Specificatia transformatorului si a masinilor electrice rotative

Specificatia transformatorului si a masinilor electrice rotative   

1. Transformatorul electric

Transformatorul electric este un aparat static, fara parti in miscare, care transforma curentii alternativi de tensiuni date in curenti alternativi de aceeasi frecventa, insa de alta tensiune.

Principalele elemente constructive ale unui transformator sunt:

miezul feromagnetic;

sistemul de infasurari, cuplate intre ele magnetic, plasate pe miez.

Infasurarea alimentata cu tensiune de la retea si care are deci caracter de receptor, se numeste infasurare primara. Cealalta infasurare a transformatorului, care lucreaza ca sursa, este numita infasurare secundara.

Prin "regim" nominal de functionare al transformatorului, se intelege functionarea cu marimile stabilite la proiectarea lui (inscrise pe placuta indicatoare); valorile marimilor corespunzatoare acestui regim se numesc valori nominale.

Functionarea transformatorului se bazeaza pe fenomenul de inductie electromagnetica dintre doua infasurari cuplate magnetic. Daca la reteaua de curent alternativ se leaga infasurarea primara, sub influenta campului magnetic ce ia nastere in urma trecerii curentului primar prin infasurarea primara, in infasurarea secundara, inlantuita de campul magnetic primar se induce o tensiune electromotoare.

Daca circuitul secundar se inchide peste o impedanta Z, in acest circuit se stabileste un curent secundar. Infasurarile fiind executate cu numere de spire diferite, tensiunea la bornele infasurarii secundare si curentul din circuitul secundar difera de marimile respective primare.

La cuplarea in paralel a transformatoarelor trifazate trebuie indeplinite urmatoarele conditii:

tensiunile primare si secundare nominale ale transformatoarelor sa fie egale intre ele, ceea ce inseamna totodata, ca transformatoarele sa aiba acelasi raport de transformare;

transformatoarele trebuie sa aiba aceeasi grupa de conexiuni;

tensiunile de scurt circuit nominale ale transformatoarelor sa fie agale.

2. Masina asincrona

In mod obisnuit, la masina asincrona rolul de inductor este indeplinit de stator, in timp ce rotorul reprezinta indusul masinii. Excitatia masinii se realizeaza in curent alternativ. Organul colector este de tipul "inele colectoare".

Dupa forma constructiva a rotorului, masinile de inductie se impart in: masini cu rotor cu inele (cu rotor bobinat) - fig. a - si masini cu rotor in scurtcircuit (in colivie) - fig. b.

Specificatia Transformatorului si a Masinilor Electrice Rotative www.RegieLive.ro Home

Aplicand infasurarii trifazate a statorului un sistem trifazat corespunzator de tensiuni de pulsatie ω₁, ia nastere un camp magnetic statoric invartitor, care se roteste in spatiu (fata de stator) cu viteza unghiulara:

respectiv cu turatia n₁ (p reprezinta numarul de perechi de poli statorici).

Presupunem ca rotorul masinii se roteste cu o turatie "n", careia ii corespunde o viteza unghiulara Ω in acelasi sens cu campul invartitor statoric. Fata de rotorul in miscare, campul magnetic se roteste cu o viteza unghiulara relativa Ω₁-Ω. Prin aceasta, campul magnetic statoric devine variabil in timp in raport cu infasurarea rotorului si induce in fazele acestei infasurari t.e.m. de frecventa:

f₂ = (n₁ - n) · p,

respectiv, de pulsatie:

ω₂ = (Ω₁ - Ω) · p.

Infasurarea polifazata a rotorului, executata pentru acelasi numar de perechi de poli "p" ca si infasurarea statorica, este intotdeauna fie scurtcircuitata, fie inchisa peste o rezistenta si deci in infasurarea rotorica ia nastere un sistem polifazat de curenti, de frecventa f₂. Ca urmare apare un camp magnetic rotoric, invartitor, care se roteste fata de rotor cu viteza unghiulara:

= = Ω₁ - Ω = Ω₂.

Interactiunea dintre campul magnetic inductor si curentii din infasurarea rotorica determina aparitia cuplului electromagnetic al masinii, care contribuie la echilibrarea cuplului exterior.

Masina asincrona nu poate dezvolta cuplu decat daca turatia "n" a rotorului este diferita de turatia "n₁" a campului invartitor statoric.

3. Masina sincrona

Masina sincrona este construita din doua parti principale: statorul masinii si rotorul masinii. Miezul rotoric se realizeaza in doua variante constructive: cu poli aparenti si cu poli inecati.

Infasurarea de excitatie (rotorica) cu N_e spire este alimentata de la o sursa de tensiune continua, deci strabatuta de c.c. de excitatie I_e, iar rotorul actionat de o masina primara la turatia n₁ (rot/min), deci cu viteza unghiulara:

Solenatia de excitatie, pe fiecare pol rotoric, este: si determina un camp magnetic cu o variatie alternativa (periodica) de-a lungul circumferintei interioare a statorului.

Statorul avand o infasurare trifazata, in fiecare faza statorica se va induce cate o tensiune electromotoare. Aceste tensiuni, cu aceeasi valoare efectiva U_e0, dar defazate in timp cu o treime de perioada una fata de cealalta, constituie un sistem trifazat simetric.

Acest sistem de tensiuni trifazate simetric poate alimenta un receptor trifazat sau, intr-o alta forma, generatorul sincron poate debita energie electromagnetica unei retele trifazate de la care ulterior se pot alimenta consumatorii.

4. Masina de curent continuu

La orice masina de c.c. si de constructie normala inductorul este reprezentat de stator, excitatia realizandu-se in curent continuu. Organul colector este de tip comutator cu lamele. Statorul masinii de c.c. prezinta poli aparenti in timp ce rotorul cilindrului are poli plini.

Campul de excitatie care ia nastere la trecerea unui curent continuu I_E prin infasurarea de excitatie induce in conductoarele infasurarii rotorice, datorita miscarii lor in camp magnetic, tensiuni electromotoare. La turatie constanta a rotorului, deci la o viteza periferica v=ct., conform relatiei:

U_e=v·I·B_x ,

variatia in timp a tensiunii induse intr-un conductor urmareste repartitia in spatiu a inductiei magnetice. Inductia magnetica B avand o repartitie alternativa pe periferia masinii, dat fiind succesiunea uniforma a polilor N-S-N-S-., rezulta ca t.e.m. induse in conductoarele rotorice variaza alternativ in timp.