1. Tipuri de motoare asincrone

1.1 Motoare normale (conditii generale):

- altitudine maxima - 1000 m;

- temperatura maxima ;

- umiditatea relativa la (mediu temperat);

- lipsa vaporilor de apa, acizi etc. si a prafului abraziv sau metalic.

Motoare asincron normale cu rotor in scurtcircuit

Se construiesc pentru in zece gabarite dimensionale, cu talpi de fixare sau cu flansa.

Simbolizarea motoarelor cu rotorul de tip colivie este de forma: ASI-_ _ _ -S,M,L_, in care: A - asincron; S - cu rotor in scurtcircuit; I - constructie inchisa; _ _ _ - un numar de doua sau trei cifre care indica distanta de la axa arborelui la suprafata de asezare a talpilor; S,M,L - lungimea rotorului masinii (S - scurt; M - mediu; L - lung.); _ - numarul de poli (sau lungimea in consola a arborelui / numarul de poli).

Simbolizarea motoarelor cu rotorul bobinat este de forma: AFI-_ _ _ -S,M,L_, unde F semnifica un rotor fazic.

1,2 Motoare asincrone speciale

Dintre motoarele asincrone speciale mai raspandite sunt: motoarele asincrone monofazate si motoarele asincrone duble.

a. Motoarele asincrone monofazate - au o infasurare statorica monofazata, astfel incat nu mai apare un camp magnetic invartitor rezultand dificultati la pornire (in alegerea sensului de rotatie).

Pentru determinarea sensului de rotatie se poate proceda prin mai multe metode, si anume:

- prin imprimarea unui impuls exterior de rotatie al rotorului in sensul dorit;

- pornire cu faza auxiliara si condensator de pornire;

- cu spira in scurtcircuit (sau cu bobinaj de ecranare).

La motoarele cu spira in scurtcircuit (fig.37), pe statorul (1) pe langa infasurarea obisnuita (4) care se leaga la retea, pe fiecare pol exista o spira in scurtcircuit (3) in care se induce o tensiune electromotoare ce determina un curent mare care creeaza un flux rotit cu fata de cel principal , creand un pol aparent, si care pune in miscare rotorul (2) la pornire inspre polul aparent.

Aceste motoare au moment de pornire mic.

b. Motoarele asincrone duble - asigura o turatie de sincronism de 6000 .

Exista doua variante:

-cu rotoare concentrice;

-cu rotoare coaxiale.

Mai raspandita este prima varianta. Ea are doua rotoare: un rotor central tip colivie; un rotor intermediar prevazut la interior cu un bobinaj ca cel statoric, iar la exterior cu o colivie in scurtcircuit. Statorul are infasurari normale. Cele doua rotoare se rotesc fiecare cu 3000 rot/min, astfel incat turatia rotorului central este dubla (6000 rot/min).

Motoare de curent alternativ cu turatie reglabila

Sunt motoare de curent alternativ cu rotorul bobinat, cu colector.

Avantaje:

- reglarea turatiei in limite largi, cu aparatura simpla, si sub sarcina;

- cuplu mare de pornire;

- caracteristica rigida, mai ales la turatii ridicate

Dezavantaje:

- constructie mai complicata;

- prezenta colectorului - dispozitiv cu uzuri mari si care genereaza paraziti

electromagnetici;

- elasticitate mare a caracteristicii la turatii mici.

1.3 Motoare de curent alternativ monofazate cu colector

Constructiv se aseamana cu cele de curent continuu, avand un stator cu infasurare de excitatie si un rotor (indus) bobinat cu infasurarile legate la un colector alimentat de la reteaua de curent alternativ. El poate fi alimentat si in curent continuu, de aceea mai este numit si motor universal.

Infasurarea inductorului este inseriata cu cea a indusului, deci schimbarea sensului de rotatie se face prin schimbarea sensului curentului in una din cele doua infasurari.

Reglarea turatiei se realizeaza prin reglarea curentului, fiind preferata reglarea curentului in indus (se obtine o mai buna stabilitate turatiei la valori reduse).

In functie de modul de reglare a turatiei, aceste motoare pot fi de trei feluri:

1 - cu reglare comuna,

2 - cu reglare in indus,

3 - motoare cu repulsie.

Caracteristici:

Aceste motoare realizeaza turatii mari si foarte mari (pana la 40.000). De asemenea, ele realizeaza momente de pornire mari, , in conditiile unui curent de pornire mic, .

1.4 Motoare de curent alternativ trifazate cu colector cu alimentare in rotor (Schrage)

Rotorul (indusul) are doua infasurari separate pe fiecare faza: prima, dispusa la baza crestaturilor, constituie primarul unui transformator rotativ in alimentata de la retea prin trei inele colectoare; infasurarea secundara, dispusa peste primar, este, o infasurare cu prize multiple cu capetele legate la lamele unui colector.

Tensiunea indusa in infasurarea secundara este culeasa la doua seturi de perii A si B si aplicata la infasurarea statorica trifazata. Periile au pozitia unghiulara b reglabila, astfel ca tensiunea U, de frecventa relativa f₂ este reglabila.

Apar doua situatii:

- unghiul b pozitiv - se obtine rotire intr-un sens, cu turatie suprasincrona fata de U_r

- unghiul b (periile A si B se afla pe aceeasi lamela) - motor asincron cu infasurarea indusului (stator) in scurtcircuit (alunecarea depinde de rezistenta infasurarii statorice);

- unghiul negativ - brezulta rotire in sens invers.

Pentru -180⁰    < b > 180⁰ vom avea turatia - n < n₀ >, n_max cun_max = 2n₀. Pentru reducerea solicitarilor se limiteaza turatia la intervalul .

Avantaje:

- curentul absorbit este proportional cu cuplul;

- caracteristica rigida, ca a motorului de curent continuu cu excitatie derivatie la reglarea

fluxului de excitatie ;

- cuplu mare de pornire, , la curent mic de pornire , fiind

posibila pornirea directa pana la puterea ;

- raport de reglare a turatiei pana la (chiar la puteri mici);

- sunt economice in exploatare.

Dezavantaje:

- sunt scumpe;

- au timp de pornire mare.

1.5 Motoare de curent alternativ trifazat cu colector cu alimentare in stator (Winter - Eichberg)

Statorul (inductorul) - are infasurari trifazate ca la motorul asincron obisnuit si este alimentat de la retea.

Rotorul - (indusul) este confectionat din tole avand infasurarile legate la un colector cu trei perii colectoare dispuse la . Periile se leaga la cursoarele unui transformator de reglaj Tr (cu prize mediane la secundar).

Statorul produce un camp magnetic invartitor cu turatia , care induce in rotor o tensiune de frecventa , care se insumeaza vectorial cu tensiunea Ur aplicata prin transformator, rezultand un curent si cuplul corespunzator.

Se disting trei situatii:

-daca cursorul Tr este la zero, si motorul lucreaza ca un motor asincron cu rotorul in scurtcircuit;

-daca cursorul este sus, si in faza cu , deci in antifaza cu rezultand un curent mic si un cuplu mic, deci turatie mica; motorul functioneaza asemanator cu motorul asincron cu rezistente in circuit rotoric;

-cursorul jos ,, opusa ca faza cu si in faza cu , cu care se aduna; rezulta curent mare, cuplu mare, turatie mare suprasincrona.

Domeniul de reglaj este din , deci raportul de reglare , cu randamente mari la turatii si randamente mai mici pentru turatii . Se poate obtine chiar .

Se construiesc pentru puteri mari (>100 KW) si n₀ = 1500 rot / min, cu porniri si inversari frecvente.

2 Arborele electric

Arborele electric este un grup de masini electrice interconectate, in vederea sincronizarii a doua miscari realizate la distanta, fara utilizarea unor legaturi mecanice.

Schema 1 - arbore electric realizat cu patru masini electrice; cea mai generala schema cuprinde patru masini, dupa cum urmeaza.

motor asincron cu rotor tip colivie

motor asincron cu rotorul bobinat cu infasurarile legate in opozitie si identice.

Daca: (functionare sincrona), tensiunile electromotoare si induse in rotoarele lui si sunt egale si opuse, deci curentii rotorici sunt nuli.

Daca: , tensiunile electromotoare si nu mai sunt in antifaza (fig.42), rezulta E0 si

Se observa ca este in faza cu , dar este in antifaza cu , deci va lucra ca generator, iar va lucra ca motor, accelerand miscarea , pana ce din nou se obtine egalitatea .

Aceasta varianta se foloseste atunci cand puterile la cele doua miscari sunt aproximativ egale si mari.

Daca un motor actioneaza un lant cinematic principal si altul un lant cinematic auxiliar, cu , se poate folosi un arbore electric cu 3 masini.

Schema 2 - arbore electric cu trei masini electrice.

Pentru a avea , este necesar ca sa fie alimentat in rotor permanent de tensiune electromotoare indusa in rotorul lui , deci cele doua miscari nu sunt strict sincrone, ci intotdeauna exista un desincronism, care se mentine insa aproximativ constant. In consecinta, intotdeauna vom avea .

Schema 3: arbore electric cu doua masini electrice

Se foloseste pentru viteze reduse si puteri mici (R_123reostate pentru echilibrare).

In acest caz ambele motoare trebuie sa fie cu rotorul bobinat.

Dezavantajele arborelui electric:

- cost si gabarit ridicat;

- necesitatea introducerii unor reductoare intre motor si organul de executie, in scopul cresterii cuplului mecanic si al reducerii turatiei la lantul cinematic; aceasta, deoarece la turatii mari ale motoarelor sincronizarea este mai buna.

3. Motoare de curent continuu

Sunt formate dintr-un stator sau inductor, care poarta bobinele de excitatie si un rotor sau indus avand infasurarile legate la un colector cu perii si alimentate de la o sursa de curent continua.

Dupa modul de alimentare a inductorului se deosebesc patru tipuri de motoare de curent continuu:

a - cu excitatie serie

Prezinta o caracteristica mecanica foarte elastica si neliniara.

Ca urmare a egalitatii dintre curentul de indus si cel de excitatie, fluxul magnetic este dependent de marimea cuplului si astfel, curba caracteristica este puternic cazatoare.

Nu pot fi folosite in cazul masinilor-unelte; domeniul clasic de utilizare este cel in care sunt necesare cupluri mari de pornire: masini de ridicat, de transportat etc.

b - cu excitatia derivatie

Aceste masini prezinta o caracteristica naturala (cn) rigida si aproximativ liniara. Explicatia consta in faptul ca curentul de excitatie este partial independent de cel din indus, fluxul ramane si el oarecum constant si astfel cuplul dezvoltat ramane la randul lui constant. In realitate insa, ca urmare a caderilor de tensiune pe sursa, proportionale cu incarcarea mecanica, tensiunea aplicata pe infasurarea de excitatie are o oarecare variatie si astfel si cuplul dezvoltat variaza odata cu variatia sarcinii, insa intr-o masura cu mul mai mica decat la motoarele serie.

c - cu excitatie separata

Ia - reglabil

Ie,  - reglabile

Prezinta o caracteristica naturala rigida, cu posibilitati largi de reglare a turatiei.

Ca urmare a independentei totale a curentului de excitatie si deci a fluxului e, cuplul dezvoltat ramane constant si astfel caderile de turatie nu se schimba; altfel spus, in orice punct de pe caracteristica mecanica, de asta data liniara, caderea de turatie este mica si aceeasi.

Acest comportament este cu atat mai evident cu cat puterea motorului este mai mare deoarece rezistenta electrica a indusului mai mica, si astfel panta caracteristicii este mica.

Din aceste motive, un asemenea tip de motor este recomandat in cazul masinilor-unelte de dimensiuni mari. In cazul masinilor de putere mai mica, se folosesc motoare cu excitatia realizata de magneti permanenti. In aceasta situatie reglarea turatiei este rezonabil sa se faca prin reglarea tensiunii de indus.

d - cu excitatie mixta

I = Ia + Iep

si Ia = Ies

Motorul dispune de doua fluxuri de excitatie: serie - s, si paralel - p, cu posibilitati de reglare independenta.

Cele doua fluxuri pot sa se adune sau sa se scada, astfel ca fata de caracteristica (1) corespunzatoare motorului cu excitatie derivatie, pot sa apara urmatoarele cazuri:

- daca fluxurile celor doua infasurari se insumeaza algebric, rezulta carac-teristica (2) neliniara si cu o dependenta pronuntata a turatiei cu momentul (caracteristica elastica);

- daca fluxurile se scad, se obtine o caracteristica rigida (3), sau chiar o caracteristica de

tipul (4) care este insa instabila.

In actionarea instalatiilor industriale, cele mai raspandite sunt motoarele de curent continuu cu excitatie derivatie.