Posibilitati de functionare a motoarelor sincrone

Posibilitati de functionare a motoarelor sincrone

1. Generatorul sincron debiteaza pe retea proprie. Caracteristici de functionare

Sunt numeroase cazuri cand motoarele sincrone functioneaza ca generatoare pe retea proprie. In acest caz pulsatia si variatia tensiunii retelei sunt impuse de generator.

Caracteristici de functionare

a)     Caracteristica de functionare in gol, E₀=U₀= (I_C) la n=n₁ si I=0 datorita fenomenului de "histerezis", are doua ramuri, t.e.m. datorita fluxului remanent de la magnetizarile anterioare, reprezinta 5-10 din tensiunea nominala.

b)     Caracteristicile ecterne sunt U(I) la n=n₁, I_e=ct. si cosj=ct. Forma lor de variatie este explicata prin ecuatia: E₀=U+RI+jx₀I+jx_aI=U+RI+jx_sI, in care E₀=ct., deoarece I_e=ct., se de caracterul sarcinii. Variatia tensiunii la brone, de la gol la sarcina DU=U₀-U este la generatorul sincron cu sarcina de ordinul 30-50 din tensiunea nominala, mult mai mare decat la motorul de c.c. sau la transformator.

c)      Caracteristicile reglajului sunt I_e(I) la U=U_n, n=n₁ si cosj=ct. Explicatia formelor de variatie este aceeasi ca la caracteristicile externe, cu precizarea ca aici U=ct., si, functiei de sarcina (I) si de caracterul ei, variaza E₀, deci I_e.

2. Functionarea masinilor sincrone cuplate la retele de mare putere

In acest caz se considera constante tensiunea "U" si frecventa " ₁

a)      Stabilitatea in functionare. Facand abstractie de sensurile opuse ale cuplurilor sincrone de la generator si motor, relatia P_e=(3UE₀/x_s)sinq, arata ca valoarea maxima a cuplului depinde numai de t.e.m. E₀, adica de curentul de excitatie care o produce prin intermediul fluxului Y₀. La aceeasi putere P₁ ceruta motorului, unghiul intern q depinde de excitatia motorului. Daca q>90 motorul iese din sincronism, punctul de functionare iesind din zona stabila. De asemenea, la modoficarile bruste ale sarcinii active, se modifica q, dar in virtutea inertiei depaseste limita la care ar trebui sa se stabileasca si rotorul executa o serie de oscilatii in jurul pozitiei de functionare, putand scoate, de asemenea masina din sincronism. Pentru amortizarea oscilatiilor, ca si pentru prevenirea unor supra curenti, care sa permita functionarea in regim asincron, W W₁. Dar masura cea mai buna a stabilitatii se obtine prin functionarea cu un curent de excitatii mai mare.

b)     Functionarea la putere activa constanta. Curbele in "V". Din relatia P_e (3UE₀/x_s)sinq, se deduce ca la putere constanta si tensiune constanta, E₀sinq=ct. Deci, la variatia lui I_e variaza E₀ si locul geometric al varfului E₀ este dreapta xx paralela cu fazorul tensiunii la borne, iar al varfului curentului I, dreapta yy . Exista o valoare a curentului la excitatie, I_e0 numit "curent de excitatie optim" pentru care motorul primeste de la retea, daca este motor, sau da in retea, daca este generator, numai putere activa, deoarece j=0, iar I are valoarea minima. Cresterea sau scaderea curentului de excitatie fata de I_e0 conduce la cresterea lui I.

Curbele de variatie I(I_e) la P_e=ct. , datorita formei lor se mai numesc "curbe in V". Daca curentul de excitatie scade sub valoarea care da E₀ =OC , scade cuplul magnetic, motorul iese din sincronism, iar curentul I creste peste limitele admise. Cand I_e<I_e0, motorul mai primeste energie reactiva din retea pentru magnetizare, comportandu-se ca un receptor rezistiv-inductiv, iar cand I_e>I_e0, motorul da energie reactiva in retea, comportandu-se ca un receptor rezistiv-capt Prin reglarea curentului de excitatie al masinii se poate regla factorul de putere al retelei la care este cuplata masina.

Retelele industriale cu mari consumatori de energie reactiva isi imbunatatesc factorul de putere atat cu baterii de condensatoare cat si cu motoare sincrone supraexcitate (I_e>I_e0) sau chiar cu compensatoare sincrone. Compensatorul sincron, este, de fapt, un motor sincron destinat sa functioneze in gol si care se regleaza puterea reactiva prin variatia curentului de excitatie.

VI.3. Pornirea motoarelor sincrone

Pentru a dezvolta un cuplu activ, motorul sincron trebuie adus la turatia de sincronism prin antrenarea cu un motor auxiliar sau prin pornirea in asincron.

La antrenarea cu un motor auxiliar, motorul sincron devine generator si pornirea echivaleaza cu conectarea generatorului sincron la retea. Acest mod de pornire formeaza "metoda sincronizarii fine" si se aplica numai la pornirea in gol a motoarelor.

La pornirea in asincron utilizata in mod curent, infasurarea de excitatie este deconectata de la sursa si este inchisa pe o rezistenta R_s, pentru limitarea supracurentilor si supratensiunilor, iar infasurarea de amortizare formeaza colivia intalinta la motorul asincron.

Cand s-a ajuns la turatia de gol asincron, apropiata de cea sincrona se conecteaza infasurarea de excitatie la sursa de c.c.  Functie de pozitia relativa a polilor inductori fata de cei ai indusului, in momentul conectarii, poate aparea in sensul cuplului asincron si cuplul sincron care aduce rotorul la sincronism daca q<p/2.

Daca in momentul conectarii q>p/2, cele doua cupluri sunt opuse si masina nu intra in sincronism. In acest caz se face o noua incercare, deconectand si conectand infasurarea de excitatie. Cand motorul nu a intrat in sincronism, se constata ca absoarbe un curent mare a carui valoare variaza cu frecventa data de alunecare ( ₂=s ₁

Cap.V. Bibliografie

1.      Nastase Bichir, Dan Mihoc - "Masini, aparate, actionari si automatizari"

2.      Internet