| Referate | Director web | Adauga link | Contact |

Titlu referat: Motorul sincron

Nivel referat: liceu

Descriere referat:
GRUP ŞCOLAR INDUSTRIAL BUCECEA
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 Ω se
formează un câmp învârtitor de formă care produce printr-o înfăşurare
de fază fluxul ψ.
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-π/2)
e02=E0√2cos(wt-π/2-2π/3)
e03=E0√2cos(wt-π/2-4π/3)
unde:
w=pΩ
E0=expresia pentru fluxul ψ0 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-(π/2+β)]
       
       Unghiul de decalaj “β” 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-(π/2+β)], produce la rândul ei un câmp
învârtitor de reacţie care are aceeaşi viteză unghiulară Ω 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-α-(π/2+β)]
       Deci, fluxul de reacţie prin înfăşurarea de fază a indusului
va fi defazat faţă de fluxul inductor cu acelaşi unghi, având
expresia:
Ψa=Ψacos[wt-(π/2+β)]
iar t.e.m. indusă
a acestui flux va fi:
ea=wΨcos[wt-(π+β)]=Ea√2cos(wt-π-β)
       Cele două fluxuri inductor Ψ0 şi de
reacţie Ψa se compun şi dau un flux rezultat:
Ψ=Ψ0+Ψa
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 Ψa este
în fază şi proporţional cu curentul i1, cum reiese din relaţiile:
i1=I√2cos[wt-(π/2+β)] şi Ψa=Ψacos[wt-(π/2+β)], în baza relaţiei ea=wΨcos[wt-(π+β)]=Ea√2cos(wt-π-β) 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≈3EIcosφ≈3UIcosφ
III.2. Definiţia regimurilor de generator
şi motor
       Considerând că rotorul maşinii Ω≠Ω1, E0 are
pulsaţia w=pΩ≠Ω1, unghiul între θ, definit de reacţia indusului
variază continuu iar cuplul electromagnetic dat de relaţia:
Pe≈(3UE0/xs)sinθ
Me=Pe/Ω1≈(3E0/Ω1xs)sinθ
Este un cuplu alternativ, deci cu valoare
medie nulă. Astfel ne dăm seama că motorul sincron nu dezvoltă un cuplu
electromagnetic decât atunci când Ω=Ω1,
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 θ, definit la relaţia indusului
şi Pe≠0, din relaţia:
Pe≈(3UE0/xs)sinθ
Me=Pe/Ω1≈(3UE0/Ω1xs)sinθ
       În regim de generator, câmpul rezultat este declarat în urma
câmpului inductor. Dacă θ=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 θ=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
nu se schimbă putere activă cu ea, deci θ=0, dar poate da sau primi
energie reactivă, se spune că funcţionează în regim de compensator.
III.3. Bilanţul de puteri active şi
randamentul
       Schimbul de energie a maşinii sincrone cu reţeaua la care este
conectată depinde, cum s-a arătat, de regimul său de
funcţionare.
       Puterea utilă poate fi activă la motor, activ-reactivă la
generator şi complet reactivă la compensator.
       Randamentul unui motor fiind definit de puterile active- primită
P1 şi cedată
P2- se...



Curs valutar
Euro4,5511
Dolarul american4,2615
Lira Sterlina5,3015
Gramul de aur170,1555
Leul moldovenesc0,2176
Materii referate

Anatomie (61)

Astronomie (61)

Biologie (546)

Chimie (530)

Contabilitate (87)

Design (4)

Diverse (878)

Drept (356)

Ecologie (59)

Economie (520)

Educatie Fizica (2)

Educatie si Invatanmant (2)

Engleza (463)

Filosofie (99)

Fizica (343)

Franceza (25)

Geografie (838)

Germana (40)

Informatica (354)

Istorie (1169)

Italiana (21)

Latina (26)

Literatura (22)

Logica (6)

Management (133)

Marketing (118)

Matematica (114)

Mecanica (13)

Medicina si Farmacie (229)

Muzica (35)

Psihologie (337)

Religie (248)

Romana (2303)

Spaniola (31)

Statistica (17)

Stiinte politice (27)

Turism (64)

Nota explicativa

Informatiile oferite de acuz.net au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica. Va recomandam utilizarea acestora doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale.