Download - Referat3Iacob Ionut
-
Regimuri Dinamice
ale mainilor electrice
Analiza experimental i numeric a regimurilor tranzitorii ale motorului asincton trifazat
Iacob Ionut Alexandru
Grupa 131EA
-
I. Chestiuni de studiat
A. ncercri experimentale
A. 1. ncercarea n gol, scurtcircuit a mainii asincrone trifazate. A. 2. Determinarea rezistenelor nfurrilor. A. 3. Determinarea parametrilor schemei electrice echivalente pe baza ncercrilor de gol i
scurtcircuit.
A. 4. Vizualizarea i nregistrarea mrimilor electrice ale a motorului asincron la pornirea direct, stea-triunghi i reostatic.
B. Simularea funcionrii motorului asincron
B. 1. Implementarea n MATLAB - Simulink a modelului de regim dinamic.
B. 2. Simularea pornirii directe n gol i n sarcin. B. 3. Simularea pornirii Y/ n gol i n sarcin. B. 4. Simularea pornirii reostatice n gol i n sarcin. Ip=2In B. 5. Validarea modelelor numerice.
II. Scheme electrice de montaj
A.1. ncercarea de gol i scurtcircuit
-
A.4.a. Pornirea direct i stea triunghi
A.4.b. Pornirea reostatic
B.2 Simularea pornirii directe
-
Schema general
B.3 Simularea pornirii Y/
Schema general
-
III. Date nominale
1. Maina cu rotorul n colivie (folosit pentru pornirea direct i stea- triunghi): Pn=3.5 kW
Un=220/380 V /Y In=13.8/8 A /Y
nn=1420 rot/min
F=0,005 Nms
cos( )n=0.8
J=0,05 Kg m2
F=0.005 Nms
R1=1.5
2. Maina cu rotorul bobinat (folosit pentru pornirea reostatic): Pn=3 kW
Un=220/380 V /Y
In=12.5/7,25 A /Y
cos( )n=0,8
nn=1400 rot/min
J=0,06 Kg m2
F=0,001 Nms
U20=380V
I2n=5,5 A
R1=1.4 R2=5.65
Treptele reostatului de pornire:
Rp1=81.5
Rp2=42.2
Rp3=21.4
IV. Tabele de date si prelucrarea lor
A. 1. ncercarea n gol, scurtcircuit a mainii asincrone trifazate.
a) Maina cu rotorul n scurtcircuit a) 1. ncercarea n scurt-circuit
-
a) 2. ncercarea n gol
b) Maina cu rotorul n bobinat b) 1. ncercarea in scurt-circuit
Usc_U Usc_V Usc_W Isc_U Isc_V Isc_W Psc U1sc I1sc cos(sc)
[V] [V] [V] [A] [A] [A] [W] [V] [V] [-]
94,8 93,5 94 8 7,4 7,8 643 94 7,73 0,510
b) 2. ncercarea n gol
U1_U U1_V U1_W I1_U I1_V I1_W P10 U10 U2^2 I10 cos(10) P'10
[V] [V] [V] [A] [A] [A] [W] [V] [V*V] [V] [-] [W]
400 399 399,5 6,1 5,7 5,7 276 400 159600 5,83 0,068 232
381 379 380 5,3 5 5 248 380 144400 5,10 0,074 214
351,8 350 350,5 4,5 4,2 4,2 221 351 123037 4,30 0,085 197
324 323 323 3,9 3,8 3,8 200 323 104544 3,83 0,093 181
294 293 293,5 3,2 3,1 3,1 177 294 86142 3,13 0,111 164
260 258,5 259 2,7 2,7 2,6 159 259 67167 2,67 0,133 150
216 214,5 215,3 2,1 2,1 2,1 146 215 46340 2,10 0,186 140
-
A. 2. Determinarea rezistenelor nfurrilor.
S-a determinat rezistena unei faze statorice prin msurtoare direct cu ohmmetru. a. Maina cu rotorul n scurtcircuit
R1=1.5 b. Maina cu rotorul n bobinat
R1=1.4 R2=5.65
A. 3. Determinarea parametrilor schemei electrice echivalente pe baza ncercrilor de gol i scurtcircuit.
a. Maina cu rotorul n scurtcircuit Extrapolarea mrimilor ncercrii de scurtcircuit nominal de la tensiune redus la tensiunea nominal pe
baza nregistrrii curentului la pornirea direct:
Calculul parametrilor:
U1
Rs
Xs
I2
Rr
Xs
I1
Usc
Rsc
Xsc
I1n
Usca
Uscr
88,5353
21623
3 22scn
scn
scI
PR ;
17,288,5
353
380
3
2
2
2
sc
2
scn
nsc R
I
UX ;
28,36,288,5ssc'
r RRR ;
08,12
17,2
2' scrs
XXX
0034,05022
48,1
5022' scrs
XLL
-
U10
Rs
Xs
RFe
X
I10
I10
I10a
-E
V22,21583.208.1988,03
38083,26,215,0
3
380
sin3
cos3
22
2
10ns10n
2
10ns10n
IX
UIR
UE
116,083,222,2153
83,26,23275
3
3
3)cos(
2
10n
2
10n10
10n
'
10'
10
IE
IRP
IE
P s ;
59,655116,083,2
22,215
)cos( '1010n10aFe
I
E
I
ER ;
58,76993,083.2
22,215
)sin( '1010n10
I
E
I
EX ;
H122,05022
58.76
5022
X
L .
b. Maina cu rotorul bobinat.
V380nU ;
A 56,57scn I ;
W4.3464373,7
57,562
sc
2
sc
scn
scn
P
I
IP .
Calculul parametrilor:
U1
Rs
Xs
I2
Rr
Xs
I1
Usc
Rsc
Xsc
I1n
Usca
Uscr
58,357,563
47,344097
3 22scn
scnsc
I
PR ;
-
48,158,3
57,563
380
3
2
2
2sc
2
scn
nsc R
I
UX ;
28,23,158,3ssc'r RRR ;
74,02
48,1
2' scrs
XXX
HX
LL 0024,05022
48,1
5022' scrs
U10
Rs
Xs
RFe
X
I10
I10
I10a
-E
V23,2151,574,0997,03
3801,53,1074,0
3
380
sin3
cos3
22
2
10ns10n
2
10ns10n
IX
UIR
UE
065,01,523,2153
1,53,13248
3
3
3)cos(
2
10n
210n10
10n
'10'
10
IE
IRP
IE
P s ;
82,648065,01,5
23,215
)cos( '1010n10aFe
I
E
I
ER ;
0982,59979,01,5
23,215
)sin( '1010n10
I
E
I
EX ;
H0162,05022
0982,5
5022
XL .
A. 4.a. Vizualizarea i nregistrarea mrimilor electrice ale a motorului asincron la pornirea reostatica in gol
-
A. 4. B.Vizualizarea i nregistrarea mrimilor electrice ale a motorului asincron la pornirea reostatica in sarcina.
-
A.4.2.a.1 Vizualizarea si inregistrarea marimilor electrice ale motorului asincron la pornirea stea-triunghi in
gol caz favorabil.
-
A.4.2.a.2 Vizualizarea si inregistrarea marimilor electrice ale motorului asincron la pornirea stea-triunghi in
gol caz nefavorabil.
-
A.4.2.b.2 Vizualizarea si inregistrarea marimilor electrice ale motorului asincron la pornirea stea-triunghi in
sarcina.
-
A.4.3.a.1 Vizualizarea si inregistrarea marimilor electrice ale motorului asincron la pornirea directa in gol.
-
A.4.3.a.2 Vizualizarea si inregistrarea marimilor electrice ale motorului asincron la pornirea directa in
sarcina.
-
B. 1. Implementarea n MATLAB - Simulink a modelului de regim dinamic. C.
a) Pornirea direct
turatia/
cuplu/alunecarea
V_L1
L1
L2
L3
triunghi
Continuous
powergui
curentii
MATLAB
Function
MATLAB Fcn
-K-
Gain1
60/2/pi
Gain
Tm
mA
B
C
Asynchronous Machine
SI Units
b) Pornirea Stea\Triunghi
-
Parametrii motorului asincron
Cuplul de sarcin (0 la pornirea mainii asincrone n gol)
-
b. Pornirea Y/ n sarcin Caz favorabil 2.15 cu 2.17
Nefavorabil 2.15 cu 2.23
c. Pornirea reostatic
Rp1=79
Rp2=41
Rp3=42
Tp1=0.58
Tp2=0.85
Tp3=1.15
B. 2. Simularea pornirii directe
a) pornirea n gol
a. curenii din stator b. turaia
-
Evoluia mrimilor electrice i mecanice la pornirea direct n gol obinute prin simulare
b) pornire n sarcin
-
Evoluia mrimilor electrice i mecanice la pornirea direct n sarcin obinute prin simulare
D. 3. a) Simularea pornirii Y/ n gol
1. caz favorabil
a. cuplul la ax d. turaia
b. curenii din rotor
-
Curentii din stator
B3. Simularea pornirii Yd in gol :
Caz nefavorabil, n=f(t); me=f(t)
Curentii din rotor
-
Curentii din stator
-
B3. Simularea pornirii Yd in sarcina :
Caz favorabil, n=f(t); me=f(t)
Curentii din rotor
Curentii din stator
-
B3. Simularea pornirii Yd in sarcina :
Caz nefavorabil, n=f(t); me=f(t)
-
Curentii din rotor
Curentul din stator
-
VI. Observaii i concluzii In cadrul laboratorului nu s-a realizat simularea in Simulink pentru motorul cu rotorul bobinat, pornire cu
ajutorul reostatului.
Pornire astea-triunghi se utilizeaza in mod obisnuit pentru motoarele de joasa
tensiune care functioneaza cu infasurarile statorice conectate in triunghi, pornesc in gol
sau antreneaza masini de lucru care dezvolta cuplu static proportional cu viteza sau cu
patratul vitezei.
Pentru schimbarea conexiunii din stea in triunghi, se folosesc comutatoare manual sau scheme automate cu
contactoare.
Curentul sicuplul de pornire se micsoreaza de trei ori fata de cazul pornirii directe
Cu infasurarea statorica conectata in triunghi. Trecerea de la stea la triunghi se face la atingerea
vitezei de rotatie de circa 90-95 % din viteza de sincronism, nerespectarea atingerii
vitezei, face separarea salturi de current si de cuplu apropiate de ce le realizate la pornirea
directa in triunghi, ceea ce anuleaza avantajele specific acestui procedeu de pornire.
Conditiile in care poate fi aplicata aceasta metoda, motoarelor asincrone cu rotorul in scurtcircuit:
- motoarele pornesc in gol sau cu sarcina redusa;
-motoarele au scoase toate cele 6 capete ale infasurarii statorice la cutia cu borne;
-motoarele pot functiona in conexiune-triunghi la tensiunea retelei electrice trifazate .
Pentru micorarea curenilor de pornire i cresterea cuplului de pornire se conecteaz la bornele rotorice a mainii asincrone un reostat. n primul moment al pornirii, rezistenta suplimentar este mare asigurand un cuplu de pornire mare Mmax.
Dimensionarea reostatului de pornire se face pe baza limitelor Imax i Imin n care se admite variaia curentului la pornire. Cu ct limitele sunt mai apropiate cu att pornirea este mai fin, iar numarul treptelor de pornire va crete, odat cu acesta va crete i timpul de pornire a mainii; cu alte cuvinte maina nu va mai avea bruscri la pornire dar va porni mai greu.
La pornirea unui motor electric procesele tranzitorii electromagnetice se desfoar ntr-un interval de timp mult mai mic n raport cu cele mecanice, deci se poate admite c pentru fiecare valoare a vitezei de rotaie din intervalul de pornire, curenii, tensiunile i fluxurile au valorile din regimul staionar pentru viteza de rotaie considerat,iar expresiile mrimilor electromagnetice sunt cele din regim permanent.
Cu ct avem mai multe trepte a reostatului de pornire cu att pornire este mai lin nu avem ocuri de cuplu la ax. Cu ct avem mai multe trepte la reostatul de pornire, regimul tranzitoriu va fi mai lung.
ocul de curent care apare la pornirea direct este periculos uneori pentru reeaua electric, care nu poate suporta cureni att de mari n cazul unor motoare puternice. n cazul alimentrii de la o reea slab se impune micorarea curenilor de pornire. ocul de curent este periculos i pentru motor (riscnd s se distrug izolaia).