masina c.a.sch

8/15/2019 masina c.a.sch

1/53

Cap.III

ACION!RI ELECTRICE CUMA$INI DE c.a.

S!"#" "$"%&'" (" )*&+'&" ,

#*%*,&"$*& ,-'+&*+"

%&'.,/,%"

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/


2/53

Regimul tranzitoriu al motorului asincron

n Dupã cum funcionarea motorului asincron înregim staionar este descrisã de caracteristicamecanicã staticã M =f (s), tot a!a !i regimultranzitoriu poate fi reprezentat printr-ocaracteristicã mecanicã dinamicã.

n Ecuaiile ce descriu funcionarea ma!inii în

regim tranzitoriu sunt:




3/53

n u1 valoarea instantanee a tensiunii de fazãstatorice;

n i 1 valoarea instantanee a curentului statoric;

n i 2 valoarea instantanee a curentului rotoric;n Lm inductivitatea mutualã a înfã!urãrilor din

stator !i rotor .

t

nGD M M

t i L

t i Li R

t

i L

t

i Li Ru

S

m

m

d

d

dd

d

d

d

d

d

375

d0

2

12222

211111

=−

++=

++=




4/53

n În cazul motoarelor asincrone cu parametri

constani, încãrcate cu un cuplu de sarcinãconstant sau nul, studiul regimului tranzitoriu

electromecanic, neglijând procesul tranzitoriu

electromagnetic, se face pe cale analiticã.

Pentru simplificare, se va considera cazul

particular când cuplul de sarcinã M s=0.

n Cu aceste ipoteze, ecuaia fundamentalã a

mi!cãrii devine.




5/53

t

nGD M

d

d

375

2

=

t

nGD

s

s

s

s

M

k

k

k

d

d

375

2 2=

+

s

s

s

s

M M

k

k

k

+=

2Se cunoa!te relaia luiKloss:

Înlocuindobinem:




6/53

t

sn

t

n

d

d

d

d1−=

din relaia alunec$riideducem:

t

sGDn

s

s

s

s

M

k

k

k

d

d

375

2 2

1−=+

Înlocuind înexpresia

anterioar $:

s s

s

s

s

M

nGDt k

k k

dd

+−= 1

2

3752

1prin separareavariabilelorobinem:




7/53

s s

s

s

sT t k

k

K dd

+−=

2

Separândvariabila timp:

în care s-a notat cu T K constanta electromecanicã de timp a ma!inii:

k

K M

nGDT 1

2

375=

Durata regimului tranzitoriu se determinã prin integrarea între limitele s1 !i s2corespunzãtoare alunecãrii de la începutul !i sfâr !itul regimului tranzitoriu

considerat. Deci

+

−=

⌡

⌠

+−=

2

122

21 ln222

2

1

s

s s

s

s sT s

s

s

s

sT t k

k

K

s

s

k

k

K d




8/53

Procese tranzitorii la pornirea

motorului asincronn durata regimului tranzitoriu de pornire sepoate determina considerând cã alunecareavariazã între limitele s1=1 !i s2 = sn. Se

obine:

+

−−=

N

k

k

N K p

s s

s

sT t

1ln

2

1

2

2




9/53

n În realitate, deoarece s-a considerat cãpornirea are loc în gol (M s=0), alunecarea în

regim staionar ar fi s2=0 !i timpul de pornirear rezulta infinit.

n Practic, avându-se în vedere frecãrile ceintervin, se considerã cã regimul staionar

este atins pentru s n ≅ 0,05, pornirea fiindterminatã când n ≅ 0,95n 1.

n În acest caz, durata regimului tranzitoriu depornire va fi:

+≅

+−−= k

k

K k K

p s s

T sT t 5,141

05,01ln

205,01

2

2




10/53

n Rezultã cã pentru un anumit sistem deacionare dat (T K=ct.) se poate determina

valoarea alunecãrii critice optime sk0 astfel încât timpul de pornire sã fie minim:

05,14

1

20 =

+−= k K k p

sT s

t

d

d

de unde sk0=0,408.

Înlocuind valoarea optimã aalunecãrii critice se obine durataminimã a timpului de pornire

K K p T T t 22,1408,0.5,1408,0.4

1min ≅

+=




11/53

Observaiin 1. Rezultã cã în cazul pornirii directe, fãrã reostat

de pornire !i a unor porniri dese, se recomandãca motorul de acionare sã fie astfel ales încâtalunecarea sa criticã sã aibã o valoare cât maiapropiatã de sk0.

n 2. De remarcat însã cã o datã cu cre!tereaalunecãrii critice, deci a rezistenei rotorice, semãre!te preul motorului !i se mic!oreazãrandamentul sãu.

n De aceea, la alegerea motorului în funcie dealunecarea sa se impune efectuarea unui calcultehnico-economic, adoptându-se soluia cea maiconvenabilã.




12/53

Comanda motoarelor electriceasincrone trifazate

Se prezint$:

n pornirea direct$ a motoarelor electrice asincronetrifazate cu rotorul în scurtcircuit;

n comanda grupurilor de motoare electrice asincronetrifazate cu rotorul în scurtcircuit (simultan, cu interblocaj,

temporizat);n reversarea de sens;

n comanda automat$ stea-triunghi;

n comanda cu rezistoare în circuitul rotoric;

n comanda cu controler a motoarelor electrice asincronetrifazate cu rotorul bobinat;

n comanda porniriimotoarelor sincrone;

n pornirea motoarelor asincrone cu rotorul bobinat,utilizând cascada subsincron$




13/53

Pornirea direct a motoarelor electriceasincrone trifazate cu rotorul înscurtcircuitn Circuitul de forta asigura transferul de

energie de la sursa de alimentare la motorul

electric;n Circuitul de forta include:intreruptoare,

separatoare, elemente de protectie.




14/53

Schema de pornire directã a motorului

asincron cu rotor în scurtcircuit




15/53

Comanda automata a reversrii de sensa motoarelor asincrone trifazaten Reversarea de sens are la baz observa#ia c atunci când se

inverseaz dou faze se schimb sensul câmpului învârtitor $i

prin aceasta sensul de rota#ie al arborelui motorului electric




16/53

Schema de pornire reversibil$ a motorului asincron cu rotor înscurtcircuit




17/53

Circuitul de for" pentru comandaunui grup cu 3 motoare




18/53

Comanda simultana a motoarelorasincrone




19/53

Comanda cu interblocaj a motoarelorasincrone




20/53


21/53

Schema electric" deComanda automat stea / triunghi

amotoarelor asincrone trifazate

Principiul metodei:




22/53

Schemaelectric" de

Comandaautomatstea / triunghiamotoarelorasincrone

trifazate




23/53

Comanda MAS cu rezisten#e încircuitul rotoric

n Se refer" la comanda automat" a motoarelor electrice

trifazate cu rotorul bobinat cu rezistene în circuitulrotoric.

n Se consider" un motor electric cu trei grupuri derezistoare montate în circuitul rotoric;




24/53

Caracteristica mecanic" M= f(s) pentru trei grupuride rezistoare Rl, R2, R3




25/53

Schema de comand' temporizat' a porniriireostatice a m.as. t




26/53

Comanda cu controler amotoarelorasincrone cu rotorul bobinat

n Se prezint$ schema electric$ pentru

comanda cu controler a unui motor electricasincron trifazat cu rotorul bobinat curezistene în circuitul rotoric.




27/53




28/53

n Iniial maneta controlerului este pe poziia 0 !i

motorul electric Ml este oprit. La trecereamanetei pe poziia 1 "în dreapta", se realizeaz$ pe controler leg$tura borna T - borna A2 !iborna R - borna C2.

n Datorit$ leg$turii borna T -borna A2 sestabile!te circuitul : faz$ L3 - borna T - borna A2 - Linia de contact LC3 - borna W a Ml (Mleste alimentat de faza L3).

n Datorit$ leg$turii borna R - borna C2 se

stabile!te circuitul: faza Ll-borna R - borna C2 -LC1-borna u (Ml este alimentat de faza LI).




29/53

n Se observ$ c$ faza L2 alimenteaz$ direct LC2!i din aceasta borna v (Ml este alimentat defaza L2). Rezult$ c$ Ml este alimentat princontroler de fazele L3 !i L1 !i direct de fazaL2.

n Leg$tura dintre LC1, LC2, LC3 !i înf $!ur $rile

statorice ale Ml respectiv bornele u, v !i w serealizeaz$ prin intermediul pantografului P(culeg$tor mobil) ce realizeaz$ alimentarea cuenergie electric$ a Ml de la partea fix$ (linii decontact) la partea mobil$ pe care este

amplasat M1.




30/53

Pornirea motorului asincron cu rotorulbobinat, utilizând cascada subsincron

n Are la baz$ utilizareaconvertizoarelor staticede frecven$.

n În figura este prezentatprincipiul de funcionare




31/53

n La cascada subsincron$ cu comutatoare dinfigura energia de alunecare a ma!inii

asincrone este convertit$ în energie decurent continuu prin intermediul unui redresornecomandabil, conectat la inelele colectoare!i trimis$ înapoi în reea prin intermediul unuiinvertor cu tiristoare.

n Energia electric$ din rotor este recuperat$ înreea.

n Utilizarea echipamentului pentru game dereglaj reduse permite o dimensionare a

circuitelor de for $ (redresor, invertor etc.)numai la puterea de alunecare dorit$.




32/53

nn

n P n

nn P min

alunecare

−=

In acest caz pornirea se face cu rezistenele încircuitul rotoric, sistemul de reglare SRA începânds$ lucreze numai dup$ atingerea turaiei minimedorite nmin.




33/53

Schema electric$ afuncion$rii motoruluiasincron cu rotorulbobinat utilizândcascada subsincron$.




34/53

n Tensiunea rotoric$ este redresat$ prin intermediulredresorului format din diodele cu siliciu vl...v6 !ienergia de c.c. este recuperat$ în reea prinredresorul comandabil cu tiristoare v7...v12, carefuncioneaz$ în regim de invertor (transform$ c.c. înca,). Bobina Lf din circuitul de c.c. serve!te lafiltrare. Pentru a putea transmite energia electric$ din rotor în reea (în loc s$ fie transformat$ înc$ldur $ prin rezistenele de pornire Rp), între

învertor !i reea se introduce transformatorul de

recuperare T1 care furnizeaz$ la ie!ire energieelectric$ la tensiunea reelei




35/53

n La punerea în funciune contactorul K2 este închis !iMl porne!te în asincron cu rezistenele Rp conectate

în circuitul rotoric. Echipamentele ce utilizeaz$ cascada subsincron$ sunt de puteri mari (peste100kW). Rezistenele de pornire sunt constituite înmod obi!nuit dintr-un reostat cu lichid ( rezistenaelectric$ scade , odat$ cu avansarea celor treielectrozi, corespunz$tori celor trei faze în lichid,pân$ când acestea intr $ în ni!te contacte tip tulip$

în care sunt scurtcircuitate !i M1 funcioneaz$ pecaracteristica natural$).

n Prin Rp se impune nivelul minim de turaie nmin lacare începe reglarea turaiei prin cascadasubsincron$ (aceasta permite o dimensionareeconomic$ a circuitului de for $).




36/53

n Prin poteniometrul P se fixeaz$ turaia impus$ ni la ie!ireadin P rezult$ O tensiune Ui Pe arborele Ml este montattahogeneratorul Tg care transform$ turaia m$surat$ nr

într-o tensiune Ur propor ional$ cu turaia nr. La atingereanivelului minim de turaie nmin, când Rp sunt

scurtcircuitate exist$ un circuit de sesizare, care permiteintrarea în funciune a p$r ii de comand$. Din acestmoment, Comp.l compar $ turaia impus$ ni(Ui) cu turaiam$surat$ nr(Ur). Abaterea e este aplicat$ la intrarearegulatorului de turaie, Rn. Dac$ ni>nr abaterea >0 iardac$ ni


37/53

n Semnalul rezultat la ie!irea Rn este aplicatComp. 2. Acesta compar $ semnalul de la

ie!irea Rn cu semnalul de la traductorul decurent TC (Transformatoarele de intensitate T3m$soar $ curentul absorbit de Ml !i îl transmitetraductorului de curent TC) !i abaterearezultat$ la ie!ire se aplic$ regulatorului de

curent Ri .La ie!irea Ri se obine semnalul decomand$ Uc care este aplicat dispozitivului decomand$ pe grila DCG. Dac$ ni>nr DCG închide tiristoarele în mod corespunz$tor(scade unghiul de aprindere al tiristoarelor) !ica urmare se furnizeaz$ mai puin$ energie înreea (sarcina scade) !i nr cre!te.




38/53

Comanda diferitelor

tipuri de instala)ii




39/53

Comanda cu program

n Exemplu de comand$ cu program.

Este utilizat un programator pentru instalaii deautomatizare PIA, compus dintr-un motor

electric sincron Mo, un reductor de turaie v !iun arbore pe care sunt montate o serie decame cu contactele K1';K2';K3'

O rotaie complet$ a Mo se efectueaz$ într-o

anumit$ perioad$ de timp. De exemplu în 6minute, 60 minute, 120 minute etc.




40/53




41/53

n Dup$ poziia în care sunt fixate camele, atunci când arborele serote!te se închid !i contactele Kl's K2', K3' care determin$ pornireamotoarelor electrice M1, M2 !i M3. în acest mod se realizeaz$ comanda cu program.

n Pornirea se iniiaz$ prin acionarea butonului de pornire S1.n Se închide circuitul 4 !i anclan!eaz$ bobina contactorului K0, care

închide circuitul 0 !i porne!te micromotorul sincron MO care pune înfunciune PIA cu came.

n Dup$ un anumit timp cama 1 (C1) închide contactul Kl' (v.circ.5). Se închide circ.5 !i anclan!eaz$ bobina contactorului Kl care închide

contactele principale Kl din circ.1 porne!te Ml !i concomitent se închide cnd Kl din circ. 6 care determin$ anclan!area releuluiintermediar Dl.

n Releul Dl deschide cm Dl din circ, 4 care produce oprirea MO !i decia PIA. Motorul electric M1 execut$ programul, iar când acesta esterealizat se deschide limita torul S2.

n Ca urmare se întrerupe circ.6, se închide contactul Dl din circ.4,anclan!eaz$ bobina contactorului K0 !i porne!te MO carefuncioneaz$ pân$ când se închide cama K2 !i funcionareacontinu$ dup$ acela!i algorirtm.




42/53

Comanda automat a unui compresor

n Compresorul intr $ în funciune cândpresiunea dintr-un rezervor scade sub ovaloare minim$ (min) impus$ !i se opre!tecând presiunea cre!te peste o valoaremaxim$ (Max) impus$.

n Automatizarea se face conform cu diagramamanometrului cu contacte electrice (regulator

neliniar - ie!irea pe contacte) din figura




43/53

Diagrama manometrului cu contacte electrice

Când presiunea m$surat$ de manometrulM este cuprins$ între 0 !i min este închis uncontact de tip limitator bm iar când presiuneaeste cuprins$ între Max !i 100% este închisun contact de tip bM.




44/53

Schema electric" desf "%urat" pentru comandaautomat" a unui compresor




45/53

n Dac$ presiunea scade sub minim (min) se închidecontactul bm.

n Aceasta produce închiderea circ.3 !i anclan!eaz$ bobinareleului Dl, care închide cnd Dl din circ.4 (deautomeninere) !i cnd Dl din circ.5. închiderea cnd Dl dincirc.5 determin$ anclan!area bobinei contactorului Kl. Caurmare se închid contactele principale din circ.1 ale Kl !i

motorul electric Ml ce antreneaz$ compresorul C începes$ funcioneze. Presiunea din rezervor cre!te. Cândajunge la valoarea maxim$ (Max) se închide contactulbM. Se închide circ.6 !i anclan!eaz$ bobina releului D2,care deschide cnî D2 din circ.3, care întrerupe circ.3 !i

prin aceasta deschiderea circ.5 respectiv oprireacompresorului.




46/53

Comanda automat a unei sta#ii dehidrofor

n Hidroforul este un rezervor cu ap$ !i o pern$ de aer.

n Presiunea apei este realizat$ prin

intermediul unei pompe iar presiunea perneide aer prin intermediul unui compresor deaer.




47/53

Schema electric" desf "%urat" pentru comanda

automat" a unui hidrofor.




48/53

Circuitele I, 2 sunt pentru partea de for $ a pompei respectiv acompresorului. Circuitul 3 este pentru protecia la scurtcircuit ap$r ii de comand$.Circuitele 4...8 sunt pentru comanda pompei (Kl) iar circ. 9...11

pentru comanda compresorului (K2).Presiunea apei este urm$rit$ de un manometru cu contacteleulm !i U1M sau presostat.Când presiunea apei scade sub o anumit$ limit$ impus$, se

închide contactul ulm. Ca urmare se închide circ.7 !i

anclan!eaz$ bobina releului Dl care închide cnd Dl din circ.6 cepune sub tensiune circ.4 !i ca atare, anclan!eaz$ bobinacontactorului Kl.Prin anclan!area bobinei contactorului Kl este închis circ.1 !ipompa este pus$ în funciune.

Când presiunea ajunge la valoarea maxim$ impus$ se închidecontactul U1M !i odat$ cu acesta circ.8. Anclan!eaz$ bobinareleului D2 care deschide cnî D2 din circ.4 !i motorul electric ceantreneaz$ pompa se opre!te.




49/53

Presiunea aerului este urm$rit$ de manometrul cu contacteleu2m respectiv u2M (sau un presostat).Când presiunea aerului scade sub limita prestabilit$ se

închide cnd u2m !i odat$ cu acesta circ.9 care determin$ anclan!area bobinei contactorului K2 ce pune în funciunecompresorul.Cre!te presiunea pernei de aer din hidrofor !i când seajunge la valoarea maxim$ prescris$, se deschide cnî u2M

din circ.9 !i compresorul se opre!te.Comanda manual$ a pompei se realizeaz$ prin butoanele depornire S2 !i oprire S1,iar a compresorului prin intermediulbutoanelor S4 respectiv.S3.Pentru p$strarea unui anumit raport intre nivelul apei !i al

aerului din hidrofor acesta se urm$re!te printr-o sticl$ denivel !i se menine prin comanda manual$ sau/!i acompresorului.




50/53

Comanda automat cu interblocaj la

transportorul cu band

Se cere ca un sistem alc$tuit din trei

transportoare cu band$ s$ porneasc$ în ordinea:

banda 3, banda 2, banda 1;

Ø oprirea s$ se fac$ în ordinea: banda 1, banda

2, banda 3.

Ø Se impune prevederea unui interblocaj.PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com



51/53

Schema electric' desf '*urat' pentruComanda automat' cu interblocaj a transportorului cu band'




52/53

•Pentru pornire se acioneaz$ butonul de

pornire S2.•Se închide circ.8, !i anclan!eaz$ bobinacontactorului K3 care porne!te banda 3!i concomitent, închide cnd K3 din circ.6

care se închide, !i porne!te banda 2.•La rândul ei bobina contactorului K2

închide circ.5 !i porne!te !i banda 1.

•S-a realizat pornirea benzilor în sensul3,2,1 prin interblocajele respective.




53/53

Pentru oprire se acioneaz$ butonul de oprireS1.Se deschide circ.5 care determin$ oprireabenzii 1 !i concomitent se deschide cnd K1 dincirc.7 care determin$ oprirea benzii 2.

La oprirea benzii 2 se deschide cnî K2 din circ.10 care determin$ deschiderea bobineicontactorului K3 !i prin aceasta oprirea benzii3.

S-a realizat oprirea în sensul 1,2,3.

Documents

masina c.a.sch