masini electrice 1 curs 8
TRANSCRIPT
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 1/24
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 2/24
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 3/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 3
2s I jX
22IR
2U
2I
0
0E
Reactanţa sincronă
m2s XXX
2s2220 I jXIR UE
212 LX
qqdd20 I jXI jXUE
φ
E0
Φ0
I2(Θs)Iq(Θsq)
Id(Θsd)
θ
jXqIq
jXdId
U2
Diagrama fazorială
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 4/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 4
PUTEREA ŞI CUPLULMAŞINII SINCRONE Bilanţul energetic:
E0
U2
I2
Id
Iq
θ
θ
θ
θ φ
G
HO
A
B
C
D
mecsFeCu21 ppppPP
Puterea
la ax Puterea
debitată
Pierderi în
înfăşurărilestatorice Pierderi în
miez
Pierderi
suplimentare
Pierderi
mecanice
cosUIpPP mec12
Neglijând pCu, pFe, ps:
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 5/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 5
CUPLURILE GENERATORULUI:
1
11
PM
Cuplul de rotaţie al motorului primar
1
2PM
Cuplul electromagnetic
1
00
PM
Cuplul de mers în gol
01 MMM
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 6/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 6
2sin
X
1
X
1
2
Usin
X
EUmP
dq
22
d
022
m este numărul de faze
Puterea maşinii sincrone:
2sinX
1
X
1
2
Usin
X
EU
f 2
mp
p
f 2
PPM
dq
22
d
02
11
2
1
2
Cuplul maşinii sincrone:
Componenta sincronă Componenta sincronă reactivă
sinX
EU
f 2
mpM
d
02
1sin
2sinX
1
X
1
2
U
f 2
mpM
dq
22
1SR
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 7/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 7
Caracteristica unghiular ă amaşinii sincrone
nk 2
Maşini cu întrefier constant
Maşini cu întrefier variabil
14
1181
cos
0
2
0
q
d S
q
d S
k
X X
E U
X
X
E
U
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 8/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 8
O
A
Bθk m n
a
b
c
d
p q
M
θ
Zona stabilă Zona instabilă
STABILITATEA
GENERATORULUI SINCRON (cu
poli inecati)
1. Generatorul funcţionează în punctul a.
2. Creşte cuplul de rotaţie al motorului primar.
3. Punctul de funcţionare se deplasează în b.
abab PPP
ab MMM
Creşterea simultană a unghiului θ şi a cuplului M
constituie regimul tranzitoriu al sincronizarii, până la
echilibrarea cuplului de rotaţie al maşinii primare.
Creşte cuplul electromagnetic al maşinii sincrone cu:
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 9/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 9
Putere sincronizanta defineste capacitatea de a se sincroniza a generatorului la variatii ale
cuplului de rotatie al masinii primare.
cosX
EUm
d
dPP
d
02s
Cuplul sincronizant:
cosX
EUmM
d
02s
Pentru a asigura stabilitatea necesara in regim de generator este indicata funstionarea la
unghi intern cuprins intre 15°-20°. Pentru a putea lucra la valori mai mari este necesara
aplicarea unei strategii de control al curentului de excitatie.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 10/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 10
CARACTERISTICI DE FUNCŢIONAREALE GENERATORULUI SINCRON
GENERATOR SINCRON
AUTONOM
Nu este cuplat la reţea
Unghiul intern nu are importanţa
Viteza de antrenare constantă.
GENERATOR SINCRON CUPLAT
LA REŢEA
Tensiuni sinusiodale
Valoare efectivă egală cu cea a
reţelei Frecvenţă egală cu cea a reţelei
Aceeaşi succesiune a fazelor
Tensiunile în fază cu cele ale
reţelei
CARACTERISTICI:
De mers în gol
De mers în scurtcircuit staţionar
De mers în sarcină
Externă
De reglare
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 11/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 11
GENERATOR SINCRON
AUTONOM
Caracteristica de mers în gol
0Ilaif E E0
Caracteristica de mers în
scurtcircuit stationar
0Ulaif I Esc
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 12/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 12
Caracteristica de mers în sarcină
.ctcos.ctIlaif U E
Caracteristica externă
.ctcos.ctilaIf U E
Caracteristica de reglare
.ctcos.ctUlaIf iE
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 13/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 13
GENERATOR SINCRON CUPLAT
LA REŢEA INFINITĂ Funcţionarea generatorului la mers în gol
(M1=M0)
00M
U2
E0
I2
U2
E0
I2=0
U2
E0
I2
1EI 2EI 3EI
3E2E1E III
IE2 excitaţie optimă
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 14/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 14
Funcţionarea generatorului în sarcină
sinX
EmUPPcstM
d
0221
La cuplu de antrenare constant,
modificand valoarea curentului
de excitatie (si prin ea, valoarea
lui E0) se poate varia natura
puterii cu care se incarca
generatorul (reactiva sau
activa).
Tensiunea debitata pe sarcina (U2) este constanta, egala cu cea a retelei.
Pentru a incarca generatorul cu
sarcina reactiva, se modifica
excitatia, pentru a se incarcageneratorul cu sarcina activa se
mentine constanta excitatia si se
modifica cuplul de antrenare.
'EE''E III
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 15/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 15
cosφ=1
cosφ=0.8 cap
cosφ=0.8 ind
IE/IE0
I2/I2N
1
1
Caracteristicile în V ale generatorului sincron:
I2=f 1(IE) şi cosφ=f 2(IE) pentru U2=cst şi P2=cst
Generator
subexcitat
Generator
supraexcitat
Mers in gol la o
valoare a excitatiei
sub cea optima
Mers in gol la o
valoare a excitatiei
peste cea optima
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 16/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 16
MAŞINA SINCRONA INREGIM DE MOTOR
Se utilizeaza in actionarile cu turatie constanta
datorita urmatoarelor avantaje:
Poate contribui la imbunatatirea factorului de
putere al retelei;
Prezinta o stabilitate mai buna in exploatare;
Randament mai bun
2s2202 I jXIR EU
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 17/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 17
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 18/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 18
Cuplu de pornire nul
Pornirea cu
ajutorul unui motor
auxiliar
Pornirea utilizand
convertor de
puterePornirea inasincron (numai
pentru cele care au
colivie de pornire)
Caracteristica mecanica
Caracteristica unghiulara
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 19/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 19
Caracteristica in “V”
Punctul A1: motorul se comporta fata de retea ca un receptor rezistiv –inductiv
Punctul A2: motorul se comporta fata de retea ca un receptor pur rezistiv
Punctul A3: motorul se comporta fata de retea ca un receptor rezistiv –capacitiv
Modificand curentul de excitatie se poate ajusta factorul de putere al motorului.
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 20/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 20
Modelul de circuit al maşiniisincrone
S
iSd
USd
iSq USq
S
iA
UA
iC UC UB
iB
Înfăşurare statorică trifazată Înfăşurare statorică bifazată
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 21/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 21
UE iE
S
UQ
iQ
UD
iD
ω
q
R
iSd
USd
iSq USq
id
Ud
iq
Uq UE iE
S
UQ
iQ
UD
iD
ω
q
R
Înfăşurare rotorică de excitaţie (indice E)
Înfăşurare rotorică de pornire cu cele douăcomponente pe cele două axe (indice D şi Q )
Înfăşurare statorică echivalentă ce seroteşte odată cu rotorul (indice d şi q )
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 22/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 22
0dt
diR u
DDDD
dqqSqdt
d
dt
diR u
qddSddt
d
dt
diR u
EEEEdt
diR u
0dt
diR u QQQQ
Ecuaţiile de tensiuni, considerând toate
înfăşurările receptoare
STATOR (INDUS)
ROTOR COLIVIA DEAMORTIZARE
ROTOR EXCITAŢIE
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 23/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 23
Axa d
Fluxul de magnetizare
mddmd iM
Fluxurile totale în înfăşurări
mdEEE
mdDDD
mddSd
iL
iLiL
Axa q
Fluxul de magnetizare
Fluxurile totale în înfăşurări
mqqmq iM
mqQQQ
mqqSq
iL
iL
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 8
http://slidepdf.com/reader/full/masini-electrice-1-curs-8 24/24
2014-2015 Masini electrice 1 - Curs 8 24
Ecuaţiile de tensiuni, în regim staţionar 0
dt
d
Edmd
EddEEE
EdddSd
iii
iiMiLiiMiL
qmq
qqqSq
ii
iMiL
dqSq iR u qdSd iR u
EEE iR u
0iD 0iQ
0t
dEqqdqd MiiMMiipM
Componenta sincronă Componenta sincronă reactivă