definite ca fiind tensiuni sau cureni ale cror frecvene sunt un multiplu ntreg al frecvenei fundamentale. Pentru sistemele de alimentare a cror frecven de lucru este de 50 Hz, frecvenele armonicilor sunt 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, etc. Uzual, armonicile sunt definite prin ordinul lor, care reprezint multiplul fundamentalei la care aceasta se raporteaz. De exemplu, armonica a crei frecven este de 150 Hz este cunoscut ca fiind armonica a 3-a. n acest caz, unei perioade a fundamentalei, i corespund trei perioade ale armonicii. Dac multiplul ntreg al frecvenei fundamentale este impar, armonicile se numesc de ordin impar, n timp ce dac multiplul ntreg al frecvenei fundamentale este par, armonicile se numesc de ordin par. Marea majoritate a echipamentelor moderne produce armonici. Practic, orice aparat care conine un modul ce convertete energia electric alternativ n energie electric continu i invers, este considerat ca fiind un aparat care produce armonici. Cele mai rspndite echipamente de acest fel sunt calculatoarele electronice, sursele de alimentare nentreruptibile, receptoarele de televiziune, etc. Cea mai important consecin a apariiei armonicilor o constituie distorsionarea formei de und sinusoidale a tensiunii de alimentare. n general, problemele cauzate de apariia armonicilor pot fi grupate n dou mari categorii:

27

mailto:[email protected]


Efecte ale armonicilor asupra instalaiilor electrice i consumatorilor alimentai din acestea

Efecte ale armonicilor asupra sursei de alimentare cu energie electric Probleme armonice n cadrul instalaiei de alimentare cu energie electric Exist cteva arii de probleme comune, provocate de armonici. Printre cele mai des ntlnite efecte ale armonicilor asupra instalaiilor electrice i consumatorilor alimentai din acestea se numr:

Distorsionarea formei de und sinusoidale a tensiunii de alimentare; Zgomot la trecerea prin zero; Suprancrcarea cilor de curent, n special a conductoarelor de nul (datorit creterii

valorii efective a curentului, ca urmare a contribuiei armonicilor de curent); Supranclzirea transformatoarelor i a motoarelor cu inducie; Pierderi suplimentare prin efect pelicular; Solicitri suplimentare ale izolaiei electrice, ca urmare a supratensiunilor (dato-rate, n

special rezonanei); Creterea pierderilor de putere n elementele de reea (n conductoare, n materialele

magnetice i n dielectric); Funcionarea eronat a aparatelor de msur i protecie; Suprasolicitarea condensatoarelor de compensare a factorului de putere; Deranjamente n funcionarea ntreruptoarelor electromagnetice (declanarea

accidental a acestora); n ceea ce privete impactul armonicilor asupra sursei de alimentare, reglementrile internaionale n domeniu limiteaz sever aspectele de interferen dintre consumatori i reeaua public de alimentare cu energie electric. Datorit impedanei proprii a sistemului de alimentare, curenii armonici absorbii din aceasta de ctre un consumator oarecare vor produce distorsionarea formei de und sinusoidale a tensiunii de alimentare, cu consecine directe asupra tuturor celorlali consumatori alimentai din sistem de distribuie. Mai duntor este, ns, faptul c distorsiunile armonice pot fi injectate n reelele de nalt tensiune, prin intermediul transformatoarelor de distribuie. n acest mod, poluarea armonic poate fi rspndit pe o arie foarte mare. Probleme armonice ce afecteaz sursa de alimentare cu energie electric Regulamentele n vigoare impun ca nici un consumator s nu polueze armonic, peste o anumit limit, reeaua din care se alimenteaz. Deoarece sistemul de alimentare are impedan proprie, curenii armonici de generai de ctre receptoarele neliniare ale unui consumator oarecare vor provoca distorsionarea formei de und a tensiunii de alimentare i, implicit, apariia armonicilor de tensiune, care vor afecta pe toi consumatorii racordai n acel moment n aceeai reea de distribuie. Mai grav este faptul ca unele dintre distorsiunile armonice vor fi transferate prin intermediul transformatorului de distribuie n reele de medie sau chiar de nalt tensiune, propagndu-se, astfel, pe o scar foarte larg. Rezult, astfel, necesitatea studiului teoretic al acestor tipuri de semnale, un loc important ocupndu-l analiza Fourier a acestora

28


1. Descompunerea n serie Fourier a semnalelor nesinusoidale ( )ty Teoretic, oricrui semnal periodic i se poate asocia seria Fourier , adic orice

funcie periodic poate fi exprimat ca suma dintre o component continu i o infinitate de funcii armonice:

( )tfn

(4-1) ( ) [ ] NktksinBcosACtf1k

kk0n ++=

=

unde A0 este componenta continu (constant) a semnalului, iar Ak i BBk sunt coeficienii termenilor de ordinul k ai dezvoltrii n serie Fourier.

( )ty Expresia seriei aproximeaz semnalul cu att mai precis cu ct n este mai mare, iar intervalul de timp pe care este valabil aceasta estimare depinde de tipul semnalului.

2T =( ) ( )nTtyty += Daca semnalul este periodic , de perioada , i ndeplinete

anumite condiii, cum sunt, de exemplu, condiiile Dirichlet, i anume funcia (semnalul) s fie mrginit, neted (monoton) pe poriuni i cu un numr finit de discontinuiti de prima spe), atunci seria Fourier este convergent, iar suma ei coincide cu semnalul ( )ty( )tfn pentru orice , adic: Rt

(4-

2)

( ) [ ] ( )n 0 k kn k 1lim f t C A cos k t B sin k t y t k N

=

= + + =

( )tyn orice punct de continuitate t a semnalului , respectiv:

( ) ( ) ( )0 0n 0nx t 0 x t 0

lim f t2

+ + = , (4-

3) ( )tyn orice punct t de discontinuitate de spea I a semnalului . 0

Dac se fac notaiile:

2k2kk BAC += i

k

kk B

Aarctg= , (4-

4) n care Ck i k sunt amplitudinea i, respectiv, faza iniial a armonicii de ordinul k, atunci se deduce c semnalul periodic poate fi echivalat prin relaia: ( )ty

(4-

5)

( ) ( )

=

++=1k

kk0 tksinCCty

care reprezint forma canonic (compact) a seriei Fourier. Forma n complex a seriei Fourier se obine din forma complex a funciilor trigonometrice ( tksin ) ( )tkcos i, respectiv, :

( ) ( )tkjtkj eej2

1tksin = ( ) ( )tkjtkj ee21tkcos +=

( ) ( ) ( )

=

=

=

=

=

=

++

+=

=

+

++=

=+++=

1k

tkjkk

1k

tkjkk0

1k

tkjkk

1k

tkjkk0

1k

tkjtkjk

1k

tkjtkjk0

e2

BjAe2

BjAC

ej2

B2Ae

j2B

2AC

eej2

1Bee21ACty

29


Dac nsumarea se face dup , rezult forma n complex a seriei Fourier: k

( ) ZkeCe2

BjAe2

BjACtyk

tkjk

1

k

tkjkk1

k

tkjkk0 =

++

+=

=

=

=

(4-6)

( ) ( ) ==T

0

tkjjkk dtetyT

1ekjCC k n care (4-

7) kC Funcia este o funcie de variabil complex, care are modulul dependent de

frecven (denumit i amplitudine spectral) i argumentul dependent, de asemenea, de frecven.

( )kCC kk = Reprezentarea n funcie de frecven a modulului conduce la definirea spectrului de frecven al amplitudinilor (spectrul discret) iar reprezentarea argumentului

( ) kkk = , conduce la spectrul de frecven al fazelor iniiale. Expresiile (4-1) i (4-5) arat faptul c spectrul unui semnal periodic are un caracter discret, deoarece este constituit dintr-o sum de componente de frecvene distincte (0, , 2, 3,etc.). Componenta armonic corespunztoare lui 1n = se numete fundamental (armonic

de baz), avnd frecventa 2

f = , iar componentele corespunztoare lui se

numesc armonici superioare.

,3,2n =

Mrimile componente ale descompunerii evideniate prin relaia (4-2) au urmtoarele proprieti importante:

C este denumit component continu i se calculeaz ca valoare medie a funciei ;

0

( )ty armonica de ordinul 1 (k=1), numit i "armonica fundamental", are perioada egal cu

perioada funciei ; ( )ty armonicile superioare au frecvene multipli ntregi ai frecvenei de baz a funciei

periodice; amplitudinile armonicilor (C , A0 k i BBk) descresc spre zero atunci cnd frecvena tinde la

infinit. Ca o concluzie a posibilitii de exprimare a oricrei funcii periodice nesinusoidale ca sum dintre o component continu i o infinitate de funcii armonice, n exemplul n figura 1.1 este prezentat echivalena, bazat pe teorema superpoziiei, a dou situaii, aparent distincte. Astfel, avnd o surs de tensiune periodic nesinusoidal ( )ty , care alimenteaz un receptor de impedan Z (figura 1.1.a), situaia este echivalent cu aceea n care receptorul ar fi alimentat cu mai multe surse de tensiune sinusoidal, conectate n serie (figura 1.1.b), dintre care:

surs de tensiune continu avnd valoarea egal cu componenta continu; o infinitate de surse de tensiune electromotoare armonic (de frecvene , 2, 3,.

etc.) avnd amplitudinile egale cu valorile coeficienilor Ck i defazajele corespunztoare.

Pot fi determinate, astfel valorile componente ale curentului din circuit: o component de curent continuu plus cureni armonici datorai tuturor surselor armonice. Conform reciprocei teoremei Fourier, prin nsumarea tuturor acestor componente determinate, va rezulta tot o form de variaie n timp cu perioada de baz egal cu perioada de baz T0 a tensiunii . ( )ty

30


n aplicaiile practice, numrul armonicilor superioare semnificative este limitat, astfel ca dezvoltarea n serie Fourier a mrimilor periodice nesinusoidale conine un numr finit de

termeni. De cele mai multe ori, se consider suficient analiza armonicilor de ordin pn la 51 iar, cel mai adeseori, numrul acestora scade chiar pn la ordinul 21. Problema care se pune este

determinarea coeficienilor C0, Ak i BBk, respectiv a amplitudinii Ck i a fazei iniiale

~

~~

~

0C

( )nn tnsinC +

( )33 t3sinC +

( )22 t2sinC +

( )11 tsinC +

Z~( )ty Z

( )ti ( )ti

Fig. 1.1

a) b)

k. Rezolvarea ine seama de urmtoarele relaii cunoscute:

(4-

8)

0dttksinT

0

= 0dttkcosT

0

=

( ) ( )[ ]

=

=+=

npentru2T

npentru0dttkcostkcos

21dttsintksin

T

0

T

0

(4-

9)

( ) ( )[ ]

=

=++=

npentru2T

npentru0dttkcostkcos

21dttcostkcos

T

0

T

0

(4-10)

( ) ( )[ ] 0dttksintksin21dttcostksin

T

0

T

0

=++= (4-11) cu care, din relaia (4-1), se obine:

( ) ( ) TB21dttkcostyTA

21dttksinty n

T

0n

T

0

== (4-12) din care rezult valorile coeficienilor C , A0 k i BBk,:

( )=T

00 dttyT

1C ( )=T

0k dttkcostyT

2A ( )=T

0k dttksintyT

2B (4-13)

Coeficienii din relaiile (4-13) pot fi exprimai i sub form polar (figura 1.2), rezultnd:

31


[ ]tksincostkcossinBA

tksinBA

BtkcosBA

ABA

BAtksinBtkcosABAtksinBtkcosA

kk2k

2k

2k

2k

k2k

2k

k2k

2k

2k

2k

kk2k

2kkk

++=

=

++

++=

=+

++=+

Fig. 1.2 [ ]tksincostkcossinBAtksinBtkcosA kk2k2kkk ++=+ (4-14)

2k

2k

kk2

k2k

kk

BABcos

BAAsin

+=

+= n care

Aplicnd relaiei (4-8) identitatea trigonometric cunoscut ( ) sincoscossinsin +=+ , rezult:

( )k2k2kkk tksinBAtksinBtkcosA ++=+ (4-15)

k

k

k

kk B

Acossintg ==

n care

2. Calculul coeficienilor Fourier pentru cazuri particulare ale formelor de semnal Dac semnalul este simetric, aceasta uureaz considerabil calculul coeficienilor Fourier, mai ales dac acesta se face pentru o semiperioad. Cele mai des ntlnite tipuri de simetrie sunt prezentate sintetic n tabelul 1.1. Tabelul 1.1

Dezvoltare n serie Fourier (trigonometric) Tipul de simetrie Definiie

Funcie par, care satisface condiia

( )tfSimetrie par (sinusoidal)

Serie trigonometric ce conine numai termeni n cosinus ( ) ( )tftf =

Funcie impar, care satisface condiia

( )tf Serie trigonometric ce conine numai termeni n sinus

Simetrie impar (cosinusoidal) ( ) ( )tftf =

Funcie care satisface condiia ( )tfSimetrie de semiund ( )

=

2tyty

Funcie impar, cu simetrie de semiund, care satisface condiia

( )tfSimetrie par

(sinusoidal) de sfert de und

Serie trigonometric ce conine numai termeni impari n sinus ( )

+=

2Ttftf

Funcie par, cu simetrie de semiund, care satisface condiia

( )tfSimetrie impar

(cosinusoidal) de sfert de und

Serie trigonometric ce conine numai termeni impari n

cosinus ( )

+=

2Ttftf

Aceste tipuri de semnale vor fi analizate n detaliu n cele ce urmeaz

32


2.1 Simetrie impar Dac funcia este impar, aceasta satisface relaiile ( )ty ( ) ( ) (tytTyty = )= . n aceste condiii, pornind de la relaia (4-2), se obine:

( ) [ ] [ ]

=

=

=

=

=

=+=

++=

1kk

1kk0

1kkk0

1kkk0

tksinBtkcosAC

tksinBtkcosACtksinBtkcosACty

( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]

=

=

=

=

=

+=

=++=++=

1kk

1kk0

1kk

1kk0

1kkk0

tksinBtkcosAC


i, prin impunerea condiiei de imparitate, rezult:

( )[ ] ( )[ ]

( )[ ] ( )[ ]

( )

=

=

=

=

=

=

=

=

===

+

=+

1kk

1kk0

1kk0

1kk

1kk0

1kk

1kk0

tksinBty

0tkcosA;0C0tkcosAC2

tksinBtkcosACtksinBtkcosAC

Acelai rezultat se obine i prin impunerea condiiei de imparitate n relaiile (4-4), (4-5) i (4-7):

( ) 0dttyT1C i

T

00 == ( ) 0dttkcostyT

2AT

0k == ,

iar forma canonic (4-5) a dezvoltrii n serie Fourier devine:

( ) ( ) ==2

T

0

T

0k dttksintyT

4dttksintyT2B cu ( )

=

=1k

k tksinBty (4-16)

deoarece k2k

2k

2kk BBBAC , 00arctgB

0arctgBAarctg

kk

kk ==== ==+=

n figura 1.3 sunt prezentate cteva forme de und care prezint proprietatea de imparitate.

Fig. 1.3. Exemple de forme de und care prezint simetrie impar

33


2.2 Simetrie par Dac funcia este par, ea are graficul simetric fa de axa ordonatelor, satisfcnd condiia

( )ty( ) ( ) (tytTyty = )= . n aceste condiii, pornind de la relaia (4-2), se obine:

y ( ) [ ] [ ] [

=

=

=

++=++=1k

k1k

k01k

kk0 tksinBtkcosACtksinBtkcosACt ]

]

( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]

[ ] [ ]

=

=

=

=

=

+=

=++=++=

1kk

1kk0

1kk

1kk0

1kkk0

tksinBtkcosAC


i, prin impunerea condiiei de paritate, rezult:

[ ] [ ] [ ] [

[ ] [ ]

( ) [ ]

=

=

=

=

=

=

=

+=

==

+=++

1kk0

k1k

k1k

k

1kk

1kk0

1kk

1kk0

tkcosACty

0BtksinBtksinB

tksinBtkcosACtksinBtkcosAC

Acelai rezultat se obine i prin impunerea condiiei de paritate n relaiile (4-4), (4-5) i (4-7):

( ) 0dttksintyT2B

T

0k == k2k2k2kk AABA , C ==+=

tkcos2

tksin =

+

2arctg

0Aarctg

BAarctg k

k

kk

====

iar forma compact (4-5) a seriei Fourier devine:

( ) ( ) ==2

T

0

T

0k dttkcostyT

4dttkcostyT2A y cu ( )

=

+=1k

k0 tkcosACt (4-

17) n figura 1.4 sunt prezentate cteva forme de und care prezint simetrie impar.

Fig. 1.4. Exemple de forme de und care prezint simetrie par

34


2.3 Simetrie de semiund

( )

=

2tyty ( )ty Dac funcia ndeplinete condiia , atunci ea este alternativ

simetric sau se mai spune c prezint simetrie de semiund. n aceste condiii, pornind de la relaia (4-2), se obine:

( )y [ ] [ ] [

=

=

=

++=++=1k

k1k

k01k

kk0 tksinBtkcosACtksinBtkcosACt ]

=

=

=

=

=

=

=

=

+

+

+=

+

+

+=

+

+=

1kk

1kk0

1kk

1kk0

1kk

1kk0

1kkk0

tkcosBtksinAC2

sintkcos2

costksinB

2sintksin

2costkcosAC

2tkksinB

2tkcosAC

2tksinB

2tkcosAC

2ty

i, prin impunerea condiiei de simetrie de semiund, rezult:

+C

=

=

=

=

=+1k

k1k

k01k

k1k

k0 tkcosBtksinACtksinBtkcosA

( ) 0dttyT1C

T

00 == de unde rezult c , iar amplitudinile de ordin par A2k (A2, A , A4 6, ...) i

B ( )tyB2k (B2, B , B6, ) sunt nule. n aceasta situaie, funcia conine numai armonici impare. B4B B Prin descompunerea ei n armonici, rezult numai armonicile de ordin impar n sinus:

y , (k = 1, 3, 5, .) (4-

18)

( )

=

=1k

k tksinCt

( ) ( ) ==2

T

0

T

0k dttkcostyT

4dttkcostyT2n care: A , (k = 1, 3, 5, .) i

( ) ( ) = =A , (k = 1, 3, 5, .) 2

T

0

T

0k dttksintyT

4dttksintyT2

de semiund. n figura 1.5 sunt prezentate cteva forme de und care prezint proprietatea de simetrie

Fig. 1.5. Exemple de forme de und care prezint simetrie de semiund

35


n figura 1.6 sunt prezentate cteva dintre cele mai des ntlnite semnale electrice

Bibliografie

periodice, pentru care s-au calculat coeficienii dezvoltrii n serie Fourier.

M., Conecini I.: Calitatea energiei electrice, Editura Tehnic, 1997 ura AGIR, 2000

k0Bk0A

AC

k

k

0

==

=

Semnal constant

k0B1k0A

AA0C

k

k

1

0

==

==

Semnal sinusoidal 1k0B

ABk0A

0C

k

1

k

0

==

==

Semnal dinte de fierstru

kkAB

k0A2AC

k

k

0

=

=

=

Semnal triunghiular

( )

k0Bpark0

imparkn

A8A

0C

k

2k

0

=

=

=

Semnal dreptunghiular k0B

TFksin

kA2A

TAFC

k

k

0

=

=

=

Semnal ptratic

=

==

park0

imparkn

A4B

k0A0C

k

k

0

Semnal parabolic

( )

=

==

park0

impkk

A32B

k0A0C

3k

k

0

( )

1k0B

1k2AB

park0

imparkn1

A2A

AC

k

k

2k

0

=

==

=

=

Fig. 1.6. Valorile coeficienilor Fourier pentru cteva tipuri particulare de semnale periodice

( )k0B

parkn1

A4impark0

A

A2C

k

2k

0

=

=

=

Semnal sinusoidal redresat bialternan

Semnal cosinusoidal Semnal sinusoidal redresat

] Iordache [1[2] Iordache M, Chiu I., Costina S.: Controlul calitii energiei electrice, Edit[3] Darie S.: Aspecte privind calitatea energiei electrice http://bavaria.utcluj.ro/~picas/edsa7.pdf

36


IMM SI CONSUMUL DE ENERGIE ELECTRICA IN PERSPECTIVA INTRARII IN UNIUNEA EUROPEANA

Prof. dr. ing. Ion Iordnescu UPB

1. Afacerile IMM si cerintele economiei de piata Orice activitate umana necesita intr-o prima etapa, de pregatire, o preocupare de

organizare corespunzatoare, in functie de specificul unitatii respective. In aceasta etapa viitorul patron sau manager, prin masurile pe care le ia urmareste realizarea scopului de a asigura intr-un timp cat mai scurt, dupa intrarea in functiune a unitatii productive, un profit cat mai bun, utilizand procese tehnologice performante si competitive, precum si forta de munca bine pregatita profesional. Asigurarea unei afaceri printr-o eficienta ridicata a intregii activitati, consta in realizarea, in diferite etape de functionare a scopului urmarit, prin indeplinirea cerintelor obiective si generale ale economiei de piata. Aceasta depinde intr-o masura foarte mare de competenta profesionala si manageriala, precum si de experienta fiecarui patron in urmarirea propriului interes. Semnalul asupra reusitei realizate este dat de pozitia intreprinderii respective fata de celelalte cu profil similar in competitia de pe piata. Pozitia relativa din topul respectiv se poate schimba insa permanent, fie in sens pozitiv, asigurand o stabilitate mai mare pe piata, fie in sens negativ si in acest caz, putandu-se ajunge, mai devreme sau mai tarziu, chiar la faliment, situatie extrema, pe care fiecare patron se lupta sa o evite.

Evolutia pe piata a fiecarei unitati economice depinde de complexul de masuri pe care managerul, respectiv patronul, le aplica permanent, prin monitorizarea si reglarea ponderii fiecareia in procesul de productie, in functie de evolutia rezultatelor obtinute. Sub acest aspect orice intreprinzator constient, care acorda atentia corespunzatoare fiecarei masuri privind cheltuelile de productie si urmaririi permanente a acestora pentru asigurarea bunului mers al afacerilor, practic nu are liniste.

In tara noastra toate aceste aspecte cu caracter general dar si strict individual, privind existenta si mentinerea pe piata a fiecarei intreprinderi, se poate afirma, ca au caracter de relativa noutate si experimentare. Aceasta deoarece numai de la inceputul deceniului trecut, respectiv ultimul al secolului 20, au aparut si la noi, cu multe ezitari dar si curaj, primele unitati economice specifice economiei de piata si anume intreprinderile mici si mijlocii (IMM) si deci se poate afirma ca nu au inca maturitatea si stabilitatea caracteristice unei economii de piata pe deplin functionala. Cele peste 400.000 de IMM-uri in functiune in prezent in tara noastra, care contribuie deja, dupa afirmatii oficiale, la realizarea a circa 70% din PIB, reprezinta un progres important in patrunderea tarii noastre in economia de piata. Exista insa foarte mult loc de crestere numerica si de consolidare in continuare a acestora, mai ales daca se tine seama de faptul ca acest tip de intreprinderi, care iau locul marei industrii de stat, in continua si rapida descrestere, reprezinta coloana vertebrala si deci esenta si viitorul economiei de piata si in tara noastra. O confirmare in acest sens o constituie, situatia existenta in toate tarile capitaliste, in diferite stadii de dezvoltare si ca exemplu, se mentioneaza cazul Angliei, in care IMM-urile depasisera inca inainte de anul 2000, numarul de 4 milioane.

2. Cheltuielile de productie, factor important in afacerile IMM Scopul principal catre care tinde fiecare patron sau manager de intreprindere, respectiv

cel al unei eficiente cat mai ridicate a activitatii si deci afaceri cat mai profitabile, se

37


realizeaza prin reducerea in masura cat mai mare si permanenta a tuturor cheltuelilor de productie. Aceasta actiune este dificila, intrucat natura cheltuielilor este in multe cazuri complexa, ca si ponderea lor in costul unitatii de produs realizat, care constituie factorul decisiv in competitia pe piata a fiecarui intreprinzator si a carei reducere trebuie urmarita perm

Documents

A 41-a Conferinta de Instalatii Electrice si Automatizari organizata