MASINI ELECTRICE SPECIALE. Clasificare. Elemente constructive.

Similar documents
3-D FINITE ELEMENT ANALYSIS OF A SINGLE-PHASE SINGLE-POLE AXIAL FLUX VARIABLE RELUCTANCE MOTOR

Cristalul cu N atomi = un sistem de N oscilatori de amplitudini mici;

Determinarea pozitiei rotorului

Sisteme cu logica fuzzy

C.A.D. OF LINEAR TRANSVERSE FLUX MOTORS

O V E R V I E W. This study suggests grouping of numbers that do not divide the number

Reactoare chimice cu curgere piston (ideala) cu amestecare completa de tip batch (autoclava)

Soluţii juniori., unde 1, 2

GENERATOARE DE SEMNAL DIGITALE

Divizibilitate în mulțimea numerelor naturale/întregi

Teorema Reziduurilor şi Bucuria Integralelor Reale Prezentare de Alexandru Negrescu

1.3. OPERAŢII CU NUMERE NEZECIMALE

GIDD PENTRU CALCULUL CONSUMULUI DE CA.LOURA AL CONSTRUCTIILOR DOTATE CU ' A SISTEME PASIVE DE INCALZIRE SO LARA INDICATIV GP

Curs 5 ELEMENTE STRUCTURALE SOLICITATE LA RASUCIRE

Reactoare chimice cu curgere piston (ideala) (Plug Flow Reactor PFR) cu amestecare completa (Mixed Flow Reactor MFR) de tip batch (autoclava)

ON THE QUATERNARY QUADRATIC DIOPHANTINE EQUATIONS (II) NICOLAE BRATU 1 ADINA CRETAN 2

Ecuatii si inecuatii de gradul al doilea si reductibile la gradul al doilea. Ecuatii de gradul al doilea

PROTECTII PRIN RELEE. (2) _ Principii si particularitati ale principalelor protectii

MULTIPHYSICS FINITE ELEMENT MODEL OF A CONTINUOUS THIN METALLIC SHEETS HEATER WITH ROTATING PERMANENT MAGNETS SYSTEM

Modelling the Steady State Characteristic of ph Neutralization Process: a Neuro-Fuzzy Approach

Utilizarea limbajului SQL pentru cereri OLAP. Mihaela Muntean 2015

COMPARATIVE DISCUSSION ABOUT THE DETERMINING METHODS OF THE STRESSES IN PLANE SLABS

THE ENERGETIC ANALYSIS OF THE DRIVE SYSTEM WITH INDUCTION MOTOR CONSIDERING IRON LOSSES: PART 1 SINUSOIDAL VOLTAGE SUPPLY

Gradul de comutativitate al grupurilor finite 1

SIMULAREA DECIZIEI FINANCIARE

Subiecte geometrie licenta matematica-informatica 4 ani

ACTA TECHNICA NAPOCENSIS

In perspectiva aderarii Romaniei la Uniunea Europeana se impune alinierea standardelor nationale la cele europene. In acest scop, tara noastra

Inteligenta Artificiala

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THE USEFUL MAGNETIC FLUX OF A LOW SPEED PMSG

PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR DESIGN OPTIMIZATION

Barem de notare clasa a V-a

STUDY OF INDUCTION MACHINE UNDER TRANSIENT NT DUTY

$IfNot ParametricTable= P_ratio_gas. P ratio,gas = 14; Raport comprimare compresor aer - Pressure ratio for gas compressor (2) $EndIf

COMPARATIVE STUDY OF STRUCTURAL ANALYSIS APPLIED TO AGRICULTURAL MACHINES BODIES AND ACCOMPLISHED WITH SOLID WORKS AND AUTODESK INVENTOR PROGRAMS

Legi de distribuţie (principalele distribuţii de probabilitate) Tudor Drugan

FLUXES AND DISPERSION REACTANCES OF THE ASYNCRONOUS MACHINE

EXPERIMENTAL METHOD FOR ESTIMATING THE PARAMETERS OF A SYNCHRONOUS MACHINE EQUIVALENT SCHEME, WITH CONSIDERATION OF SKIN EFFECT INFLUENCE

A MODALITY OF USING DIRECT TORQUE CONTROL FOR IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE POWER PRESSES

THE CURRENT INDUCED CALCULATION IN CLAW POLE OF AN ALTERNATOR BY FINITE ITE ELEMENT METHOD

INFLUENCE OF PERMANENT NT MAGNETS DESIGN OVER THE PERFORMANCE OF AXIAL FLUX SYNCHRONOUS MOTORS

ALGORITMI DE OPTIMIZARE IN INGINERIE ELECTRICA. Sef lucrari ing. Alin-Iulian DOLAN

SOI prin smart-cut. Caracterizarea TEM-HRTEM a defectelor structuale induse in Si prin hidrogenare in plasma.

4/68. Mini-comutatoare cu came. Prezentare generalã a sistemului. Întreruptoare Pornit-Oprit TM. Comutatoare de comandã TM.

Procedeu de demonstrare a unor inegalităţi bazat pe inegalitatea lui Schur

PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MACHINES WITH HALBACH ARRAY CONFIGURATIONS A F.E.M. APPROACH

Clasa a 10-a. Review of preview

Habilitation Thesis. Periodic solutions of differential systems: existence, stability and bifurcations

Reluctance Synchronous Machine with a Particular Cageless Segmental Rotor

Liste. Stive. Cozi SD 2017/2018

Cercet¼ari operaţionale

Rădăcina pătrată a unei matrici reale de ordinul 2

2D AND 3D PROCESSING OF THE INTERDEPENDENCE BETWEEN THE COMFORT MAIN INDICATORS

Modelarea traficului in cadrul retelelor de radiotelefonie mobila

STRUCTURAL PARASITIC CAPACITANCE REDUCTION TECHNIQUES IN PLANAR MAGNETIC INTEGRATED STRUCTURES

FORMULELE LUI STIRLING, WALLIS, GAUSS ŞI APLICAŢII

SHORT OVERWIEW ABOUT MODELING THE INDUCTION MACHINE USING PSPICE

METODE NUMERICE: Laborator #4 Eliminare gaussiană cu pivotare totală şi scalare. Algoritmul Thomas pentru rezolvarea sistemului 3-diagonal

ASPECTS REGARDING NUMERICAL MODELING OF INDUCTIVE HEATING PROCESS FOR LOW VOLTAGE ELECTRICAL CABLES

Sisteme cu logica fuzzy cu mai multe intrari (MISO)

Pentru clasa a X-a Ştiinţele naturii-sem II

I', FORTELE PARAZITE in. MOTOARELE LINEARE SINCRONE cu MAGNETI PERMANENTI. Analiza ~i compensarea acestora prin proiectarea optima a motorului

MEASURING THE ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS ASSOCIATED WITH THE ELECTROSTATIC DISCHARGES

MODULAR LINEAR TRANSVERSE FLUX RELUCTANCE MOTORS

PRELUCRARI PE IMAGINI BINARE (ALB/NEGRU)

Curs II Dinamica spaţiului disponibil al sedimentării -noţiuni de stratigrafie secvenţială- modele diferite

Ordin. pentru aprobarea structurii informaţiilor înscrise pe cardul naţional de asigurări sociale de sănătate

Rezolvarea ecuaţiilor şi sistemelor de ecuaţii diferenţiale ordinare (II)

A GENERALIZATION OF A CLASSICAL MONTE CARLO ALGORITHM TO ESTIMATE π

The Aeolian Asynchronous Generator

Definiţie. Pr(X a) - probabilitatea ca X să ia valoarea a ; Pr(a X b) - probabilitatea ca X să ia o valoare în intervalul a,b.

MAGNETIC FIELD IN ENCAPSULATED BUS-BARS

ABOUT DYNAMIC STABILITY OF HIGH POWER SYNCHRONOUS MACHINE. A REVIEW

ON THE PARAMETERS COMPUTATION OF A SINGLE SIDED TRANSVERSE FLUX MOTOR

Dynamic Response of Beams on Elastic Foundation with Axial Load

AN APPROACH TO THE NONLINEAR LOCAL PROBLEMS IN MECHANICAL STRUCTURES

THE OPERATIONAL FIABILITY IN THERMAL SYSTEMS THE WEIBULL DISTRIBUTION MODEL

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE 3 Analiza algoritmilor

COMPARATIVE STUDY ON DETERMINING THE INTERNAL FRICTION ANGLE FOR SAND

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF FRICTIONAL CONTACTS

ACTUALITĂŢI ŞI PERSPECTIVE ÎN DOMENIUL MAŞINILOR ELECTRICE

Utilizarea claselor de echivalenta in analiza asistata de calculator a sistemelor cu evenimente discrete

p = pasul filetului α (alfa) = unghiul filetului

array a[0..n-1] a[0] = v0,..., a[n-1] = vn-1

ATTENUATION OF THE ACOUSTIC SCREENS IN CLOSED SPACES

SYNCHRONIZATION AND CONTROL IN THE DYNAMICS OF DOUBLE LAYER CHARGE STRUCTURES. AUTONOMOUS STOCHASTIC RESONANCE

Lecture 1: Induction Motor

QUASI-ANALYTIC SOLUTIONS OF FIRST-ORDER PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS USING THE ACCURATE ELEMENT METHOD

Matematici speciale Variabile aleatoare discrete

2C/1L Optoelectronică, structuri, tehnologii, circuite, OSTC Minim 7 prezente curs + laborator Curs - sl. Radu Damian Joi 15-18, P5 E 70% din nota

RAPORT DE ACTIVITATE AL FAZEI

Logică și structuri discrete. Marius Minea 25 septembrie 2017

Avem 6 tipuri de simboluri in logica predicatelor:

Nonlinear Vibrations of Elastic Beams

Figura 1. Schema bloc de reglare a turației motorului de curent alternativ Figure 1. Block diagram of the system for regulating the speed of AC motor

Programarea Dinamica. (si alte chestii adiacente) Andrei Olariu

Arhivele Electronice Los Alamos arxiv:physics/ v2 [physics.ed-ph] 30 Apr 2000

Lecture 9: Space-Vector Models

Mathematical Model Associated to Three-Phase Induction Servomotors in the Case of Scalar Control

INCLUZIUNI OPERATORIALE PRIN TEHNICA PUNCTULUI FIX ÎN SPAŢII METRICE VECTORIALE

Transcription:

MASINI ELECTRICE SPECIALE Clasificare. Elemente constructive.

Definiţii O maşină electrică este un convertor electromecanic ce transformă energia electrică în energie mecanică când funcţionează în regim de motor, sau invers energia mecanică în energie electrică când funcţionează în regim de generator. Transformarea energiei are loc prin intermediul câmpului magnetic care se închide într-un circiut realizat din materiale magnetice. Câmpul magnetic poate fi produs prin: Magneţi permanenţi maşini magnetoelectrici ( excitaţie cu MP) Electromagneţi -curenţi din înfăşurările maşinii ( excitaţie electromagnetică) cu circuit de fier - - fară fier, (supraconductoare)

Proprietăţiile materialelor magnetice H c Materiale magnetice neliniare Br B s M r Materiale moi Materiale dure Materiale feromagnetice Materiale antiferomagnetice Materiale ferimagnetice Magnetizaţia este ridicată şi depinde de câmpul magnetic după o curbă de histereză. Permeabilitate variabilă μ μ 0 μ r μ r Permeabilitatea relativă Prima curba de magnetizare B s inducţia de saturaţie B r inducţia remanentă H c câmpul magnetic coercitiv

Crearea câmpului magnetic Pentru a crea câmp magnetic este necesară o energie. Această energie se poate calcula pe baza relaţiilor pentru circuit magnetic fără fier B W m i Ψ Material ferromagnetic Circuit magnetic cu fier aer U m Circuit magnetic fără fier φ H Ψ H l B A Unde volumul B μ 0 Consecinţă : B H V H V l A Energia necesară B*H/ suprafaţahaşurată Se limitează spaţiile de aer în circuitele magnetice.

Crearea câmpului magnetic B Circuit magnetic cu întrefier Material ferromagnetic Maşina electrică Ψ Solenaţia dată de magnet permanent θ Hc l MP Solenaţia dată de o înfăşurare F mfe + F mm θ F mδ Puterea necesară Δu I întrefier H Unde În curent continuu În curent alternativ θ w k w I w- numărul de spire k w factorul de bobinaj Δu Δu r r + I x I

Pierderi de energie Orice transformare de energie este însoţită de pierderi. P i P i P e P e Randamentul transformării η Pe P Categorii de pierderi în maşini electrice: i p P Pierderi electrice produse de curenţi în conductoare, i p + P e p Pierderi magnetice produse de variaţia câmpurilor în fierul maşinii, Pierderi mecanice datorită deplasării unei părţi din maşină.

Definiţii Pierderile se transformă în căldură în interiorul maşinii este nevoie de un sistem de răcire pentru evacuarea căldurii. Deci pentru realizarea transformării energiei electrice în energie mecanică Maşina electrică trebuie să aibă: - sistem electric înfăşurări, - sistem magnetic circuit de fier, - sistem mecanic şi de răcire elemente constructive. Transformarea energiei trebuie să se realizeze cu randament maxim Pentru a avea pierderi minime este necesar: Câmp magnetic de anumită valoare, formă de variaţie în timp şi spaţiu Un circuit magnetic realizat din materiale de calitate, de anumită formă şi dimensiuni Tensiuni electromotoare induse maxime Un circuit electric de anumită formă şi dimensiune Inducţii magnetice şi densităţi de curenţi limitaţi

Energia magnetică Transformarea energiei este posibilă dacă energia magnetică depinde de poziţia relativă a armăturilor. Se consideră un sistem format din m circuite electrice Energia magnetică m W m i λ λ Ψ λ Fluxul magnetic total Fluxul magnetic propriu Ψ λλ L i λλ λ Ψ λ Ψ λλ + ν m ν ν λ Ψ λν Fluxul magnetic de cuplaj Ψ λν M i λν ν

Cuplul electromagnetic. ct. m ct i m W C W C Ψ α α În funcţie de rapiditatea mişcării cuplul se poate calcula cu una din relaţiile: Transformarea energiei, producerea cuplului este posibilă dacă energia magnetică depinde de poziţia relativă a armăturilor. α α α d dm i i d dl i d dl i C + + Dacă fluxurile sunt produse de curenţi, pentru o maşină cu câte o înfăşurare pe fiecare armătură : ( ) ( ) M i L i i M i L i i W m + + +

Maşina cu întrefier constant R R S Fluxul propiu al înfăşurării statorice Ψ L i Fluxul propiu al înfăşurării rotorice R + ʘ ʘ ʘ Ψ Fluxul de cuplaj Ψ L i M i Inductivităţile proprii L ct. şi L ct.

Maşina cu întrefier constant R Inductivităţile proprii L ct. şi L ct. Inductivitatea de cuplaj dintre înfăşurări variază cu mişcarea rotorului. α R 0 α 0 Cum variază inductivitatea de cuplaj? Presupunând o distribuţie spaţială sinusoidală a câmpului magnetic, S M Mm cosα unde α ω t + α 0 ω - este viteza unghiulară electrică de rotaţie π n ω p p Ω p p 60 α 0 - este unghiul, poziţia rotorului, la momentul iniţial. Cuplul c i i Mm sinα

Cuplul electromagnetic mediu Cuplul ca vector Dacă se consideră solenaţiile dirijate după axele armăturilor, atunci cuplul poate fi considerat produsul vectorial [ ] S[i ] C M R[i ] i i α Deci un vector dirijat după axa de rotaţie Dacă cei doi curenţi sunt constanţi C α 0 Cuplul mediu este nul. 0 π π α ωt

Pulsaţia curenţilor Cuplul este maxim la 0 π π α π Pentru cuplu mediu diferit de nul este necesar ca după α π să se schimbe sensul curentului la una din înfăşurări Deci unul din curenţi trebuie C să fie alternativ. α ωt C m C m ω t π α 0 Frecvenţa curentului alternativ este dată de frecvenţa de rotaţie Momentul schimbării sensului curentului determină valoarea medie a cuplului. Trebuie cunoscută poziţia rotorului. Dacă curentul din stator este continu frecvenţa curentului din rotor trebuie să fie : ω ω

Condiţia de frecvenţă Dacă curentul din rotor este continu frecvenţa curentului din stator trebuie să fie : Valoarea medie a cuplului C Prin generalizarea relaţiilor I I M sinα0 sinα 0 0 ± ω ± ω ± ω La maşini cu mişcare m În cazul maşinilor cu mişcare şi Relaţia reprezintă formularea matematică a condiţiei de frecvenţă pentru transformarea energiei. La maşini fără mişcare ω ω 0 ω ω ± ω ω ± ω ± ω transformator

Maşina cu întrefier variabil Axa rotor Axa stator α Axa stator α Axa stator Axa rotor α 0 Axa rotor Rotor fără înfăşurare L,M 0 L maxim α π/ L minim

Cuplul de reluctanţă Axa rotor α Axa stator Dezvoltat în serie L ( α ) L + ΔL cos( α )... 0 + cuplul I ΔL c sin 4 ( α ) C 0 π π α Rotor fără înfăşurare L variabil Cuplu de reluctanţă Nu este suficientă schimbarea polarităţii curentului

Cuplul de reluctanţă I ΔL c sin 4 ( α ) Schimbarea sensului curentulu nu are influienţă Pentru cuplu mediu diferit de nul este necesar ca:.- Curentul să fie întrerupt pentru intervalul π < α < π Trebuie să se cunoască poziţia rotorului. Axa α rotor α Axa rotor Axa stator Axa stator.-câmpul statoric trebuie să se deplaseze (rotească) Astfel ca 0 Deci trebuie să existe cel puţin două faze şi frecvenţa curentului statoric egal cu frecvenţa de rotaţie. ω ω π <α <

Cuplul rezultant Axa rotor α Axa stator Maşina cu întrefier variabil şi două înfăşurări alimentate în curent alternativ respectiv continuu Cuplu de reluctanţă C 0 π π α Cuplul rezultant Cuplu electromagnetic

Cuplul de histerezis Axa stator c k B H sin ( α ) H α H C Axă câmp rotor 0 π α Material cu ciclu larg de histereză Câmpul statoric trebuie să se rotească

Cuplul Cuplul electromagnetic: rezultatul interacţiunii a două câmpuri magnetice, produse de curenţi de frecvenţă diferite ± ω ± ω ± ω Tip sincron- cele două câmpuri sunt produse de surse diferite Curent alternativ în stator - ω Curent continuu în rotor - ω 0 ω ω C I I Mm sinα0 Cuplul de tip sincron este diferit de zero numai la viteza de sincronism La viteza cuplul de tip sincron este cuplu alternativ. ω ω ± ω ±ω Tip asincron cîmpul rotoric este determinat de t.e.m.( curenţi) induse de cîmpul statoric. La viteza La viteza ω ω cuplul de tip asincron este diferit de zero. nu se induc t.e.m. în rotor, deci cuplul asincron este zero.

Cuplul Cuplul de reluctanţă: rezultatul deformării de către circuitul magnetic nesimetric rotoric a câmpului magnetic statoric ω ω I ΔL c sin 4 ( α ) Câmpul statoric trebuie să-şi schimbe poziţia. În mod continuu câmp învărtitor Discret - prin salturi- câmpul polilor succesivi Cuplul de dantură : datorită deformării câmpului din cauza dinţilor armăturilor Cuplul de histerezis: rezultatul defazării,de către materialul rotoric al câmpului rotoric faţă de solenaţia statorică. ω ω c k B H sin ( α ) Câmpul statoric trebuie să- şi schimbe poziţia, să se rotească. H

Expresiile cuplului Dacă se consideră solenaţiile dirijate după axele armăturilor, atunci cuplul poate fi considerat produsul vectorial C M [ ] i i Deci un vector dirijat după axa de rotaţie Notând: ψ M i Fluxul produs în rotor de curentul statoric ψ M i Expresiile cuplului. C Fluxul produs în stator de curentul rotoric [ ] [ ] [ ] kc Ψ Ψ M i i kc i kc i

Definiţii Ce este o maşină electrică specială? O maşină electrică transformă: energia electrică în energie mecanică când funcţionează în regim de motor, sau invers energia mecanică în energie electrică când funcţionează în regim de generator. Toate tipurile de maşini electrice sunt reversibile, principiu enunţat prima dată de Lenz în 834, regimul de funcţionare depinzând numai de sensul de circulaţie al puterilor. O maşină electrică : cu utilizare specială de construcţie specială cu caracteristici speciale cu alimentare specială

Clasificare După principiul de funcţionare: Transformatoare speciale, Maşini de inducţie speciale, Maşini sincrone speciale, Maşini de curent continuu speciale, Maşini de curent alternativ cu colector, Maşini cu reluctanţă variabilă comutate electronic, Maşini cu câmp transversal, Maşini sonice După tipul constructiv: Maşini rotative, Maşini liniare, Maşini sferice şi planare.

Elemente constructive Există trei sisteme de bază care reunite dau o maşină electrică şi anume: Sistemul electric (înfăşurări, conexiuni exterioare, placă de borne, contacte alunecătoare, colector, etc.) Sistemul magnetic (miezurile feromagnetice) Sistemul mecanic şi de răcire. Sistemul magnetic Rolul miezurilor feromagnetice: să asigure o inducţie magnetică de valoare cât mai mare, să constituie suportul pentru înfăşurări şi/sau magneţi permanenţi, să modifice în mod corespunzător cămpul magnetic, să transmită la axul masinii cuplul dezvoltat, să participe la crearea cuplului electromagnetic.

Sistemul magnetic Tipuri de poli Tipuri de crestături

Sistemul electric Rolul sistemului electric : produce câmpul magnetic necesar transformării energiei, permite închiderea curenţilor în circuitele interne ale maşinii, este sediul tensiunilor electromotoare induse, realizează conversia frecvenţei tensiunii sau curentului din circuitele interne ale maşinii, corespunzător necesităţilor proprii. Sistemul electric poate fi compus din următoarele elemente: Înfăşurări Conexiuni şi plăci de borne, Contacte alunecătoare inel-perie, Comutator mecanic realizat din colector şi perii, Convertor electronic cu sau fără detectare poziţiei rotorului.

Sistemul electric O înfăşurare se obţine prin conectarea între ele a mai multor bobine, formate din spire, şi poate fi de diferite tipuri: -infăşurare obişnuită, folosită si la maşinile electrice clasice, - Înfăşurare concentrată - Înfăşurare repartizată deschisă (de fază) - Înfăşurare repartizată închisă la colector - Înfăşurare în colivie. -înfăşurare specială. -Înfăşurarea rotoarelor disc de curent continuu. -Înfăşurare rombică tip Fütterer -Înfăşurare oblică tip Faulhaber

Sistemul electric Înfăşurare repartizată în dublu sau în simplu strat

Sistemul electric Înfăşurări buclate (a), respectiv ondulate (b)

Sistemul electric Colivia simplă simetrică (a) şi nesimetrică (b)

Sistemul electric Înfăşurare rombică tip Fütterer

Sistemul electric Înfăşurarea rotoarelor disc de curent continuu.

Sistemul electric Înfăşurare oblică tip Faulhaber

Sistemul electric Construcţia colectorului

Sistemul electric Sistemul de contact alunecător

Sistemul mecanic şi de răcire. Sistemul mecanic are rolul de a asigura: funcţionarea maşinii, evacuarea căldurii, protecţia maşinii şi a personalului. Structura mecanică a unei maşini electrice rotative constă în principal din trei părţi: - Carcasa, cu sau fără aripioare de răcire, - Arborele rotoric, cu sau fără butuc, - Scuturile frontale cu lagărele pentru ax. Elementele constructive pot fi diferite ca aspect la diferite tipuri şi puteri de maşini dar vor avea totdeauna aceeaşi utilitate şi funcţie. La maşini de putere mică rolul carcasei poate fi preluat de miezul statoric.

Sistemul mecanic şi de răcire. Elemente componente, stator şi rotor, ale unui motor cu reluctanţă variabilă comutat electronic, SRM [H7]

Racirea masinilor electrice Din punctul de vedere al răcirii maşinile electrice se pot împărţiîn: - Maşini cu răcire naturală, - Maşini cu răcire forţată, Răcirea naturală se produce prin deplasarea naturală a agentului de răcire, aer sau ulei, în jurul ansamblului miez-înfăşurare sau maşină. În cazul maşinilor rotative această deplasare naturală a agentului de răcire este suplimentată cu o ventilare asigurată de un ventilator montat pe axul maşinii sau de forma specifică a capetelor de bobină. La răcirea forţată agentul de răcire este circulat forţat prin exteriorul carcasei sau prin interiorul maşinii. El poate fi aer, ulei mineral sau altă substanţă cu proprietăţi corespunzătoare. Răcirea forţată înseamnă un consum de energie suplimentar, dar o răcire mai eficientăşi o reducere a dimensiunilor la aceeaşi putere.

Răcirea forţată Răcirea forţată prin interiorul maşinii poate fi: indirectă când agentul de răcire circulă prin canale prevăzute în miezul feromagnetic al maşinii, directă când agentul de răcire circulă prin canale prevăzute în miezul feromagnetic al maşinii şi prin interiorul conductoarelor care sunt construite special cu spaţiu gol în interior. Dacă răcirea se face cu aer se numeşte şi ventilare. Dacă ventilaţia este realizată de un ventilator montat pe axa maşinii - autoventilaţie Autoventilaţia este mai eficientă la turaţii mari şi practic inoperantă la turaţii mici. Autoventilarea reprezintă un procedeu foarte utilizat la maşinile de putere mică şimediecu turaţie destul de ridicată, fiind un procedeu ieftin prin care se consumă foarte puţină energie; un procedeu simplu.

Masini de inductie speciale Masini trifazate

Maşini de inducţie trifazate Construcţia micromotorului trifazat cu colivie. Colivia rotorică cu bare înclinate ; rezistenţa rotorică mărită

Modelul masinii de inductie R ω r S Ecuaţii fazoriale scrise în sistem legat de câmpul învărtitor θ r U a U A d us RS i S + ΨS + j ωs ΨS dt d 0 RR i R + Ψ R + j ( ωs ω ) Ψ dt R U B U b U c Cuplul U C T p Re { j Ψ } S i * S Modelul de circuit trifazat

Modelul matematic Ecuaţia de mişcare T Cuplul electromagnetic Cuplul dinamic Cuplul de frecări F ν coeficientul de frecări J dω F v ω T sr p dt Cuplul rezistent static Definiţie fazori: i * S i d j i q ψ S ψ d + j ψ q

Modelul bifazat ortogonal i q i D U d S ω c ω r r θ r U Q U q C R i Q U D I d Modelul bifazat ortogonal D S Q Q R Q S D D R d S q q S q q S d d S d dt d i R dt d i R dt d i R u dt d i R u Ψ + Ψ + Ψ Ψ + Ψ + Ψ + Ψ Ψ + ) ( 0 ) ( 0 ω ω ω ω ω ω Se descompun ecuaţiile fazoriale în componente ortogonale.

Modelul matematic Cuplul electromagnetic T p ( Ψ i Ψ i ) d q q d Curentul de magnetizare Ψ M m i m M i i + m Inductivitatea de magnetizare f Expresiile fluxurilor ( i m ) Ψ Ψ S R Ψ Ψ Sσ Rσ S + Ψ + Ψ i Sm Rm R dψ dt L Sσ L Rσ dψ di i S i R M + + di dt M M 3 m m m m 3 M SR L M ( i S + i R ) ( i + i ) S t di dt m R Sm

Modelul matematic În regim permanent sinusoidal X Sσ ω L X ω M U S RS I S + j ωs LSσ I S E ' ' RR ' ' ' U R 0 I R + j X Rσ I R E S s ' I I + I E S ( RmS + j X ms ) I ms S R ms I S Sσ Sm I R R S X Sσ X Sm X Rσ R R U S R R /s R Sm Schema echivalentă a maşinii de inducţie

Modelul matematic Alunecarea critică Expresia cuplului Cuplul critic T P Ω RR R S + X ; ε RS R S + X s k S p P ω S p m ω S S R S + U S R s R R s R X X S σ + X Rσ + ( X ) p T 3 S k ω S S U ( ε +) R + X Formula lui Kloss T T k (+ ε ) sk s + + ε s sk

Caracteristici.0 - colivie simplă turnată T/T k 3 0.8 0.6 0.4.-rotor pahar Grosimea mică a pereţilor paharului Rezistenţă echivalentă mare, constantă 0. Reactanţa echivalentă mică, constantă 0 0 0. 0.4 0.6 0.8 s Caracteristicile mecanice tipice ale motoarelor de inducţie de mică putere. Alunecarea critică s k >> 3- rotor masiv Grosimea zonei active, adăncimea de pătrundere, parametrii echivalenţi dependenţi de frecvenţa rotorică, de alunecare. Alunecarea critică variabilă la s sk >> la s < scade

Randamentul micromotoarelor de inductie. -inducţie trifazată clasică 0.4 0.3 η - inducţie trifazată cu rotor special 3- inducţie monofazată cu faza auxiliară 0. 3 4 4- Inducţie cu spira ecran 0. 0 00 P [W] 000

Modificarea vitezei - Modificarea tensiunii de alimentare n/n S 0.8 0.6 T sr U N n/n S 0.8 0.6 T sr U N n/n S 0.8 0.6 T sr 0.4 0.4 0.4 0. T/T k 0 0 0. 0.4 0.6 0.8.0 Rotor clasic Domeniu restrăns 0. 0 0 0. 0.4 0.6 0.8 b T/T k Rotor masiv Domeniu mai larg Pierderi mari 0. 0 0 0. 0.4 0.6 0.8 Rotor pahar Domeniu şi mai larg s 0 <s <s k s 0 < s < 0,5 s 0 <s < > n/n s >0,7 > n/n s >0,5 > n/n s >0 Pierderi mari T/T k

Modificarea vitezei U.5 n/n sn f S >f N U N f N 0.5 R S. I S f N Variaţia tensiunii cu frecvenţa..3-modificarea nesimetrică a tensiunii f S f S <f N T/T k 0 0 0. 0.4 0.6 0.8 Caracteristicile mecanice ale motoarelor de inducţie pentru diferite frecvenţe în cazul U S /f S constant. Regimul nesimetric de alimentare şi funcţionare Două câmpuri magnetice învărtitoare - succesiuna directă - succesiune inversă

Cuplul motorului de inducţie la alimentare nesimetrică C rap.5 0.5 C r C C d 0-0.5 - -.5 s s s k C i 0 0. 0.4 0.6 0.8..4.6.8 s Domeniul de modificare al vitezei s 0 <s <s k > n/n s >0,7

Bibliografie Armensky E.V., Falk G.B., "Fractional horsepower electrical machines", MIR Publisher, Moscova, 978. Bart S.F. et al., "Measurements of electric micromotor dynamics", Proc. of ASME Winter Annl. Meeting, Dallas, vol. 9 (990), pp. 9-9. Boldea, I.: Reluctance synchronous machines and drives, Clarendon Press, Oxford, 996 Biro K.A.,Viorel I.A.,Syabo L.,Henneberger G. Maşini electrice speciale, Editura MEDIAMIRA, Cluj-Napoca, 005. Galan N., "Motorul electric cu histerezis", Ed. Tehnică, Bucureşti, seria Maşini şi aparate electrice, 974. G. Henneberger, I. A. Viorel: Variable Reluctance Electrical Machines Shaker Verlag, Aachen, Germania 00 Măgureanu R., Vasile N., "Servomotoare fără perii tip sincron", Ed. Tehnică, Bucureşti, seria Maşini şi aparate electrice, 990. Miller, T.J.E.: Switched reluctance motors and their control. Clarendon Press, Oxford 993.

Bibliografie Moczala H. et al., "Elektrische Kleinmotoren. Wirkungsweise, Bauformen, Eigenschaften- Hinweise fur den Einsatz", Expert Verlag, 993. Simion A., "Maşini electrice speciale pentru automatizări", Ed. Universitas, Chişinău, 993. I.A. VIOREL G. Henneberger R. Blissenbach L Lövenstein: Transverse Flux Machines. Their behavior, design, control and applications, MEDIAMIRA, Cluj-Napoca, 003, Yeadon PW.H., Yeadon A.W, "Handbook of small electric motors", McGraw-Hill, New York, 00.