5. INSTALAŢII INTERIOARE DE FORŢĂ

5.1. Dimensionarea instalaţiilor de forţă. Determinarea secţiunii circuitelor de forţă se face pe baza stabilităţii termice la încălzire, iar secţiunea rezultată se verifică la pierderea de tensiune.

5.1.1. Alegerea secţiunii la încălzire.

Determinarea curentului nominal pentru electromotoare:- pentru electromotoare monofazate cu funcţionare continuă:

In = Pn / Uf cos (5.1)

- pentru electromotoare trifazate cu funcţionare continuă:

In = Pn / 3Ul cos (5.2)

Unde:In – curentul nominal absorbit, în A;Pn – puterea nominală, în W;Uf – tensiunea de fază, în V;Ul – tensiunea de linie, în V;cos - factorul de putere la sarcină nominală; - randamentul la sarcină nominală.

Alegerea secţiunii se face astfel încât să se respecte relaţia:

In Imax, unde (5.3)

Imax – curentul maxim admis pentru conductorul respectiv, determinat din tabelul prezentat la dimensionarea circuitelor şi coloanelor de iluminat.

Cu secţiunea astfel rezultată se verifică densitatea de curent la pornire astfel:

Dp = Ip / S, unde: (5.4)Dp – densitatea de curent la pornire, în A/mm2; Ip – curentul de pornire, în A;

1

S – secţiunea conductorului, în mm2.La pornire, densitatea de curent maximă admisă va fi:- 35 A/mm2, pentru conductoare din cupru;- 20A/mm2, pentru conductoare din aluminiu.

Curenţii de pornire a electromotoarelor se determină în funcţie deaparatajul folosit pentru pornire:

- pentru pornire directă: Ip = (58) In

- pentru pornire stea – triunghi : Ip = 2,7 In (5.5)- pentru pornire cu reostat: Ip = 1,6 In

Pentru electromotoarele cu regim de lucru intermitent, pentrucalculul curentului nominal se folosesc următoarele relaţii:

- pentru electromotoare monofazate: In = 1,15PnDC / Uf cos

(5.6)- pentru electromotoare trifazate cu funcţionare continuă:

In = 1,15Pn DC / 3Ul cos , unde: (5.7)DC – durata relativă de conectare, adică raportul dintre durata de

funcţionare şi durata totală a ciclului.

5.1.2. Verificarea secţiunii la pierderea de tensiune.

Determinarea pierderii de tensiune:- pentru circuite monofazate:

U% = 2.100Pnl/U2fS (5.8)

- pentru circuite trifazate:

U% = 100Pnl/U2lS, unde: (5.9)

U% - pierderea de tensiune, în procente;Pn – puterea motorului, în W;l – lungimea circuitului, în m; - conductibilitatea materialului, în m/ mm2 (Cu = 56 m/ mm2, Al = 34 m/ mm2);Uf – tensiunea de fază, în V;Ul – tensiunea de linie, în V;

2

S – secţiunea conductorului, în mm2.În momentul pornirii, pierdea de tensiune se determină folosind în

formulele de mai sus valoarea puterii la pornirea electromotoarelor.- pentru circuite monofazate:

Up% = 2.100Ppl/U2fS (5.10)

- pentru circuite trifazate:

Up% = 100Ppl/U2lS, unde: (5.11)

Up% - pierderea de tensiune la pornire, în procente;Pp – puterea la pornire, în W, care are următoarele valori: - pentru pornire directă: Pp = (58) Pn

- pentru pornire stea – triunghi: Pp = 2,7 Pn (5.12) - pentru pornire cu reostat: Pp = 1,6 Pn

La pornirea, pierderea de tensiune, Up% 12%. Pentru secţiunea aleasă pierderea de tensiune admisă de la tabloul

general până la ultimul receptor va fi:a). În cazul alimentării instalaţiilor prin branşarea directă la reţelele

electrice de joasă tensiune:- 3% pentru instalaţii de iluminat;- 5% pentru instalaţii de orice fel.b). În cazul alimentării instalaţiilor prin reţea proprie sau post de transformare:- 8% pentru instalaţii de iluminat;- 10% pentru instalaţii de orice fel.

5.2. Dimensionarea coloanelor de forţă. Ca şi pentru circuitele deforţă, determinarea secţiunii coloanelor de forţă se face pe baza stabilităţii termice la încălzire, iar secţiunea rezultată se verifică la pierderea de tensiune.

5.2.1. Alegerea secţiunii la încălzire. Se foloseşte metoda coeficientului de cerere, K.

Determinarea curentului de calcul Ic pentru coloane:a). motoare cu funcţionare continuă.

3

- coloane monofazate: 1 – K Pn K + Ka

Ic = (5.14)Uf cos

- pentru coloane trifazate:

1 – K Pn K + Ka

Ic = (5.15)3Ul cos

b). Motoare cu funcţionare intermitentă de scurtă durată

- . coloane monofazate:

1 – K 1,15PnDC K + Ka

Ic = (5.16) Uf cos

- pentru coloane trifazate:

1 – K 1,15PnDC K + Ka

Ic = , unde: (5.17)3Ul cos

Pn – puterea nominală;K - coeficientul de cerere luat din tabele;Ka – coeficient , funcţie de numărul electromotoarelor (vezi tabelel)DC – durata de conectare Tabelul 5.1

n 4 5 6 8 10 12 15 20 25 35 40

Ka 1,7 2,0 2,5 2,9 3,3 3,7 4,3 5,5 6,7 9,1 9,5

Coeficientul de cerere, K, se poate calcula prin raportul dintre

4

puterea maximă absorbită de o instalaţie electrică şi puterea totală instalată în receptoarele instalaţiei.

K = Pmax. abs./Ptot.inst (5.18)

Alegerea secţiunii coloanei se face astfel încât să se respectecondiţia:

Ic Imax. ad. (5.19)Secţiunea rezultată se verifică la pierderea de tensiune.

5.2.2. Verificarea secţiunii la pierderea de tensiune.

Determinarea pierderii de tensiune:- pentru circuite monofazate:

U% = 2.100KPil/U2fS2 (5.20)

- pentru circuite trifazate:

U% = 100KPil/U2lS2, unde: (5.21)

U% - pierderea de tensiune, în procente;PI – puterea instalată în coloană, în W;l – lungimea circuitului, în m; - conductibilitatea materialului, în m/ mm2 (Cu = 56 m/ mm2, Al = 34 m/ mm2);Uf – tensiunea de fază, în V;Ul – tensiunea de linie, în V;S – secţiunea conductorului, în mm2.

Determinarea pierderii de tensiune la pornire:- pentru circuite monofazate:

Up% = 2.100KPpl/U2fS2 (5.22)

- pentru circuite trifazate:

Up% = 100KPpl/U2lS2, unde: (5.24)

5

Up% - pierderea de tensiune la pornire, în procente;Pp – puterea pe coloană la pornire, în W.

Pentru a calcula Pp se consideră că porneşte electromotorul cu puterea cea mai mare, suprapus peste celelalte motoare care funcţionează la sarcina nominală.

n – 1

Pp = Ppmax + KPn, unde: (5.25) 1

Ppmax – puterea la pornire a motorului care produce curentul maxim la pornire;K – coeficient de cerere;Pn – suma puterilor celorlalte n – 1 motoare ce funcţionează în sarcinăn – numărul electromotoarelor alimentate din tablou.

Verificarea la pierderea de tensiune se face pe traseul cel mai lung şi mai încărcat.

La pornirea, pierderea de tensiune, Up% 12%.Densitatea de curent maximă admisă va fi:- 35 A/mm2, pentru conductoare din cupru;

- 20 A/mm2, pentru conductoare din aluminiu Pentru secţiunea aleasă pierderea de tensiune admisă de la tabloul

general până la ultimul receptor va fi:a). În cazul alimentării instalaţiilor prin branşarea directă la reţelele

electrice de joasă tensiune:- 3% pentru instalaţii de iluminat;- 5% pentru instalaţii de orice fel.b). În cazul alimentării instalaţiilor prin reţea proprie sau post de

transformare:- 8% pentru instalaţii de iluminat;- 10% pentru instalaţii de orice fel.

5.3. Protecţia instalaţiilor electrice de forţă.

Circuitele şi coloanele de forţă se protejează astfel:

6

- împotriva scurtcircuitelor prin siguranţe fuzibile.- împotriva suprasarcinilor prin relee termice.Variante de echipare a circuitelor cu dispozitive de protecţie.

Inf e1 Inf e1 Ins a1

Ina a2

Inc c1 Ini a1 Ire e1

Irt (Ist) Irt e2

m h m

Fig. 5.1. Echiparea circuitelor cu dispozitive de protecţie;a). – cu siguranţe fuzibile şi relee termiceb). – cu siguranţe fuzibilec). – cu întreruptor automat

5.3.1. Dimensionarea protecţiei la scurtcircuit. Constă înstabilirea curentului nominal al fuzibilului sau a curenţilor de serviciu şi reglaj pentru releele sau declanşatoarele electromagnetice.

Curentului nominal al siguranţelor fuzibile:- pentru circuitele de forţă.

Inf = Ip / Kp, unde: (5.26)

Inf – curentul nominal al fuzibilului siguranţei;Ip – curentul de pornire al electromotorului;Kp – coeficient în funcţie de metoda de pornire, care are următoarele valori:

- pornire directă: Kp= 2,5- pornire stea-triunghi: Kp= 2- pornire cu reostat: Kp= 1,6

Curentul Inf astfel determinat trebuie să verifice relaţia:Inf < 3 Imax..ad. unde: (5.27)

Imax.ad. – curentul maxim admis în conductele protejate.

- pentru coloanele de forţă.

7

I >

Inf < Ic , unde: (5.28)

Ic – curentul de calcul al coloanei.

Inf se verifică la condiţia de pornire în cazul cel mai defavorabil:

Inf > Imax..p.., unde: (5.29)

Imax..p – curentul maxim la pornire. Se obţine prin adunarea curentului de pornire al celui mai mare motor cu curenţii celorlalte motoare la sarcina nominală.

Imax..p = Ip.m. + Im (5.30)

De asemenea curentul Inf astfel determinat trebuie să verificerelaţia:

Inf < 3 Imax..ad. unde: (5.31)

Imax.ad. – curentul maxim admis în conductele protejate.

Curentului de reglaj al releelor electromagnetice:

I 4,5Imax.ad., unde: (5.32)

Ir – curentul de reglaj al releelor electromagnetice.

5.3.2. Dimensionarea protecţiei la suprasarcină.

Curentul de reglaj al releelor termice - pentru circuitele motoarelor : In Ir 1,2 In

- pentru coloanele de forţă: Imax..ad. Ir 1,5 Imax.ad.

5.4. Motoare electrice.

Motoarele electrice transformă energia electrică absorbită de lareţea în energie mecanică.

Motoarele electrice pot:- motoare de curent continuu (motoare derivaţie, serie şi mixte)

8

- motoare de curent alternativ (motoare sincrone şi asincrone) Cel mai des folosite sunt motoarele de curent alternativ asincrone.Construcţie: Sunt alcătuite din stator şi rotor. Statorul este partea

fixă a motorului, format dintr-o carcasă cilindrică, din tole de oţel. Pe faţa lui interioară sunt prevăzute canale în care sunt fixate bobinele inductoare, având conductoarele paralele cu axul. Bobinele sunt din cupru emailat. Prin aceste bobine circulă curentul trifazat de excitaţie primit de la o reţea trifazată, prin cutia de borne. Acest curent generează un câmp magnetic învârtitor, care se roteşte în sens orar cu viteza unghiulară constantă.

Rotorul este un cilindru din tole de fier având crestături de-a lungulgeneratoarei. În aceste crestături se află conductoare din cupru unite la capete prin inele metalice. Acest tip de rotor se numeşte rotor în scurtcircuit. Liniile câmpului învârtitor produs de stator induc în conductoarele rotorului t.e.m. care produc curenţi electrici. Acţiunea reciprocă dintre aceşti curenţi şi câmpul magnetic învârtitor va produce forţe electromagnetice. Acestea vor da naştere unui cuplu de forţe, care va roti rotorul în sensul de rotaţie al câmpului învârtitor. Energia electrică se transformă în energie mecanică. Deoarece viteza de rotaţie este mai mică decât viteza câmpului magnetic învârtitor, aceste motoare se numesc asincrone.

Spaţiul dintre stator şi rotor se numeşte întrefier.Turaţia motorului, n (rot/min), este

n = 60 f / p, unde: (5.33)p – numărul perechilor de polin – turaţia nominalăf – frecvenţa curentului alternativ, în Hz

Turaţii: 3000 rot/min.; 1500 rot/min.; 1000 rot/min.; 750 rot/min Tensiuni nominale: 220/380 V; 380 V; 500 V; 660V.Puteri nominale: 0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1;

2,2; 3; 4; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 40; 45; 55; 75; 90; 100; 110; Curentul nominal: In = Pn / 3 U cos

Valoarea fuzibilelor, secţiunea conductoarelor, tipul contactorului şi a releului termic pentru circuitele de forţă ale motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit. Tabelul 5.2

9

PutereakW

Mod de

pornire

Curent de

pornireIp, (A)

n=3000rot/min

CurentfuzibilInfuz., (A)

n=3000rot/min

SecţiuneaConductoarelor

mm2

Cu Al

TipCont.

TipRelee

termice

Curent de

reglajReleu termic

0,55

Directă

7,97 10 1,5 2,5 TCA10 TSA10 1,8-3,2 0,75 11,45 10 1,5 2,5 TCA10 TSA10 1,8-3,21,1 16,10 10 1,5 2,5 TCA10 TSA10 2,4-4,51,5 22,6 16 1,5 2,5 TCA10 TSA10 4,5-62,2 33,2 20 1,5 2,5 TCA10 TSA10 6-83 43,0 25 2,5 4 TCA10 TSA10 8-114 60,0 35 2,5 4 TCA10 TSA10 8-115,5 82,0 50 4 6 TCA32 TSA32 11-157,5, Directă 108 50 4 6 TCA32 TSA32 15-20

Y - 41,5 25 2,5 411 Directă 156,5 80 6 10 TCA32 TSA63 20-32

Y - 60,3 35 4 615 Directă 212 100 10 16 TCA40 TSA63 40

Y - 81,4 50 6 1018,5 Directă 231 125 10 16 TCA40 TSA63 40

Y - 89 50 10 1622 Directă 301 125 16 25 TCA63 TSA63 40-63

Y - 116 63 10 1630 Directă 403 200 16 25 TCA63 TSA63 40-63

Y - 155 100 16 2537

Y -

191 125 25 35 TCA125

TSAW400

100-16040 25 35

45 232 125 35 5055 270 160 50 7075 375 200 70 95 TCA

200TSAW400

160-20090 450 250 95 120

100 500 315 95 120110 543 315 120 150 TCA

250TSAW400

200-250137 650 400 150 185

5.4.1. Pornirea motoarelor electrice cu rotorul în scurtcircuit

La pornire motorul absoarbe un curent mai mare decât curentul

10

nominal. Alegerea aparatelor de conectare trebuie să asigure capacitatea de conectare, iar echipamentele de protecţie (relee termice, siguranţe) nu trebuie să acţioneze sub acţiunea curentului de pornire.

Pornirea directă se foloseşte când motorul are :- P 4kW – 220V; P 5kW – 380V, consumatorul fiind

racordat direct la reţeaua de joasă tensiune- P 0,2 ST, consumatorul fiind legat la instalaţia de joasă

tensiune prin instalaţie proprie de transformareST – puterea nominală a transformatorului care alimentează motorul Pornire directă se poate face: - prin întreruptor manual ( motoare cu puterea sub 1Kw)

3x38oV/50Hz R S T PE

a e1 e2 e3

Fig. 5.2. Pornirea motoarelor electrice cu rotorul în scurcircuit prin prin întreruptor manual

- prin contactor cu relee termice sau întreruptor automat,comandate local sau de la distanţă, manual sau automat.

3x380V/50Hz

11

m

Legendă:

a – întreruptor manual trifazate1 – e3 siguranţe pentru protecţia la scurtcircuitm – motor electric trifazat cu rotorul în scurcircuit3x380V/50Hz – reţeaua electrică de alimentare trifazatăR, S, T, - fazele reţelei de alimentarePE – conductorul de nul

R S T

e1 e2 e3

c1 c2 c3 c c4 b1

e4

b2

Fig. 5.3. Pornirea motoarelor electrice cu rotorul în scurcircuit prin contactor cu relee termice AC - 3

Legendă:

e1 – e3 siguranţe pentru protecţia la scurtcircuitc1 – c3 contactele principale ale contactorului cc4 – contact auxiliar al contactorului c, normal deschisc – contactore4 – releu termic pentru protecţia la suprasarcinăm – motor electric trifazat cu rotorul în scurtcircuit b1 – buton normal deschis; buton de pornireb2 – buton normal închis; buton de oprire3x380V/50Hz – reţeaua trifazată de curent alternativLinia groasă reprezintă circuitul de forţă, linia subţire circuitul de comandă

Funcţionare: La apăsarea butonului de pornire b1 se alimentează bobina contactorului c prin faza T, b1 apăsat, b2 normal închis, contactul normal închis e4 al releului termic, şi nul. Bobina contactorului atrage armătura şi îşi închide contactele principale c1, cât şi contactul auxiliar c4

12

m

(contact de automenţinere). Închiderea contactelor principale c1 determină pornirea motorului. Pentru oprire se acţionează butonul b2.

Caracteristicile contactoarelor AC – 3 : Tabelul 5.3Tip

Curent nominal,

A

PuteremotorkW

CurentRelee

TermiceA

ContacteAuxiliare

ND NI

Gradde

protecţieIP

SecţiuneaConductoare

mm2

mim max

AC3-10 10 5,5

0,4; 0,55;0,75; 1; 1,3;1,8;2,4; 3,3;4,5; 6,8;

11

1 - IP 44 1 2,5

AC3-25 25 11 15; 20; 25 2 2 IP 44 4 6AC3-40 40 18,5 32; 40 2 2 IP 44 6 10AC3-63 63 30 63 2 2 IP 33 10 16AC3-100 100 40 100 4 2 IP 44 16 25

AC3-200 200 100100; 160;

2004 2 IP 22 50 70

Comanda instalaţiilor electrice de forta este operaţia prin care seimpune unui sistem electric un anumit regim de funcţionare. Comenzile pot fi manuale când se folosesc chei, butoane, manete, etc. sau automate.

Avantajul comenzilor automate sau manuale este ca ele pottransmite la distanta un semnal electric, mecanic, pneumatic sau hidraulic.

Partea desenata a proiectului unei instalaţii electrice, cuprind schemele funcţionale se de conexiuni cat si planurile de montaj.

Referitor la pornirea directa a unui motor, comanda se poate face prin contactor cu relee termice (vezi schema de mai sus) cat si prin contactor, butoane, si relee termice. In acest caz aceste elemente se montează distinct intr-un tablou.

Schema ce urmează prezintă pornirea unui motor, modul de notare pe schema a elementelor care compun instalaţia.

3x380V/50Hz

1L-1 e5 1L-2

e1 e2 e3

13

b1 c4 c5 R S T c1 c2 c3 1L-3 A B C 1 3 5 b2 e4 1L-4

2 4 6 e4 1L-8 1L-9

1L-5 C h1 h2

1L-7 1L-6

e6

01 02 03 04

Fig. 5.4. Pornirea motoarelor electrice cu rotorul în scurcircuit prin contactor de la distanţă.

Legendă:e1 – e3 siguranţe pentru protecţia la scurtcircuitc1 – c3 contactele principale ale contactorului cc4 – contact auxiliar normal deschis al contactorului c, (contact de automenţinere)c – bobina contactore4 – releu termic pentru protecţia la suprasarcinăe5, e6 – siguranţe pentru circuitul de comandăm – motor electric trifazat cu rotorul în scurtcircuit b1 – buton normal deschis; buton de pornire, BPb2 – buton normal închis; buton de oprire, BOh1 – lampă semnalizare motor pornit

14

m

Circuit de forţă Circuit de comandă Semnalizare Pornire motor Motor Oprire motor Pornit Oprit

h2 – lampă semnalizare motor oprit3x380V/50Hz – reţeaua trifazată de curent alternativ

Funcţionare: Pentru pornirea motorului trebuie apăsat butonul cu revenire, b1. Bobina contactorului, C, se alimentează la tensiunea 220V, pe următorul traseu: Faza R, siguranţa e5, butonul b1, butonul normal închis b2, bobina contactorului C, siguranţa e6 şi nulul de lucru. Contactorul îşi închide contactele principale c1, c2, c3 cât şi contactul auxiliar c4 care se numeşte contact de automenţinere pentru că are rolul de automenţinere. (atunci când butonul normal deschis cu revenire, b1, nu mai este apăsat este şuntat de contactul c4, circuitul de alimentare al bobinei contactorului rămânând în continuare alimentat la tensiunea de 220V). Pentru oprire se apasă butonul b2 care întrerupe circuitul de alimentare al bobinei contactorului C.

Schema este completată cu lămpile de semnalizare h1 şi h2. Acestea indică starea motorului (h1 – motor pornit, h2 – motor oprit). Ele sunt comandate de contactele auxiliare c4 şi c5 şi se montează pe uşa cutiei.

Echipamentul de comandă se montează intr-o cutie cu aparataj CA. De regulă circuitele de forţă se reprezintă cu linie groasă, iar cele

de comandă cu linie continuă subţire. Circuitele de comandă se desenează între două linii orizontale. Fiecare circuit se numerotează cu un număr de ordine, de la stânga la dreapta, în ordine crescătoare.

Sub schema electrică desfăşurată se trece manşeta, în care se înscrie rolul fiecărui element (sau grup de elemente) din circuit.

În dreptul fiecărui contact din circuit (contactor, releu, senzor etc.) se trece, sub formă de fracţie la numărător marca contactului iar la numitor numărul circuitului în care se află elementul.

În dreptul circuitului fiecărui element de comandă (bobină), între schemă şi manşetă, se trece totalitatea contactelor elementului respectiv, iar în dreptul fiecărui contact numărul de ordine al circuitului în care acesta lucrează.

Marcarea conductelor de legătură se poate face după mai multe feluri. Noi am ales metode bornelor. Legăturile între elemente se pot face fie direct fie cu ajutorul clemelor de legătură. Şirul de cleme se reprezintă cu un “X”. În cadrul unui şir de cleme, acestea se numerotează crescător în ordinea montării lor. Marca unei cleme se compune din marca şirului urmată de numărul clemei din şirul respectiv cele două date fiind despărţite de o liniuţă orizontală. De ex. 1L – 28, defineşte clema cu numărul 28 di şirul de cleme 1L.

15

Marcarea conductelor electrice se face după sistemul dependent de borna opusă astfel: adresa capătului opus este alcătuită din marca aparatului şi simbolul bornei la care se leagă capătul opus, cele două simboluri fiind despărţite de o liniuţă orizontală. De ex. c – 1, 1L – 5 semnifică legătura electrică dintre contactorul c – borna 1 şi şirul de cleme 1L – clema numărul 5.

Schema de conexiuni interioare este desenul de execuţie pentru realizarea legăturilor dintre aparate din interiorul unui tablou electric, cutie de aparataj etc.

Toate elementele componente se reprezintă prin figuri geometrice simple (pătrate, dreptunghiuri, cercuri) respectându-se pe cât se poate poziţiile lor din interiorul cutiei. Desenele nu se fac la scară.

h2 h1

b2 b1

Fig. 5.5. Schema de conexiuni interioare, faţă cutie (vedere din spate)

Pentru o bună înţelegere în figura următoare se prezintă marcarea bornelor pentru un contactor cu patru contacte auxiliare.

R S T

0 7 6 3 2

9 8 5 4

A B C 1

- prin comutator stea-triunghi. Se adoptă când puterea motoruluieste mai mare decât puterea admisă la pornirea directă, dar nu mai mare de 75…100kw.

16

L-6 h1-0 0 1 1L-9 h2-0 0 1 1L-8

b1-4 b1-5 1L-3 3 5 1L-4 1L-2 2 4 1L-3

Conectarea se poate face prin comutatoare stea-triunghi manualesau automate (când comanda pornirii se poate face de la distanţă)

Faţă de pornirea directă, curentul şi cuplul de pornire au următoarele valori:

IpY = IP/3; MpY = MP/3 (5.34)

Tensiunea motorului acţionat trebuie să aibă valorile din tabelul de mai jos:

Un reţea, V 220 380 500Un motor, V 380/220 660/380 865/500

17

Fig. 5.6. Pornirea motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit cu comutator stea – triunghi manual.

Comutaţia din stea în triunghi trebuie efectuată în momentul când cuplul motor al conexiunii în stea are aceeaşi valoare cu cuplul rezistent şi punctul de funcţionare.

Funcţionarea schemei este următoarea: Prin apăsarea butonului de pornire, b2, contactorul c1, c2 şi releul de timp d, sunt alimentate cu tensiunea de comandă. Contactorul c1 îşi închide contactele principale realizând conexiunea stea la fel şi contactorul c2. După trecerea timpului fixat la releul de timp cu temporizare la acţionare, este deconectat contactorul c1 şi conectat contactorul c3 realizându-se conexiunea triunghi.

Timpul la care este reglat releul de timp d trebuie astfel ales încât comutaţia să se producă la momentul în care cuplul motor al conexiunii stea are aceeaşi valoare cu cuplul rezistent.

Dacă în regimul permanent încărcarea maşinii este mai mică decât o treime din cuplul nominal, este economic ca motorul construit pentru funcţionarea în triunghi să funcţioneze legat în stea, deoarece în acest caz randamentul şi factorul de putere sunt mari.

- pornirea prin autotransformator, se adoptă când motoarele auputeri peste 75…100Kw şi nu este posibilă pornirea directă sau prin comutator stea – triunghi. Fiind costisitor este recomandat la puteri mari. Principiul este ca la pornire să se conecteze un autotransformator, alimentarea maşinii făcându-se la o tensiune redusă. După pornire se decuplează motorul de la autotransformator şi se cuplează la reţea.

Avantajul acestei metode este că se reduce curentul absorbit de la reţea la pornire iar dezavantajul este scăderea cuplului de pornire.

Autotransformatoarele pot fi comandate manual, prin controler, sau automat de la distanţă.

R S T

18

Fig. 5.7. Pornirea motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit cu comutator stea – triunghi automat.

Fig. 5.8. Pornirea motorului asincron cu autotransformator cu comandă manuală

K1

K2 T

K3 m

Pentru pornirea motorului se închid manual contactele K1 şi K3, alimentarea motorului se face prin autotransformatorul de pornire, T, la tensiune redusă. După terminarea pornirii se închide K2, motorul alimentându-se direct de la reţea, la tensiunea nominală, şi se deschide K3.

Pentru comanda automată la pornirea motoarelor asincrone cu autotransformator schema de mai sus se completează cu circuitele de comandă automată. În acest caz contactele K1, K2 şi K3 sunt contactele unor contactoare incluse într-o schemă automată.

Autotransformatoare de pornire a motoarelor electrice trifazate de curent alternativ ATP:

- Simbolizare: ATP – urmată de două cifre. Prima cifră, pentru motoare cu Un = 220, 380, 440, 500V; A doua cifră – 1: pentru Pn = 40…55kW

2: pentru Pn = 75…100kW- Alegere: UAT = UN; SAT 0,71 UN IN kI

- Caracteristici: Tipul SAT UN L x l x h Masa (kg)

ATP – 1.1 85 500 832x468x700 320ATP – 1.1 130 500 832x468x700 335

5.5 Condiţii specifice pentru realizarea instalaţiilor de forţă.

- alimentarea cu energie electrică a fiecărui receptor electric trebuie

19

m

să se facă separat. Se admite alimentarea mai multor receptoare identice printr-un circuit prevăzut cu protecţie comună la scurtcircuit, dacă puterea totală nu depăşeşte 15kW.

- pornirea motoarelor electrice se face direct dacă puterea motoarelor este mai mică de 4kW (când tensiunea între faze a reţelei este de 220V) şi mai mică de 5,5kW (când tensiunea între faze este de 380V), pentru consumatori conectaţi la reţeaua de j.t. a furnizorului şi prin aparate de pornire dacă puterea motoarelor este mai mare decât valorile de mai sus.

- la consumatori alimentaţi prin posturi de transformare, putereamotoarelor care pot fi pornite direct se determină prin calcul şi nu va depăşi 20% din puterea transformatoarelor în funcţie.

- circuitul separat pentru alimentarea unui motor electric se prevedecu: dispozitive automate de protecţie la scurtcircuit (de ex. siguranţe fuzibile sau siguranţe automate) şi cu dispozitive pentru comandă şi detecţie automată a suprasarcinilor (de ex. contactoare, relee termice sau întreruptoare cu relee termice şi electromagnetice). Alegerea caracteristicilor acestor dispozitive de protecţie a motoarelor şi reglajul lor se face conform tabelului de mai sus şi din cataloagele de produse.

- protecţia la lipsă de tensiune sau la tensiune minimă se prevede lamotoarele cu pornire prin aparate de pornire cu acţionare manuală sau la motoare a căror autopornire nu este permisă din motive de securitate .

- echipamentul electric pentru alimentarea şi acţionarea motoarelorelectrice se montează în tablouri electrice.

- tablourile de distribuţie se prevăd cu întreruptoare generale. Facexcepţie tablourile din locuinţe. Dacă puterea este mai mare de 20kW tablourile se prevăd cu întreruptor general automat cu protecţie maximală dacă sunt racordate la reţeaua de j.t. a furnizorului.

- se va evita gruparea în acelaşi tablou a aparatelor de curentalternativ cu aparate de curent continuu sau a aparatelor cu tensiuni diferite. Dacă nu se poate respecta această condiţie, aparatele pentru acelaşi tip de curent sau aceleaşi tensiuni, se instalează separat şi se marchează distinct.

- legarea conductoarelor la aparate, echipamente, motoare, etc.se face prin strângere mecanică cu şuruburi pentru secţiuni mai mici de 10mm2 şi direct sau prin intermediul papucilor sau clemelor speciale , la secţiuni mai mari de 10mm2.

- suprafeţele de contact se curăţă până la luciu metalic.- conductoarele de cupru multifilare sau din oţel se cositoresc.- conductele şi barele se marchează prin culori astfel

- verde / galben conducte de protecţie (PE şi PEN)- albastru deschis, conducte de nul de lucru

20

- alte culori (roşu, galben, albastru, maro, negru, etc.)conducte de fază

- distanţa de izolare în aer între părţile fixe sub tensiune alediferitelor faze precum şi între faze şi partea metalică a tabloului trebuie să fie mai mare de 15mm.

- tablourile se montează astfel încât înălţimea laturii de sus faţă depardoseală să nu fie mai mare de 2,2m.

- coridorul de deservire din faţa sau spatele tabloului va fi de celpuţin 0,8m.

- aparatele montate în tablou (siguranţe, contactoare, separatoare,etc.), circuitele de intrare şi plecările, se etichetează clar şi vizibil.

5.6. Probleme propuse

1. Un motor cu P = 2,2Kw este alimentat cu energie electrică latensiunea 380/220 Vca. Cunoscând că motorul are un randament de

21

= 82%, şi că lucrează cu un factor de putere cos = 0,82, se cere să se calculeze curentul de calcul IC.

Rezolvare:IC = P/3U cos = 2200/3.380.0,82.0,82 =5A

2. Sa se determine secţiunea cablului de aluminiu cu izolaţie din PVC , ACYAbY, care are lungimea de 5o m si alimentează un motor electric asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit la tensiunea de 380/220V. Motorul absoarbe un curent de 5A iar cos = 0.82.

Rezolvare: Din I7 sau tabelul din cap. 4.1.3. se adoptă cablul din aluminiu de tipul ACYAbY 4x4 mm2, Ic = 36A.

- Verificarea la pierderea de tensiune in regim permanentU% = 100Pnl/U2

lS= 100.2690.50/34.3802.4 = 0,68% < 5%

- Verificarea la pierderea de tensiune in regim de pornire:Up% = 100Ppl/U2

lS = 100.16140.50/34.3802.4 = 4,1% < 12%

3. Considerând motorul din problema precedentă să se calculezesiguranţele fuzibile pentru protecţia la scurtcircuit, releele termice pentru protecţia la suprasarcină şi contactorul necesar pentru conectarea motoruluila reţea.

Rezolvare: - Protecţia la scurtcircuit; dimensionarea siguranţelor fuzibile:IF = Ip/K = 30/2,5 = 12 A;IF < 3 IC = 3.36 = 108A12 < IF < 108Se aleg siguranţe fuzibile de 16A. - Protecţia la suprasarcină; dimensionarea releelor termice:IReglaj RT = IC = 5ADin tabel se aleg relee termice TSA 10A, In = 10A, Is = 6,8A.Reglajul se efectuează intre (0,6…1)Is = 4,08…6,80A - Alegere contactor:IN = ICONTACTOR > IMotor =5ASe alege contactor TCA 10A

22

23

24