Actionari electrice

Embed Size (px)

Text of Actionari electrice

CAP.12. ACIONRI ELECTRICEAcionarea electric nseamn comandarea mecanismelor (a utilajelor) cu ajutorul energiei electrice. Formele primitive de de acionare au fost: manual sau cu piciorul i animal. Au urmat apoi roata de vnt i roata hidraulic, maina cu aburi, motorul cu ardere intern i motorul electric.Acionarea electric a fost impulsionat n urma introducerii curentului alternativ, datorit marilor avantaje ale acestuia n transportul i distribuia energiei electrice.Iniial s-a folosit acionarea electric pe grup (de la un motor, prin transmisii cucurele, seantrenaumai multemecanisme), actualmente exist numai acionare individual4, care prezint multiple avantaje i care duce la o cretere a productivitii muncii, la o reducere a preului de cost i la o ridicare a calitii produciei.Perfecionarea acionrii electrice, prin folosirea pe scar din ce n cemai mareacomenzilor automate, acreat posibilitateaautomatizrii proceselor tehnologice, ridicnd indicii tehnico-economici ai produciei.12.1.Bazele dinamicii mecanismelor acionate electricPrincipalele elemente ale unei acionri electrice pot fi reprezentate schematic n fig.12.1.1, n care:I reprezint motorul electric de acionare;II mecanismul executor;III masele totale de inerie;a panou de aparate electrice;b post de comand;I II III a b Fig.12.1.1Motorul electric primete energia electric i este comandat de partea pur electric a acionrii (a i b);Piesele n micare ale agregatului mecanic nmagazineaz i cedeazenergiecinetic, intervenindnlegilemicrii prininerialor. Pentru mrirea capacitii de acumulare i de cedare a energiei cinetice, la unele acionri electrice se adaug o mas de inerie suplimentar sub forma unui volant.La stabilirearegimului de micare a agregatului mecanic intervin, ingeneral trei cupluri corespunzatoareelementelor I, II si III dinfig. 12.1.1 :- cuplul motor dezvoltat de motorul electric;- cuplul rezistent dezvoltat de mecanismul executor;- cuplul dinamic prin care masele de inertie se opun schimbarilor de viteza.Suma algebrica a acestor trei cupluri trebuie sa fie totdeauna nula, adica se poate scrie relatia :M Mr Md = 0, Cuplul motor al motoarelor electrice poate fi de mai multe feluri si anume:a) Cuplul motor constant. Infunctionareanormala, motoarele electrice nu dezvolta cuplu constant la arbore, adica independent de viteza si de pozitia relativa intre campul statoric si campul rotoric. Totusi se admite uneori ca motorul dezvolta un cuplu constant (de exemplu, in cazul unui sistem de comanda automata care mentine cuplul constant, indifferent de variatiile altor parametri ).b) Cuplul motor dependent devitezaunghiulara .Laomare parte din motoare cuplul variaza in functie de viteza rotorului (la motoarele de c.c. si la cele asincrone cu sau fara colector). La aceste motoare,ca sa existe cuplu motor este necesar sa existeovitezarelativaintreinfasurareaindusuluisicampul magnetic inductor (resultant) al masinii. c) Cuplul motor dependent de unghi . Viteza de rotatie a motorului este constanta si independenta de sarcina(cazul motoarelor sincrone; cuplul motor se produce datorita decalarii polilor campului rotoric de polii campului statoric). Cuplul motor la arbore este dependent de unghiul de decalaj dintreaxapolilor campului rotoricsi axapolilor denume contrar al campului magneticinvartitor statoric, vitezelede rotatie fiind aceleasi. In ceea ce priveste variatia turatiei in functie de momentul cuplului motor,motoarele electriceprezinta trei tipuri de caracteristici: caracteristicatipderivatie(curba1fig. 12.1.2), caracteristicatipserie (curba 2) si caracteristica rigida (curbe 3).Caracteristictipderivaieaumotoareledec.c. cuexcitaien derivaie, motoarelele asincrone trifazate i motoarele de c.a. cu colector; aceste motoare sunt indicate a fi utilizate n cazul acionrilor la care se cere ovitez aproximativconstant nfuncie de sarcin i nusunt indicate pentru acionrile unde se ivesc suprasarcini.Caracteristic tip serie au motoarele seriede c.c., motoarele seriede c.a. trifazat i monofazat cucolector i motoarele cu repulsie. Aceste motoare sunt utilizate laacionrile cusarcini variabile (la mainile de ridicat) i la acionrile unde se cere un cuplu mare de pornire pentru accelerarea maselor (mecanisme de transport, traciune electric etc.).Caracteristic rigid au motoarele sincrone, la care turaia motorului nu variaz cu sarcina motorului. Aceste motoare sunt utilizate n acionrile la care turaia trebuie meninut constant, indiferent de sarcin.Cuplulrezistentdelaarborelemotorului depinde demainade lucru antrenat. Cuplul rezistent constant independent de turaie se ntlnete la mainile de ridicat i la mainile unelte (strunguri, maini de gurit, etc.). n acest caz puterea este proporional cu turaia:30 n MM P [W],(12.1.1)Caracteristicile n(M) i n(P) sunt reprezentate nfig.12.1.3 a i b prin curba1.n[rot/min]M[Nm]123Fig.12.1.2nM12345Pn15243a) b)Fig.12.1.3Cuplul rezistent variabil n funcie de viteza de roataie se ntlnete la toate acionrile la care trebuie nvins rezistena aerului sau a unuilichid.n acest caz cuplul rezistent este proporional cu ptratul vitezei de rotaie. Caracteristicile n(M) i n(P) sunt reprezentate n fig 318a i b prin curba 2. Relaiile corespunztoare sunt:2) (ii rnnM M si2 230

,_

,_

iiiinnPnn n MP,n care Mi i Pi sunt momentul cuplului respectiv puterea la turaia ni . n general, pe lng cuplul rezistent proporional cu turaia mai intervine un cuplu constant dat de frecrile din motor i mecanismul antrenat la mers n gol. Curbele 3 din fig 12.1.3a i b reprezint variaia n(M) i n(P) pentru acest caz, iar relaiile sunt: 2

,_

+ ii o rnnM M Mi 11]1

,_

+230ii onnM MnP,Un caz rar ntlnit n practic este cuplul rezistent proporional cu viteza de rotaie. Curbele 4 din fig 12.1.3 a i b reprezint variaia n(M) i n(P) pentru acest caz, iar relaiile respective sunt:ii rnnM M i iinn n MP 30,Un alt caz care mai poate fi ntlnit n practic este i cel corespunztor micorrii cuplului odat cu creterea vitezei de rotaie( la mainiledenfurat suluridetabl, hrtie, etc. vitezamaterialului de traciunei foradetraciunesuntconstante, independentde diametrul sulului i deci viteza de rotaie scade odat cu creterea diametrului, iar cuplul rezistent crete). Curbele 5 din figura 12.1.3 a i b dau variaia n(M) i n(P) pentru acest caz, iar relaiile corespunztoare sunt:nnM Mii ri.30constn MPi i,Cuplul rezistent variabil n funcie de unghiul de rotaie, se ntlnete la toate mainile de lucru cu pistoane (pompe, compresoare cu pistoane etc.); la acestea Mr este o funcie periodic a unghiului arborelui. nacest cazcuplul Mrsepoatedescompunentr-uncuplumediuMm cruia i se suprapune un cuplu alternativ.12.2. Alegerea tipului de motor electricFuncionare n condiii optime a agregatului de producie depinde de alegerea just a motorului electric care s antreneze agrgatul respectiv.Alegerea tipului de motor electric se face n aa fel nct caracteristica sa mecanic s corespund caracteristicii mecanice a mainii de lucru pe care o antreneaz. n aceast privin sunt trei categorii de motoare electrice i anume:1. cu vitez riguros constant i independent de sarcin; din aceast categorie fac parte motoarele sincrone i motoarele de c.c. cu excitaie mixt;2. cuvitezvariindpuincusarcina(cucaracteristic tip derivaie);3. cu vitez variind mult cu sarcina(cu caracteristic serie).n majoritatea cazurilor, mainile unelte necesit motoare cu caracteristic tip derivaie (motoarele asincrone trifazate). Se recomand alegerea motoarelor de c.a. ntruct cele de c.c. necesit instalaii suplimentare pentru redresarea c.a..Laalegereamotoruluitrebuie sse inseamai de condiiile mediului ambiant n care trebuie s se lucreze, alegndu-se tipul constructiv prevzut cu protecia necesar. n privina proteciei motoarelor electricefademediul exterior, existurmtoareletipuri constructive: motoare deschise; motoare protejate sau seminchise; motoare nchise.Motoarele de tip deschisau elemente conductoare de curent ca: perii, inele colectoare etc., fr protecie special. Asemenea motoare au o bun racire, sunt mai uoare i mai ieftine. Au dezavantajul c nu pot fi folosite nlocurile delucruncare seafl corpuri mrunte, praf i murdrie care ar putea s intre n corpul mainii.Motoarele de tip protejat sau seminchis sunt construite n asa fel nct s se evite ptrundereaobiectelorstrine ninteriorul masinii; n schimb poate intra n main, aerul, praful, umezeala i orice gaz. Aerul de rcire intr i iese prin mici orificii,restul motorului fiind complect nchis. Printr-odirijarebunacurentului deaer, acestemotoareauo bun ventilaie. Acest tip de motor este cel mai rspndit.Motoarele de tip nchissunt protejate contra prafului, a gazelor i a umiditii. Ele pot fi simplu nchise, capsulate i protejate contra exploziilor.Motoarelesimplu nchiseau organele n miscare,nfurrile i elementele conductoare de curent nchise fa de mediul exterior n care se afl maina.Motoarele capsulate sunt nchise ermetic, corpul lor fiind separat etan fa de mediul nconjurtor. Motorul poate fi scufundat complet n apa timp de 4 ore, fr ca apa s ptrund n interior.Motoarele protejate contra exploziilor sunt astfel construite nct sreziste, ncazuluneiexplozii degazen interiorul mainiiisnu transmit flacra gazului n exterior.La toate tipurile de maini nchise rcirea se face prin carcas care este prevzut cunervuri radiale. nunele cazuri motorul are si un ventilator exterior, acoperit cuuncapaclateral, careusureazrcirea. Racirea acestor motoare fcndu-se mai greu, gabaritul lor este mai mare i preul de cost este mai mare dect la alte tipuri de aceeai putere.Tipurile constructive privind protecia contra atingerii i ptrunderii lichidelor sunt standardizate prinSTAS625-71 i STAS 5325-70. Tipurile normale de protecie sunt simbolizate prin literele I.P. urmate de dou cifre. Prima cifr indic tipul de protecie contra atingerii iptrunderii corpurilor strine, iara doua cifr caracterizeaz tipul de proteciecontralichidelor. Sunt standardizateasegradedeprostecie contra atingerilor i ptrunderii corpurilor strine i opt grade de protecie contra lichidelor. Combinaiile celor dou categorii de grade de protecie sunt n practic mult mai reduse dect possibilitile teoretice. Mai uzuale sunt urmtoarele combinaii:-IP20 i IP23 pentru utilizri n ncperi nchise, fra praf;-IP44 i IP54 pentru utilizri n hale de producie cu praf;-IP56 i IP67 pentru maini navale.Menionm c se construiesc maini electrice cu protecii speciale (de ex. De tip antigrizutos).Pentru diferite tipuri de motoare privind: principiul de funcionare, varianta constructiv, varianta de mediu, etc., exist o gam mai larg de caracteristici mecanice. n instalaiile de utilizare a energiei electrice intereseaz n mod deosebit puterea i turaia nominal a motorului. Motoareleelectricedeunanumit tipseconstruiescpentru anumiteputeri i turaii standardizate, formndserii unitaredemaini electrice.Vomartactevaseriiunitaredemotoareelectricefabricaten ar.-motoare asincrone trifazatecu rotorul n scurtcircuit de uz general- simbol ASI, protecir IP44, IP54, IP55(caracteristicile sunt prevzute n STAS 1764-70). Gamele de puteri , parametrii i dimensiunileacestormotoaresedauncataloageledemaini electrice sau n ndreptarele de proiectare.-motoarele asincrone trifazate cu rotorul bobinat, de uz general, simbol AFI, cu protecie IP44, pentrumediu normal (caracteristicile fundamentale sunt date n STAS 1764-70).-mainile sincrone(motoarele i generatoarele) au simbolul MS, urmaat de I- protecie IP22; O-protecie IP00; A-protecie IP23.- motoaarele de c.c., din seria pentru uz general, au simbolul Ci sau Ce, i sunt construite pentru protecia IP23, IP44 sau IP55.n afara acestor motoare se mai construiesc diferite maini de c.c. (generatoare i motoare) pentru anumite aaplicaii industriale saucu anumite particulariti ale caracteristicilor (de exemplu motoare cu frn electromagneticpentruinstalaiilederidicat, motoarecureglaj foarte larg aal turaiei, grupuri generator-motor, generatoare de c.c. antrenate de motoare asincronetrifaazate destinate sudrii electrice, maini pentru traciune electric etc.)12.3. Alegerea puterii motorului electricAlegerea corect aputerii motorului electric areoimportan deosebit. Subdimensionarea motorului electric duce la supranclzirea i deci deteriorarearapidaizolaiei. Cuplul de pornire i capacitateade suprancrcare pot fi prea mici, de unde poate rezulta reducerea productivitii utilajelor, n special n cazul pornirilor dese. Supradimensionarea motorului duce la sporirea inutil a cheltuielilor de investiie, la reducerea randamentului i n cazul motoarelor asincrone, la reducerea factorului de putere, ceea ce atrage o cretere a costului energieri electrice, respective alte cheltuieli de investiie pentru ameliorarea factorului de putere.n general, n practic, se observ tendina de a supradimensiona motoarele, fiedinlipsadedatesuficienteasupracaracteristicilor sau randamentelor utilajelor antrenate, fie din grija de a evita suprancrcarea, chiar temporar a motoarelor.Criteriul principal care trebuie luat n considerare, pentru alegerea corect a puterii motoarelor este nclzirea acestora. Pierderile de energie inerente funcionrii oricrei maini electrice provoac solicitri termice aleizolaiei electrice, scurtndduratadeserviciu. Duratade funcionare normal considerat 20-25 ani, corespunde unor temperature limit, dependente de cele apte clase de izolaie: Y(900)C, A(1050C),E sauAB(1200C),B(1300C),F(1550C),H sau CB(1800C). Pentru izolaia de clas A ( celuloz, mtase, lemn cu lacuri i uleiuri) durata de serviciu (medie statistic) scade la jumtate pentrufiecare cretere cu80Ca temperaturii izolaiei. Rezult de aici importana deosebit a mbuntirii transmisiei cldurii prin micorarea temperaturii izolaiei i a cunoaterii procesului de nclzire i rcire prin analiza solicitrii termice din timpul funcionrii.n afar de nclzire, motoarele trebuie verificate i din punct de vedre al cuplului de pornire i al capacitii de suprancrcare, n funcie de caracteristicile mainilor de lucru i regimul tehnologic.nclzireai rcireamainilor electricesetrateazconsidernd mainaomogendinpuct devederetermic. Notndcu(nclzirea maiii) diferena dintre temperature mainii i cea a mediului ambient, curbele care reprezint variaia n timp a nclzirii i respective a rcirii mainii, adic variaia (t), sunt date n fig, 319a i b unde areprezint nclzirea admisibil n regimpermanent io valoarea iniial a diferenei de temperatur.Pentru mainile electrice normale, alegerea solicitrilor normale i calculul de nclzire- rcire se face n ipoteza unei temperature a mediului ambient de maximum 400C.Pentru a defini ncrcarea unei maini (STAS 1893-73), n concordan cu recomandrile CEI (Comisiei electrotehnice internaional), seintroducenoiuniledereegimdefuncionarei de serviciu tip.Regimul este dat de ansamblul de valori numerice ale mrimilor electricei mecanicecarecaracterizeazfuncionareamainii electrice. ta0t0p2a)b)Fig.12.3.1Regimul nominal corespunde deci, funcionrii mainii cu valorile numerice ale parametrilor numerici egale cu cele nominale. n funionareasaomainelectricpoatetreceprinmai multeregimuri, ncepnd cu regimul de mers n gol, regimuri sinusoidale, regimuri nominale, regimuri de suprasarcin (supranominale) i regimuri de scurtcircuit. Noiunea de regim caracterizeaz funionarea mainii la un moment dat.Pentru a defini ncrcarea n timp unei maini elcetrice s-a introdusnoiuneade serviciu, careprecizeazsuccesiuneaiduratade meninere a regimurilor.Serviciul nominal de funionare a unei maini este caracterizat de valorile numerice ale parametrilor mainii stabilite de productor i nscrise pe etichet, iar serviciul tip, carcterizat printr-o succesiune normalizat a unor regimuri specifice.Serviciile tip ale mainilor electrice sunt n numr de opt i sunt strnslegatederegimul termical mainii. Serviciiletipmai frecvent ntlnite n practic sun urmtoarele:Serviciul continuu S1, care corespunde funionrii mainii cu o sarcina constant, un timp suficient de mare n care temperature de regim este atins rar fr a se depi limita adimisibil.Serviciul de scurt durat S2, corespunde funcionrii manii cu o sarcin constant un timp determinat, mai mic dect cel necesar pentru atingerea temperaturii de regim, urmat deun repaus sufficient pentrucamainas serceascpnla temperature mediului ambient. Curbele P(t)i(t) sunt date n fig. 12.3.2.Fig.12.3.2IncalzireRepaustPPTtServiciul intermitent S3, corespunde funionrii mainii dintr-o succesiune de cicluri identice, fiecare coninnd un timp de funcionare cu o sarcin constant i un timp de repaus. La acest serviciu se definete noiunea de ciclu corespunztor unei perioade de funcionare a mainii, urmat de o perioad de repaus. Durata ciclului se consider 10 minute, dac nu se dau alte indicaii. Temperature mainii n perioada de lucru nu depete valoarea temperaturii de regim, iar n timpul perioadei de repaus maina se rcete pn la temperatura apropiat de cea a mediului ambient. Curbele P(t) i (t) sunt date n fig. 12.3.3.Dac tl reprezint intervalul de timp corespunztor funcionrii n sarcin a mainii i T, durata ciclului, atunci raportul:% 100 ). ( DATtlpoart numele de durat relativ deacionare. Valorile standardizate pentru DA sunt: 15, 25, 40 i 60 % la T= 10 minute.Determinareaputerii motorului deacionareamecanismelor cu sarcini constante (serviciu tip S1) se face n felul urmtor:Cunoscnd cuplul maxim de durat cerut de mecanismul antrenat i viteza necesar se calculeaz puterea maxim cerut P0 max, folosind relaia (12.1.1) i innd cont de randamentul transmisieitr, se calculeaz puterea mecanic necesar la arboreal motorului. Se allege din cataloagele cu puteri nominale ale motoarelor valorea imediat superioar Pn Pc max/tr. Pentru regimul de pronire, cnd momentul cuplului motortrebuiesfie mai maredect al cuplului rezistent cuvaloareamomentului cuplului pRtCicluRepaosIncarcarettptpFig.12.3.3dinamic, nuapar solicitri termice excessive datorit duratei relative scurte a pornirii n raport cu constanta de timp a nclzirii.n cazul serviciului de durat cu sarcin variabil, n care sarcina iavalorileP1, P2,P3, , Pnnintervaleledetimpt1,t2,t3,, tn(fig. 12.3.4), alegerea puterii motorului se face aplicnd fie metoda pierderilor medii, fie metoda curentului echivalent, cuplului echivalent i puterii echivalente.Metoda pierderilor medii, const n alegerea pentru nceput, a unui motor cu putere nominal de 1,1 + 1,6 ori puterea medie a diagramei de sarcin P(t) (fig. 12.3.4). Cu ajutorul curbei randamentului motorului ales se calculeaz pierderile de putere Pi pentru fiecare interval t1, t2, t3, , tn folosind relaia:iPPP 111Secalculeazapoi pierderiledeputeremedieechivalentePe proporionale cu cantitatea de cldur mediedin main,folosind relaia:,11 niinii iett PP (12.1.3)AcestepierderiPesecomparcucelenominaleale motorului Pn .Dac rezult Pe>=Pn se consider c alegerea puterii nominale a fost bine fcut , n cazul contrar se calculeaz din nou Pepentru noul motor ales .ptp1p2p3p4pntt1t2t3t4tnFig.12.3.4Urmeaz apoi verificarea la cuplurile de pornire ,la suprasarcin precumi verificarea nclzirii la suprasarcin .Pentru verificarea la suprasarcin se considercea mai mare valoare a puterii din diagrama de sarcin i se determin coeficientul de suprasarcin Pmax/Pn,care trebuie s fie5 . 2 8 . 1 la motoarele asincrone trifazate .Dac nu se respect aceast condiie se alege un motor cu Pn mai mare dect puterea luat iniial .Determinarea puterii motorului de acionare a mecanismelor pentru serviciu intermitentse poate face fie alegnd un motor construit pentruserviciucontinuu(DA=100%), fiealegndunmotor construit special pentru serviciu intermitent .In primul caz calculul se face n mod analog ca la serviciu continuucusarcinconstantsaucusarcinvariabil(folosindrelatia (257), facndu-se i verificarea la suprasarcin .Dacseadoptunmotor construit pentruserviciuintermitent, puterea motorului se alege pentru o anumit duratrelativ de acionare DA1. DacduratarelativdeacionarearenrealitatevaloareaDA2, diferit de valoarea standardizat DA1, puterea nominal a motorului se deduce din relaia :211 2DADAP Pin care P1 reprezint puterea rezultat iniil, din calcule, corespunztoare lui DA1 .Motorul de putere Pn se alege din seria adoptat (cu durat activ DA1), puterea standardizat imediat superioar valorii obinute prin calcul.Alegereaputerii motorului pentruserviciudescurtduratcu sarcin constant sau variabil n timpul duratei active, se face adoptnd un motor construit anume pentru serviciu de scurt durat sau un motor construit pentru serviciu continuu.In cazul alegerii unui motor construit pentru serviciu continuu(DA=100%) - aceast situaie este aplicat cel mai frecvent puterea nominal a motorului se calculeaz cu relaia :,kPPn n care k este coeficientul de suprasarcin ( 5 . 2 8 . 1 k pentru motoarele asincrone trifazate co rotorul n scurtcircuit). In felul acesta se ine seama de suprasarcinape care o poate suporta motorul ales, pentru un interval scurt de timp.Deoarece aceste motoare pornesc, de obicei, cu o sarcin nsemnat fa de sarcina lor nominal, verificarea cuplului de pornire are o deosebit importan.12.4. Echipamente i scheme electrice de acionare .Echipamentul unei acionri electrice rezult din schema electric a acionrii respective. Cele mai uzuale scheme pentru acionrile electrice snt schemele desfurate, n care se reprezint toate aparatele i mainile electrice mpreun cu conexiunile dintre ele, astfel nct funcionarea i legturile electrice s fie uor de neles. In acest scop se utilizeazoseriedesimboluri, nconformitatecuSTAS12120/2-83. Cele mai des ntlnite simboluri sunt date in tabelul urmator:Nr crt.Semn convenional Denumire1. Efect termic2.

Efect electromagnetic3. Efect sau dependen de un cmp electromegnetic4. Comand prin tragere (mpingere ,rotire)5. Legtura: mecanic, pneumatic, hidraulic(sau indicare sens, micare)6. Micare ntrziat7. Reprezentare monofilar pt.un conductor i trei conductoare8. Priz sau pol al unei prize9. Fi sau pol al unei fie10. Priz i fi monopolar11. Inductan, bobin, nfurare12. Inductan cu miez13. Diod14. Tiristor15. Intreruptor mecanic (contact ND)16. Contactor(contact de for)17. Contact N.I.18. Contact ND(NI) cu temporizare la nchidere(deschidere)19. Contact ND(NI) cu temporizare la deschidere(nchidere)20. Element de comand a unui releu (bobin cu o nfurare)21. Element de comand, releu Temporizat la acionare22. Siguran fuzibilAcionareaelectricautilajelor tehnologicepresupunerealizarea unor operaiuni privind pornirea, reversarea(schimbarea sensului de rotaie), modificarea turaiei, frnarea, etc.. Principiile de realizare a acestor operaiuni s-au prezentat n cadrul capitolelor de maini electrice (pentruprincipaleletipuri studiate). nceleceurmeazsevoranaliza schemele clasice pentru comanda automat a acionrilor electrice, adic schemele care realizeaz n mod automat, la o simpla comand dat de operator, succesiunea manevrelor necesare unei operaiuni de schimbarea regimului de funcionare la motorul electric.Schema de for conine: motorul electric, circuitul trifazat pentru alimentarea motorului, ntreruptoare, contactele de for ale contactoarelor, sigurane, relee termice(bimetale sau elementul de nclzire ale acestora), nfurrile bobinelor releelor primare, de protecie electromagnetic, sau ale unor relee de curent.Schema de comand conine: butoaaane de comand, limitatoarele decurs, releedecomanddetoate tipurile, bobinelecontactoarelor precumi contactelenormal nchiseNI saunormal deschiseNDale acestora,elementelede semnalizare (lmpi,sonerii,etc.), controlere de comand, elemente de protecie pentru circuitul de comand, etc..Rolul circuitului de for este de a realiza alimentarea motorului saude a modifica conexiunile acestuia astfel nct s ndeplineasc scopul propus prin acionarea electric (pornire, frnare, reversare, etc.).Rolul circuitului de comand este de a determina realizarea efectiv aoperaiunilor nschemadefor, nfunciede: comenzile primite de la operator, secvena manevrelor impuse deprincipiul de funcionareamotorului, intercondiionrileimpusediverselor operaii, starea aparatului de protecie etc..12.4.1. Acionarea electric a dou motoare asincrone trifazate cu rotorul n scurtcircuitSchemadeporniredirectamotoarelorM1iM2estedatn fig.323.Schema de for conine circuitul de alimentarea a motoarelor, motoareleM1i M2, siguraneleF1, contacteledefor1K2i 2K2, acionate de contactoarele 1K i 2K, bimetalele releelor termice 1F i 2F. Schema de comand este alimentat ntre faz i nul, avnd urmtoarele elemente componente: sigurana F2, butoanele de pornire S3 i S4, butoanele de oprire S5 i S6, bobinele contactoarelor 1K i 2K, contactele NI ale releelor termice 1F1 i 2F1. n schem s-a intercalat i uncircuit desemnalizarecompusdinntreruptorul S2, transformatorul cobortor de tensiune T i laampa de semnalizare L.PentruporniresenchideS1i S2i apoi, daclaampaLse aprinde, se apas fie pe S3 fie pe S4(depinde care motor vrems porneasc mai nti).Bobinacontactorului 1K (sau 2K) va fi pussub tensiune, ntre faza A i nul, prin F2, S3, S5 i 1F1 (sau prin F2, S4, S6 i 2F1). n consecin contactorul 1K(sau 2K)acioneaz i se nchid contactele 1K1 i 1K2 (sau 2K1 i 2K2), pornind motorul M1 (sau M2); prin nchiderea contactului 1K1(sau 2K1), bobina contactorului rmne alimentat, chiar dac butonul S3 (sau S4) nu mai este acionat. Deoarece bobinacontactorului seautomenineconectatprincontactul 1K1(sau 2K1), acest contact senumetedeautomenineresaudeautoreinere. Dup pornirea unuia din cele dou motoare se face pornirea i a celui de-al doilea motor (nu este indicat de a se apsa simultan pe S3 i pe S4, ntruct nacest cazcurentuldepornireluatde la reeaestemult mai mare).Pentru oprire se apas pe S6, pentru oprirea motorului M2 i apoi pe S5, pentru oprirea motorului M1 (dac se apas nti pe S5 se opresc ambele motoare). n acest caz alimentarea bobinei contactorului se ntrerupe i contactele sale revin la poziia iniial, motorul fiind deconectatde la reea. ButonulS5nus-a intercalat nseriecubobina contactorului 1Kpentruanupermiteoprireamotorului M1naintea motorului M2, aceasta fiind o cerin a procesului tehnologic. Fig.12.4.1ABCNS1S2S3S4M13~M23~1F 2Fr2L2k11k11k12k2Schema de comand i semnalizareSchema de forDac acioneaz protecia termic (datorit unei suprasarcini), contactele 1F1(sau 2F1) se deschid i fie c se opresc ambele motoare fie c se oprete numai M2.12.4.2. Pornireaautomatcuinversareasensului derotaiea motorului asincron trifazatSetiecpentruschimbareasensului derotaie(reversarea) la motoarele asincrone trifazate trebuie s se inverseze dou faze n circuitul de alimentare al motorului.Pentru acionarea motorului ntr-un sens de rotaie se nchide S1 i se apas pe butonul de pornire S2. bobina contactorului 1K se pune sub tensiunentrefazaAi nul, prinS4, 1F1, S2i 2K3. Contactorul iK acioneaz i nchide contactele ND 1K1 i 1K2, iar contactele NI 1K3 se deschid. Prin contactele de for 1K2 motorul se alimenteaz i pornete, prin contactele de autoreinere 1K1 bobina contactorului 1K se automenine alimentat, iaar prin contactele 1K3 (contacte de interblocare electric) se elimin posibilitatea alimentrii bobinei contactorului 2K i deci , se elimin posibilitatea nchiderii contactelor 2K2 simultan cu 1K2(s-ar produce un scurtcircuit bifazat), dac se apas S3.Pentru schimbaarea sensului de rotaie se apas pe S4 i apoi pe S3. Bobina contactorului 1K nu va mai fi sub tensiune i deci contactele 1K1, 1K2 i 1K3 revin n poziia normal; contactele 1K2 se deschid i ntrerupalimentareamotorului, contactele1K1sedeschid, iar 1K3se nchid. CndseapaspeS3, bobinacontactorului 2Kestepussub tensiune i se vor nchide contactele 2K1 i 2k2, iar contactele 2K3 se vor deschide. Prinnchidereacontactelor 2K1seproduceautomeninerea, prin nchiderea contactelor 2K2 se produce inversarea fazelo A cu C i motorul va porni n sens invers, iar prin deschidera contactelor 2K3 se produce interblocarea electric.12.4.3.Pornireaautomatstea-triunghi amotorului asincron trifazat (fig.12.4.3)Schema de comandSchema de forFig.12.4.2Setiecpentrumicorareacurentului depornirelamotoarele trifazatecurotorul nscurtcircuit, sepoatefacepornireastea-triunghi (vezi CAP.VII, 5, fig 7.5.3). n locul comutatorului stea-triunghi se pot utiliza dou contactoare: contactorul 2K pentru realizarea conexiunii n stea a nfurrii statorului i 3K pentru realizarea conexiunii n triunghi.Funcionarea schemei este urmtoarea:Se nchidentreruptorul S1.Laapsarea pe butonul de pornire S2este pus sub tensiune bobina contactorului 1K1,prin contactele S2,S3 i 1F1.Contactorul 1K acioneaz i nchide contactele 1K1( de autoreinere),1K2(de for) i 1K3, care pune sub tensiune bobinele releului detimpibobinacontactorului 2K.Contactorul 2Kvaaciona imediat ivadeschidecontactele2K1(deinterblocareelectric) i va nchide contactele 2K2, care vor realiza conexiunea n stea a motorului i deci motorul va porni.Releul d, acionannd cu ntarziere , dup un timp reglat, va deschide contactele d1(NI cu temporizare la deschidere) i va nchide contactele d2 (ND cu temporizare la nchidere).Prin deschiderea contactelor d1, bobina contactorului 2K este este scoas de sub tensiune i deci 2K2 se deschid, iar 2K1 se inchid.Prin nchidrea contactelor d2 bobina contactorului 3K este pus sub tensiune ( prin contactele 1K1,S3,1K3,2K1 i d2) i deci sevornchide contactele 3K2, motorul Fig.12.4.3funcionnd n continuare cu cu conexiunea n triunghi i se vor deschide contactele 3K1 ( de interblocare electric).Se observ din schem c, la funcionarea motorului cu conexiune n triunghi( funcionare de durat), rmne sub tensiune contactorul 1K i 3K, precum i releul de timp d.Pentruoprireamotorului seapaspe S3 i se ntrerupe alimentarea contactoarelor 1K i 3K;schema revine la situaia iniial.

12.4.4. Pornirea automat a motorului asincron trifazat cu rotorul bobinat(fig.12.4.4).n CAP.7 -5d s-a explicat pornirea motorului asincron trifazat cu rotorul bobinat, intercalnd n circuitul rotorului un reostat de pornire (vezi fig.7.5.4); la pornire reostatul Rp este pus la valoare maxim i pe msur ce viteza de rotaie crete Rp se micoreaz treptat, treptat, pn la scurtcircuitare.ncazul pornirii automate, Rpseconstruietentreptei scurtcircuitarea acestora se realizeaz la intervale de timp date.Pentru pornire, se nchide S1i se apas pe butonul de pornire S2.Bobinele contactorului 1K i a releului ld sunt puse sub tensiune i se nchid contactele 1K1 (de autoreinere) i 1K2 (de linie).Motorul pornete cu Rpmaxi dup un timp reglat la ld se nchid contactele 1d1, punnd sub tensiune bobinele contactorului 2K i a releului 2d.Contactorul 2K va nchidecontactele ND 2K1,scurtcircuitnd prima treaptareostatuluidepornire,iarreleul2dva aciona, dupuntimp reglat i vanchidecontactelesale2d1, punndsubtensiunebobinele contactorului 3Ki areleului 3d.Contactorul 3Kvaacionanchiznd contactele 3K1 i deci se va scurtcircuita a doua treapt din Rp.Dup un timp reglat va aciona i releul 3d nchizndu-i contactele 3d1 i punnd subtensiunebobinacontactorului 4K.Contactorul 4Kvaacionai va nchide contactele 4K1, care scurtcircuiteaz ultima treapt a reostatului de pornire.n continuare motorul funcioneaz cu rotorul n scurtcircuit, n serviciu continuu. Pentru oprirea motorului se apas pe S3, ntrerupndu-se alimentarea bobinelor contactoarelor i releelor, schema revenind n situaia iniial.12.4.5. Pornirea automat i frnarea dinamic a motorului de c.c. cu excitaia n derivaie( fig.12.4.5)

n cazulporniriimotoarelorde c.c.setiec,pentrulimitarea curentului depornire, trebuiesseintroducnseriecudesfurarea rotorului un reostat de pornire Rp (vezi fig.9.5.1), care n cazul schemei din fig.12.4.5 este compus din Rp1 i Rp2.Pe msur ce rotorul i mrete vitezaderotaiesemicoreazRpprinscurtcircuitareasuccesiv, la intervale de timp date, a celor dou trepte Rp1 i Rp2. Pentru frnarea dinamic, dup deconectarea motorului de la reea, se cupleazlaperii orezistenRf, numitrezistendefrnare.Rotorul continundu-i micorareaderotaie, datoritineriei, mainaintrn regimde generator, debitnd un curent prin Rf.Cuplul la arborele generatorului, proporional cucurentul debitat nrezistenadefrnare, este un cuplu rezistent , astfel nct se va produce frnarea mainii.Fig.12.4.4Funcionareaschemei: senchideS1i seapaspebutonul de pornire S2.Bobina contactorului 1Kfiind pus sub tensiune, se vor nchide contactele 1K1(de autoreinere), 1K3(de for) i 1K4, iar contactele1K2sevordeschide.Motorul fiindalimentat delareea, va porni cuRp=Rp1+Rp2(Rcxsepunelavaloareminim).Prinnchiderea contactelor 1K1 releul 1d este pus sub tensiune i dup un timp reglat i va nchide contactele ND1d1 cu temporizare la nchidere punnd bobinele contactorului 2K i a releului 2d sub tensiune.Contactorul 2K va acionaivanchide contactele2K1, scurtcircuitndprimatreaptRp1 din reostatul de porinre, iar releul 2d, dup un timp reglat , va nchide contactele 2d1, punnd sub tensiune bobina contactorului3K.Contactorul 3Kva aciona i i vainchide contactele 3K1, scurtcircuitndu-se a doua treapt a reostatului de pornire, adic motorul va funciona n continuare cu Rp1 i Rp2 scurtcircuitate.Oprirea motorului se face deschiznd ntreruptorul S1 sau apsnd pe butonul deoprireS3, aceastoprirenssefacecufrnaredinamic ntruct contactele 1K2 revenind la poziiile lor normale, cupleaz Fig.12.4.5rezistena de frnare Rf la periile mainii.Maina intr n regimde generator, debitnd pe Rf i deci la arbore apare un cuplu rezistent care produce frnarea rapid a mainii.12.4.6. Frnarea princontraconectare a motorului asincron trifazat n CAP.7-3 s-a tratat funcionarea mainii asincrone n cele trei regimuri de funcionare:generator, motor i frn electromagnetic (vezi fig.7.3.2) i s-a menionat faptul c la inversarea sensului de nvrtire a cmpului magnetic nvrtitor statoric, rotorul motorului asincron frneaz, turaia motorului trece prin zero i apoi se schimb de sens.Dac n momentul opririi rotorului se ntrerupe alimentarea statorului de la reea , motorul va fi oprit.Pe acest principiu se bazeaz schema frnrii prin contraconectare, a motorului asincron trifazat, reprezentat n fig.12.4.6.Pentru pornirea motorului se nchide ntreruptorul S1 i apoi se apas pe butonul de pornire S2.Bobina contactorului 1K fiind pus sub Fig.12.4.6tensiune, se vor nchide contactele 1K1 (de autoreinere),1K2 (de for ) i se vor deschide contactele NI 1K3 (de interblocare electric).Circuitul de alimentare a motorului fiin nchis, el va porni.Pentru frnare se apas pe butonul de frnare cu aciune dubl S4( se deschid contactele NI i se nchid contactele ND). Bobina contactorului 1K este scoas de sub tensiune i deci contactele 1K1, 1K2 i 1K3 revin la poziia lor normal, iar bobina contactorului 2K va fi pus subtensiunei deci sevor nchidecontactele2K1i 2K2i sevor deschide contactele 2K3(deinterblocare).Prin deschiderea contactelor 1K2 i nchiderea contactelor 2K2, alimentarea motorului de la reea se va face prin schimbareaadou fazentre ele (A cu C) i deci cmpul magnetic nvrtitor statoric si va schimba sensul de nvrtire, adic rotorul va fi frnat. Prin nchiderea contactelor 2K1 se pune sub tensiune bobinareleuluidetimpdcarevaaciona dup un anumit timpreglat, deschiznd contactelesaleNINd1. n felul acesta bobina contactorului 2K este scoas de sub tensiune i se vor deschide contactele de for 2K2, ntrerupndu-se alimentarea statorului de la reea.Dac reglarea timpului de acionare a releului d se face n aa fel nct deschiderea contactelor 2K2 s aib loc n momentul opririi rotorului, acesta nu-i va schimba sensul de micare i va rmne nfrnat.Rezistoarele R intercalate n serie cu contactele 2K2 au rolul de a micora curentul absorbit de stator, de la reea n timpul frnrii.12.4.7. Comandaacionrii electricealiniilortehnologicen flux continuuSe tie c ntr-o linie tehnologic cu flux continuu se execut o serie de operaii n conformitate cu o tehnologie bine stabilit i cun utilaj execut o operaie dup prelucrarea materialului de ctre un utilaj situat namonte. ncetareafuncionrii unui utilaj trebuiesducla oprirea celorlalte utilaje aflate n funciune n amonte. Din aceast cauz schema electric de acionare trebuie s ndeplineasc unele condiii impuse de specificul tehnologiei.ntr-o linie n flux continuu specificul funcionrii utilajelor impune condiia ca un utilaj din linie s funcioneze numai dac cele din aval sunt nstare normal de funcionare. Aceast condiie duce la necesitatea ndeplinirii urmtoarelor cerine:- pornirea utilajelor s se fac n sens invers sensului fluxului tehnologic(sepornetemai nti delaultimul utilaj, apoi penultimul, i aa mai departe);- dacunutilaj iesedinfunciune, toatemotoarelecare acioneazutilajeledinamontetrebuiesseopreasc; utilajele din aval vor continua s funcioneze, pentru prelucrarea ncontinuare a semiprodusului pe care l conine.Schemele electrice de acionare a liniilor tehnologice pot realiza diverse regimuri de pornire:- regimul manual- regimul manual-logic- regimul automat.nregimul manual pornirea oricrui utilaj se face de ctre operator, indiferent de starea celorlalte utilaje. Acest regim se utilizeaz n perioadele de revizie ale utilajelor, cnd pornirea unui motor nu trebuie s fie condiionat de funcionarea altor motoare.n regimul manual-logic pornirea se realizeaz prin apsarea pe butoanele de pornire ntr-o anumit ordine (pornirea se realizeaz numai dac utilajele din aval sunt deja n funciune).nregimul automatpornireaserealizeazprinapsareaunui singur buton de pornire, dup care intrarea n funciune a tuturor utilajelor se realizeaz n mod automat, prin cuplarea succesiv a motoarelor electrice, ncepnd cu cel corespunztor ultimului utilaj.Schema electric de for i de comand a unei linii tehnologice care conine cinci utilaje dintre care dou trebuie s porneasc simultan, este dat nfig.329. Alegerea regimului de lucru pentruschema de acionare se face cu ajutorul comutatoarelor C1, C2i C3cu trei poziii: M- manual, ML-manual-logic i A-automat.Punnd comutatoarele C1, C2i C3pe poziia A, pornirea ntregii linii se realizeaz prin nchiderea ntreruptorului S1i apoi se apaspebutonul depornireS3. Bobinacontactorului Kestepussub tensiune i deci se vor nchide contactele de autoreinere K1. Se apas pe butonul S7 i n felul acesta se va pune sub tensiune bobina contactorului 4K i areleului cu temporizare 3d. Contactorul 4K va aciona i se vor nchide contactele de autreinere 4K1, contactele de for 4K2, contactul 4K3 i 4K4. Prin nchiderea contactelor K2 motorul M5 va porni. Prin nchiderea contactelor 4K3 lampa H5 va semnaliza funcionarea Fig12.4.7naceastsituaiepornireatuturormotoarelor s-afcut nmod automat, dup apsarea pe butonul S7. Din schem se observ c n cazul unei suprasarcini la motorul M4, de exemplu contactele 3F1 acionate de releultermic4F sedeschid itoatecelelalte motoare din amonte (M3, M2i M1) sevor opri, iar M5vacontinuasfuncioneze(lafel se ntmpl dac se apas pe butonul de oprire S10). Oprirea tuturor utilajelor sepoatefacedinmai multelocuri apsndpebutoanelede oprire S2, S2, S2. Funcionareaschemei nregimmanual-logicserealizeazn modanalog, cudeosebireac, comutatoareleC1, C2i C3sepunpe poziia MLi pornirea motoarelor se face numai prin apsarea pe butoanele S7, S6, S5 i S4, n succesiunea menionat i numai dup un anumit timp egal cu cel reglat la releele 3d, 2d i 1d adic la apsarea pe butonul depornireS4deexemplu, motorul M1vaporni numai dac contactele 1d1 au fost nchise de releul 1d.Funcionareaschemei nregimmanualserealizeazpunnd comutatoarele C1, C2 i C3 pe poziia M i apsnd, pentru pornire, pe butoaneleS7, S6, S5i S4naceastordine, fieinversat, fieoalt succesiune dorit. Se observ ce, n aceast situaie, comutatoarele C1, C2 i C3 scurtcircuiteaz contactele ND 3d1, 2d1 i 1d1 i deci se poate face pornirea oricrui motor, n mod independent.