Download pdf - Curs SAMI - Actionari Electrice

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


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


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.


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).


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 .


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


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.


8/14

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.


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:


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.


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


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.


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


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