Motorul Sincron

Trimis la data: 2005-03-22 Materia: Fizica Nivel: Liceu Pagini: 16 Nota: / 10 Downloads: 19
Autor: Luiza Anghel Dimensiune: 19kb Voturi: Tipul fisierelor: doc Acorda si tu o nota acestui referat: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vezi mai multe detalii vezi mai putine detalii
Raporteaza o eroare
Maşina de curent alternativ la care turaţia motorului este egală cu cea a câmpului învârtitor, indiferent de sarcină, se numeşte maşină sincronă.

Cap.I. Motorul sincron
I.1. Definiţie şi elemente constructive de bază
Maşina de curent alternativ la care turaţia motorului este egală cu cea a câmpului învârtitor, indiferent de sarcină, se numeşte maşină sincronă.

Armătura inductorului maşinii este formată dintr-o succesiune de poli “N” şi “S”, realizaţi din electromagneţi excitaţi în c.c. sau prin magneţi permanenţi. În general, inductorul este rotor şi numai la maşini mici, din motive de spaţiu, poate fi stator, maşina fiind considerată în acest caz de conducţie inversă.

Inductorul poate fi cu poli aparenţi şi bobine concentrate aşezate pe aceştia sau cu poli plini, când înfăşurarea de excitaţie este repartizată în crestături. Înfăşurarea de excitaţii are capetele legate la două inele de pe arbore pe care calcă periile care fac legătura cu sursa exterioară de c.c. Motoarele sincrone mai au armătura inductoare o înfăşurare de tip colivie, numită “înfăşurare de amortizare” , utilizată la pornirea motoarelor. Circuitul magnetic al inductorului se poate realiza şi din piese masive de oţel, deoarece fluxul fiind produs de c.c. nu variază în timp şi nu produc pierderi.

Armătura indusului este formată din pachete de tole şi în crestăturile ei se gaseşte o înfăşurare trifazică conectată în stea. Gama largă de puteri, ca şi locul de utilizare, a condus la numeroase forme constructive al căror elemente, în afara celor precizate mai sus, pot diferi de la un tip la altul.

Astfel elementele specifice ale motorului sincron sunt:
circuitul magnetic statoric;
carcasa;
înfăşurarea indusă;
scuturile;
plăcile de strângerea pachetelor de tole stator;
butucul armăturii rotorice;
poli inductori;
înfăşurarea excitaţiei;
excitatoarele;
ventilatorul.


I.2. Semne convenţionale
Pentru motoarele sincrone există o serie de semne convenţionale după cum urmează:
înfăşurările indusului sunt notate cu “U”, “V”, “W”
înfăşurarea de excitaţie se notează cu “F”


I.3. Domenii de utilizare a motoarelor sincrone
Maşinile (motoarele) sincrone pot funcţiona în regim de generator, de motor şi într-un regim de compensator de putere reactivă (compensator sincron).
Generatoarele sincrone (alternatoarele), constituie surse de curent alternativ de frecvenţă industrială din centralele electrice. Tendinţa este ca ele să se realizeze cu puteri cât mai mari pe unitate, pentru abţinerea de randamente mari şi consumuri specifice mici de materiale.

Generatoarele sincrone mari cu poli înecaţi, antrenate de turbine cu abur sau gaze la turaţii de 3000 rot/min. sau mai rar de 1500rot/min. se numesc “turbogeneratoare”, iar cele cu turaţii mici, cu poli aparenţi, antrenate de turbine hidraulice se numesc “hidrogeneratoare”.

Motoarele sincrone se folosesc la puteri de 100KW, în locul motoarelor asincrone, pentru funcţionarea la un factor de putere dorit sau chiar pentru compensarea factorului de putere al reţelelor. Ca motoare mai mici se utilizează acolo unde se impune o turaţie sincronă.Compensatoarele sincrone sunt motoare sincrone care funcţionează în gol şi debitează putere reactivă în reţelele la care sunt conectate pentru a le imbunătăţi factorul de putere.

Cap.II. Principiul de funcţionare a motorului sincron
II.1. Principiul de funcţionare al generatorului
Dacă rotorul motorului sincron are înfăşurarea de excitaţie alimentată de o sursă de c.c. şi este antrenat de un motor cu viteză unghiulară ( se formează un câmp învârtitor de formă care produce printr-o înfăşurare de fază fluxul (. Înfăşurările de fază fiind declarate în spaţii cu un unghi de 120(, t.e.m. induse în cele trei înfăşurări statorice de fază sunt:
e01=E0(2cos(wt-(/2)
e02=E0(2cos(wt-(/2-2(/3)
e03=E0(2cos(wt-(/2-4(/3)
unde:
w=p(
E0=expresia pentru fluxul (0 de la funcţionarea în gol.

Dacă înfăşurarea statorică se conectează la o sarcină trifazată de impedanţe corespunzătoare, aceasta, ca şi înfăşurările, vor fi parcurse de un sistem trifazat de curenţi, curentul din faza de referinţă având forma:
i1=I(2cos(wt-((/2+()(

Unghiul de decalaj “(” dintre t.e.m. e01 şi curentul i1 depinde de natura sarcinii şi de parametrii înfăşurării. În acest caz maşina cedează o putere electrică sarcinii, putere preluată prin intermediul câmpului electromagnetic de la motorul primar, funcţionând deci, în regim de generator.



II.2. Reacţia indusului la maşina sincronă


Reacţia indusului are o mare influenţă asupra comportării motorului sincron, nu ca la maşina de c.c. unde influenţa ei este, practic, neglijabilă.
Înfăşurarea trifazată a statorului, parcursă de sistemul trifazat de curenţi de forma celor daţi de relaţia i1=I(2cos(wt-((/2+()(, produce la rândul ei un câmp învârtitor de reacţie care are aceeaşi viteză unghiulară ( şi acelaşi sens de rotaţie ca şi câmpul învârtitor inductor, dar decalat în urmă, ca şi curentul “i1”, faţă de fluxul care a indus t.e.m.:
ba=Bacos(wt-(-((/2+()(

Deci, fluxul de reacţie prin înfăşurarea de fază a indusului va fi defazat faţă de fluxul inductor cu acelaşi unghi, având expresia:
(a=(acos(wt-((/2+()(

iar t.e.m. indusă a acestui flux va fi:
ea=w(cos(wt-((+()(=Ea(2cos(wt-(-()

Cele două fluxuri inductor (0 şi de reacţie (a se compun şi dau un flux rezultat:
(=(0+(a
care induce a t.e.m. –E=E0+Ea


II.3. Ecuaţia tensiunilor


Pentru o urmărire mai simplă a fenomenelor de bază, ecuaţiile se vor deduce pentru maşina sincronă ci întrefier constant (cu polii plini), chiar dacă nu vor fi prinse unele particularităţi funcţionale specifice motorului sincron cu întrefier variabil (cu poli aparenţi).
Ecuaţia tensiunilor pentru o fază a indusului se determină aplicând regula dipolului generator:
U+RI+jx0I=E=E0+Ea

Unde :
“R” este rezistenţa înfăşurării de fază
“x0” este reactanţa corespunzătoare fluxului de scăpări a înfăşurării respective
E este dată de relaţia E0+Ea=E
Dacă avem în vedere că (a este în fază şi proporţional cu curentul i1, cum reiese din relaţiile: i1=I(2cos(wt-((/2+()( şi (a=(acos(wt-((/2+()(, în baza relaţiei ea=w(cos(wt-((+()(=Ea(2cos(wt-(-() se poate scrie:
Ea=-jxaI

Unde xa este reactanţa corespunzătoare fluxului de reacţie.
Cu relaţiile Ea=-jxaI şi U+RI+jx0I=E=E0+Ea se mai poate scrie:
E0=U+RI+jx0I+jxaI=U+RI+jxsI

Unde xs=x0+xa este reactanţa sincronă a motorului.










Cap.III. Regimurile de funcţionare, bilanţul de puteri şi randamentul
III.1. Cuplul electromagnetic dezvoltat când maşina este cuplată la reţea


Dacă tensiunea reţelei U şi t.e.m. E0 a generatorului au aceeaşi pulsaţie w1, se păstrează relaţia:
E0=U+RI+jx0I+jxaI=U+RI+jxsI

Având în vedere că la maşina sincronă rezistenţa R şi reactanţa x0 sunt mici faţă de reactanţa xs, iar în relaţia U+RI+jx0I=E=E0+Ea se poate considera U(E şi ecuaţia E0=U+RI+jx0I+jxaI=U+RI+jxsI devine E0(U+jxsI.
Cu aceste simplificări diafragma de fazori şi puterea electromagnetică a motorului sincron trifazat se aproximează cu:
Pe(3EIcos((3UIcos(


III.2. Definiţia regimurilor de generator şi motor


Considerând că rotorul maşinii (((1, E0 are pulsaţia w=p(((1, unghiul între (, definit de reacţia indusului variază continuu iar cuplul electromagnetic dat de relaţia:
Pe((3UE0/xs)sin(
Me=Pe/(1((3E0/(1xs)sin(
Este un cuplu alternativ, deci cu valoare medie nulă. Astfel ne dăm seama că motorul sincron nu dezvoltă un cuplu electromagnetic decât atunci când (=(1, adică rotorul are turaţia de sincronism impusă de pulsaţia w1 a reţelei la care este cuplată maşina. Dacă motorul sincron funcţionează pe reţea proprie ca generator, acesta impune şi frecvenţa reţelei alimentate. Din această cauză, cuplul electromagnetic al motorului sincron se mai numeşte “cuplu sincron”.
Dacă maşina cuplată la reţea funcţionează în regim de generator, adică dă energie activă în reţea, trebuie să fie antrenată de un motor primar care să conducă la creşterea unghiului între (, definit la relaţia indusului şi Pe(0, din relaţia:
Pe((3UE0/xs)sin(
Me=Pe/(1((3UE0/(1xs)sin(

În regim de generator, câmpul rezultat este declarat în urma câmpului inductor. Dacă (=0, motorul nu dă şi nu primeşte energie activă. Dacă la arborele maşinii apare un cuplu rezistent, care tinde să scadă turaţia rotorului, axa polului rotoric rămâne în urmă faţă de axa polului câmpului rezultant, deci (=0, apare un cuplu sincron, motorul primeşte energie activă de la reţea şi dezvoltă un cuplu mecanic la arbori. În acest caz, acesta funcţionează în regim de motor. Când maşina este cuplată la reţea, dar ...

  • pag. 1
  • pag. 2
  • pag. 3
  • pag. 4
  • pag. 5
  • pag. 6
  • pag. 7
  • pag. 8
  • pag. 9
  • pag. 10

Nota explicativa
Referatele si lucrarile oferite de Referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.

Iti recomandam ca referatele pe care le downloadezi de pe site sa le utilizezi doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale pentru conceperea unui referat nou, propriu si original.

Referat.ro te invata cum sa faci o lucrare de nota 10!
Linkuri utile
Programeaza-te online la salonul favorit Descarca gratuit aplicatiile pentru iOS si Android Filmulete haioase Filme, poante si cele mai tari faze Jocuri Cele mai tari jocuri de pe net Referate scoala Resurse, lucrari, referate materiale pentru lucrari de nota 10
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

Referat.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat politica de confidentialitate pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles