8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

1/14

2. ACŢIONĂRI ELECTRICE 

Sistem de acţionareelectrică 

Ansamblul de dispozitive care

transformă  energia electrică  în energie mecanică  şi  asigură controlul pe cale electrică a energieimecanice astfel obţinute,  în  scopul

 punerii în mişcare a unei maşini de

lucru. 

Sursa de energie

electrică 

Dispozitive de comandă 

Sistemul de forță 

Sistem de acţionare electrică 

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

2/14

Sursa de

energie Dispozitivele pentru transformarea curentuluialternativ

în curent continuu

şi organele de

comandă 

şi  protecţie  a acestora (pentru motoare de curentcontinuu)

Reţeaua de distribuţie a curentului electric alternativ 

Sistemul de

comandăelectrică 

Cuprinde contacte, relee de comutaţie şi  protecţie 

Modelează  energia mecanică dezvoltată de sistemulde forţă  în  concordanţă  cu necesităţile  tehnologiceale maşinii de lucru şi asigură  protecţia sistemului deacţionare 

Sistemul de

forţă 

Unul sau mai multe motoare electrice

Organele de transmisie a energiei mecanice

dezvoltate

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

3/14

2.3. Alegerea motorului electric de acţionare 

Alegereamotorului

electric

Respectarea condiției  M m>M r  

Respectarea considerentelor economice şi de gabarit

Folosirea unui motor de o putere mai mare decât ceanecesară  este mai scump, consumă  mai multă energie electrică şi are un gabarit mai mare

Astfel, pentru a se putea aprecia modul de comportare aunui sistem de acţionare electrică, este necesar să se ţină seama deinterdependenţa  funcţională dintre motorul de acţionare  şi maşina 

de lucru  corelându-se caracteristicile mecanice ale maşinii  delucru şi  regimul de funcţionare  al acesteia cu caracteristicilemecanice ale motorului electric.

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

4/14

2.3.1. Caracteristicile mecanice ale mașinilor de lucru 

Caracteristica mecanicăa unei mașini de lucru 

variaţia  momentului rezistent opus de

aceasta în  funcţie  de un parametru caredetermină  în  cea mai mare măsură valoarea momentului rezistent static (util

şi  pentru învingerea  frecărilor)  dat demaşina de lucru 

Expresia generală a caracteristicii mecanice pentru toate maşinile la care momentulrezistent este funcţie de turaţie este de forma:

a

n

rnr n

n M  M  M  M 

 

  

 

00

 M 0 - momentul rezistent static pentru învingerea frecărilor  (momentul de mers în gol);

 M rn  –  momentul rezistent static corespunzător  turaţiei nominale a mașinii de lucru;nn  –  turaţia nominală; a  –  exponent ce poate lua diferite valori în funcţie de procesul de lucru executat de maşină (cel mai frecvent are valorile: -1, 0, 1, 2). 

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

5/14

  Corespunzător   valorilor exponentului  a   se obţin caracteristicile mecanice ale diferitelor maşini de lucru astfel:

•  pentru a = –  1 se va obține: 

nn M  M  M  M    n0rn0r   

  Astfel de caracteristici prezintă în general maşinile aşchietoare  la care este recomandabil să  se lucreze cuturaţii reduse la momente mari şi invers .

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

6/14

•  pentru a = 0, relaţia devine: 

rnr    M  M  

Astfel de caracteristici se întâlnesc în cazul maşinilor   de ridicat atâta  timpcât  deplasează  aceeaşi  sarcină, 

 benzilor transportoare cu încărcare uniformă, etc.

•  pentru a = 1, relaţia devine: 

În  categoria maşinilor   cu astfel decaracteristici mecanice intră  maşinile  de

 bobinat, valţurile  din industriacauciucului, etc.

n

0rn0r n

n M  M  M  M   

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

7/14

 pentru a = 2, relaţia devine:

2

n0rn0r  n

n M  M  M  M 

 

 

 

 

Maşini  de lucru care  prezintă  asemeneacaracteristici mecanice sunt ventilatoarele,

 pompele centrifuge, etc.

Există  maşini  la care valoarea momentuluirezistent static nu depinde de turaţie,  ci de alţi 

 parametri; de exemplu la maşini  care au în componenţa  lor mecanisme  bielă  - manivelă (fierăstraie  alternative, pompe şi  compresoare

cu piston) la care momentul rezistent depindede unghiul pe care îl  face manivela cu axaglisierei mecanismului, considerată  ca  poziţie de referinţă.În acest caz momentul rezistent are o variaţie în 

timp aproximativ sinusoidală, oscilând  în  jurulvalorii 0.

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

8/14

  În  cazul cel mai general (şi  se întâlnesc  în  practică  astfel de maşini) momentul rezistent static depinde de mai mulţi parametri, fără a se putea stabilio dependenţă  precisă faţă de vreunul dintre ei.

Curba de variaţie  a momentului are o formă  foarte neregulată  şi  se prezintă ca în figura următoare.

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

9/14

• Maşini  de lucru cu sarciniinvariabile de lungă  durată; dinaceastă  categorie fac parte maşinile  de

lucru la care momentul rezistent nuvariază în timp.

Astfel de regimuri de lucru se

 pot întâlni  la ventilatoare, pompecentrifuge, etc.

2.3.2. Regimul de funcționare al mașinilor de lucru 

Regimul de funcționareal mașinilor de lucru 

Modul de variaţie în  timp a momentului

rezistent static indiferent de parametrulcare determină  forma caracteristiciimecanice 

Ţinând cont de modul în care a fost definit regimul de funcţionare, maşinile de

lucru pot fi împărţite în următoarele categorii: 

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

10/14

• Maşini  de lucru cu sarcini de lungă durată  variabile  în  timp; în  această categorie intră  maşinile  care funcţionează un timp îndelungat  cu un anumit momentrezistent, apoi cu un alt moment rezistent,

ş.a.m.d.

Din această  categorie fac partemaşinile-unelte, transportoarele, etc.

• Maşini  de lucru cu funcţionare 

intermitentă; aceste maşini  se

caracterizează prin aceea că perioadele de

lucru sunt urmate de perioade scurte de

 pauză, după care ciclul se repetă.

Timpul de lucru t a şi timpul de pauză t  p 

formează ciclul de lucru t c  a cărei durată 

este standardizată la 10 minute.

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

11/14

În  multe cazuri momentul rezistent nurămâne  constant în  timpul acţionării  ci

 poate lua diferite valori după cum reiese din

figură.În acest caz timpul total de acţionare este:

iar ciclul de lucru al maşinii este:

4321a   t t t t t   

 pa p4321c   t t t t t t t t   

Se defineşte durata relativă de acţionare a unei maşini de lucru ca fiind:

În  categoria maşinilor   cu funcţionare  intermitentă  se întâlnesc aproape toate felurile de maşini de ridicat, unele maşini-unelte, etc

%100t t t 

100t 

t  DA

 pa

a

c

a

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

12/14

• Maşini de lucru cu funcţionare de scurtă durată; funcţionează  un timp relativ scurtdupă  care sunt oprite, timpul de oprire fiindsuficient pentru ca motorul să se poată răci.

Din această  categorie fac parteservomotoarele pentru comenzi la distanţă, 

 polizoarele, etc.

• Maşini  de lucru cu sarcini pulsatorii; în 

această categorie intră maşinile cu mecanisme bielă-manivelă  cum ar fi pompele şi compresoarele cu piston;

• Maşini  de lucru cu şocuri  de sarcină; secaracterizează  prin aceea că  momentulrezistent prezintă creşteri mari care se repetă la diferite intervale.

Din această  categorie fac parte presele, ciocanele mecanice, etc.

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

13/14

Caracteristica mecanică 

a unui motor electric

În  figura alăturată  se observă  că punctul  A corespunde funcţionării  motorului în  regim

nominal (pentru care a fost proiectat).

Punctul în  care curba intersectează  axa

ordonatelor n g  se numeşte turaţie de mers în gol ideal, întrucât  în  acest punct motorul

funcţionează  fără  nici un cuplu la arbore

(inclusiv momentul pentru învingerea 

frecărilor  este nul).

2.3.3. Caracteristicile mecanice și regimurile defuncționare ale motoarelor electrice 

Caracteristica mecanicăa unui motor electric

Variaţia  turaţiei  acestuia în  funcţie  demomentul dezvoltat la arborele său. Ea seexprimă analitic prin expresii de forma:

Se exprimă analitic prin expresii de forma:   ) M (  f  n 

8/16/2019 Curs SAMI - Actionari Electrice

14/14

n g n   nnn  

Căderea de turaţie la sarcina nominală a motorului  se exprimă prin relația: 

Gradul de rigiditate al caracteristicii mecanice a motorului defineşte înclinarea caracteristicii motorului şi este dat de expresia:

%100n

nn100

n

n

n

n g 

n

n