Masini Electrice 1 Curs 12

8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 12

1/21

2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 12 1

MAŞINI ELECTRICECurs 12: Recapitulare constructie si functionare masinielectrice clasice: Transformator; Masina de inductie

Prof.dr.ing. Claudia MARŢIŞ

Departamentul de Maşini şi Acṭionări Electrice

Facultatea de Inginerie Electrică


2/21


ELEMENTE CONSTRUCTIVE DE BAZĂ ALEMAŞINILOR ELECTRICE

Din punct de vedere cinematic:La transformator (ambele fixe)

Primar

Secundar

La maşini rotative

Stator

Rotor

Întrefier

La maşini liniare

Parte fixă Parte mobilă (translator)

Întrefier

Stator

Rotor

Întrefier

Parte

fixă

Partemobilă


3/21


Din punct de vedere al rolului funcţional:

Subsistemul magnetic (miezuri magnetice)

Subsistemul electric (înfăşurări)

Subsistemul mecanic şi de ventilaţie (carcasă, lagăre, ventilator)

Miez statoric

Miez rotoric Înfăşurarestatorică

Înfăşurarerotorică

Ventilator

Lagăr

Carcasă


4/21


TRANSFORMATORUL


5/21


Elemente constructive

- varianta monofazata -

Miezmagnetic

Borne deacces

Bobinaj

Suportbobinaj

Sistem defixare


6/21


N2 N1

Consideraţii generale asuprafuncţionării transformatorului

monofazat

2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-50

-40

-30

-20

-10

0

1020

30

40

50

Timp [s]

T e n s i u n e p r i m a r [ V ]

u1

2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-15

-10

-5

0

5

10

15

Timp [s]

C u r e n t p r i m a r [ A ]

i1

2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5 x 10

-3

Timp [s]

F l u x u t i l [ W b ]

Φu

Φσ1

2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

Timp [s]

T e n s i u n e s e c u n d a r a [ V ]

-u2

i2=0


7/21


Regimuri limita de functionare transformatorul electric

Funcţionarea la mers în gol: sealimentează înfăşurarea primară cutensiune sinusoidală, în timp ce bornele înfăşurării secundare se lasă în gol(i2=0).

Funcţionarea în sarcină: se alimentează înfăşurarea primară cutensiune sinusoidală, în timp ce la bornele înfăşurării secundarese conectează o sarcină (i

2

diferit de 0).

Funcţionarea în regim de scurtcircuit:

este un regim limită, ideal, caracterizatprin flux util nul în miezultransformatorului. Practic, bornelesecundare se aduc la acelaşi potenţial.

R’2 X’σ2 R1 Xσ1

U1 U’2

I1 I’2

Z’ Rm Xm

Schema electrica echivalenta in T a transformatorului electric


8/21


Transformatorul trifazat

Cu circuit magneticindependent pe fiecarefază

Cu circuit magneticsimetric pe fiecare fază Cu circuit magneticnesimetric pe fiecarefază

Miez cu trei coloane Miez în manta cu cincicoloane

Miez în manta cu treicoloane


9/21


ÎNFĂŞURĂRI

Conexiune stea (Y) Conexiune triunghi (D) Conexiune zig-zag (Z)

faza l in ie

faza l in ie

I I

U U

3

faza l in ie

faza l in ie

I I

U U

3

faza l in ie

faza l in ie

I I

U U

3

faza Y faza z U U _ _ .860

Tip/schemă de conexiuni


10/21


Grupă de conexiuni

30 0 0 U ,U 2 1

30 6 180 U ,U 2 1

Grupa de conexiuni 0

Grupa de conexiuni 6


11/21


Grupă de conexiuni:defazajul dintre tensiunea de linie din primar UAB şi tensiunea analogă Uab, măsurat în sens orar

şi exprimat în multipli de 30o.

Yy-0 Yy-6

Pentru punctul neutru scos la izolator (nul accesibil): Y0

UB

UA UC

UAB

Ub

Uc Ua

Uab

UB

UA UC

UAB

Ub

Uc

Ua

Uab

Uab

UAB 180°

UAB

Uab


12/21


CBA

cba

Z YX

zyx

UB

UA UC

UAB

Uca

Uab

Ubc

330°

Primar

Secundar

Conexiunestea (Y)

Conexiunetriunghi (d)

Grupa 11

UAB Uab

Yd-11


13/21


N 1

N 2

N 2

N 1

I

I

U

U k Raport de transformare:

Puterea aparenta nominala:

N _faza 2 N _faza 2 N _faza 1 N _faza 1 N I * U * m I * U * m S

cos I mU cos S P f aza _1 faza _1 1

Putere activa absorbita:

1

cupru miez 1

1 1

1 2

P

pierderi pierderi P

P

pierderi P

P

P

Randament:


14/21


APLICAŢII TRANSFORMATOR

T1. Un transformator monofazat are SN = 6kVA, U1N /U2N=220V/24V. Sa se calculeze pierderile in gol aletransformatorului pentru functionarea la un randament de 98.96%, un factor de putere de 0.6 si pierderi ininfasurari egale cu 0.82% din puterea activa nominala. Sa se calculeze impedanţa, reactanţa şi rezistenţa lamers în gol pentru un curent de mers în gol de 1.5% din curentul nominal.

T2. Pentru un transformator monofazat cu puterea activa nominala PN=24kVA şi tensiune primara de 6.3kV,s-au realizat masuratori la mers in gol si s-au obtinut: U0=6.3kV, I0=95A, P0= 2200 kW. Considerand unfactor de putere egal cu 0.6 si un randament de 85%, calculati puterea aparenta nominala atransformatorului si pierderile la mers in scurt.

T3. Un transformator monofazat are SN = 4kVA, U1N /U2N=220V/24V. Pierderile măsurate la mers în gol şi scurtcircuit reprezintă 0.22%, respectiv 0.82% din puterea nominală activă a transformatorului, la un factorde putere de 0.6.Să se calculeze randamentul transformatorului în regim nominal şi impedanţa, reactanţa şi rezistenţa lamers în gol pentru un curent de mers în gol de 1.5% din curentul nominal.


15/21


MASINA DE INDUCTIE (ASINCRONA)

Infasurarea de excitatie: infasurarea statorica

Infasurarea indusa : infasurarea rotorica

Rotor bobinat

Rotor in colivie


16/21


La baza functionarii masinii de inductie sta

campul magnetic invartitor, obtinut prinalimentarea infasurarii statorice.

Campul magnetic generat de o faza esteun camp magnetic pulsator.


17/21


p=3

p=4


18/21


Alunecarea maşinii:

100 n

n n [% ] s sau

n

n n s

1

1

1

1

Viteza rotorului este intodeauna diferita de cea

a campului magnetic invartitor.

n1 viteza campului magneticinvartitor (viteza de de sincronism)

p

f 60 n 1


19/21


1111 cosIU3P

1Fe1Cu1 ppPP

entarelimsupmecM2 ppPP

Puterea electrică absorbită:

Puterea electromagnetică transmisă rotorului:

Puterea mecanică:

Puterea utilă:

Randamentul

PierderiP

P

P

P

2

2

1

2

2CuM pPP


20/21


CUPLULELECTROMAGNETIC

11

111M sM

nnn

60n2MMPP

Cuplulelectromagnetic

Viteza unghiular ă a

câmpului învârtitor

Viteza unghiular ăa rotorului

2CuM pPP

1

2Cu

s

pM

2211

22

11

221

1'XcX

s

'R cR

s

'R U3

f 2

p

M


21/21


APLICAŢII MASINA ASINCRONA

MA1. Puterea utilă la arbore a unei maşini asincrone trifazate este de 6kW. Să se determine putereamecanică dezvoltată de maşină, ştiind că suma dintre pierderile mecanice şi cele suplimentare este de600W. Dacă maşină dezvoltă un cuplu electromagnetic de 42.6Nm, să se determine valoarea turaţiei la carelucrează maşina. Care este viteza de sincronism a maşinii?

MA2. O maşină asincronă trifazată cu 4 perechi de poli, alimentată de la o reţea cu frecvenţa de 50Hz,lucrează la o alunecare de 0.04. Să se determine turaţia la care lucrează maşina. Stiind că putereamecanică a maşinii este de 4.2kW, să se determine cuplul electromagnetic dezvoltat de maşină.

MA3. O maşină asincronă lucrează la o turaţie de 720rot/min, dezvoltând un cuplu electromagnetic de40Nm, şi o putere utilă la arbore de 3kW. Dacă frecvenţa de alimentare este de 50Hz, să se precizeze turaţia de sincronism a maşinii. Să se calculeze puterea mecanică dezvoltată de maşină şi valoarea pierderilormecanice, neglijând pierderile suplimentare. Care este curentul absorbit de la reţea, considerândtensiunea pe fază a reţelei de 220V, factorul de putere de 0.85 şi randamentul maşinii de 0.9?

Documents

Masini Electrice 1 Curs 12