Motoare cu aprindere prin compresie

1.1 UTILIZĂRILE MOTOARELOR CU APRINDERE PRIN COMPRESIE

Motoarele de curent continuu au o utilizare limitată din cauza dificultăţilor legate atât de producerea şi transportul energiei electrice în curent continuu cât şi de construcţia lor. La motoarele sincrone reglarea turaţiei este practic imposibilă, iar funcţionarea pretinde, pe lângă curentul alternativ şi curentul continuu necesar alimentării excitaţiei. Motoarele asincrone au marele avantaj al funcţionării exclusiv în curent alternativ, al posibilităţii utilizării la sarcini şi turaţii variate, al simplităţii în construcţie şi funcţionare şi al unei întreţineri şi exploatări uşoare.Motoarele asincrone se construiesc într-o gamă largă de tipuri şi puteri, pentru diferite tensiuni monofazate şi în special trifazate, în vederea acţionării celor mai diverse utilaje, de la micromaşini, până la utilaje uriaşe. În general:

- motoarele cu aprindere prin compresie de mică putere - se pot utiliza pentru acţionarea aparatelor şi maşinilor de uz casnic şi medical, sculelor şi uneltelor manuale, în instalaţii de comandă şi reglaj automat, la calculatoare, pentru acţionarea unor maşini-unelte de mecanică fină, în orologerie etc.;

- motoarele cu aprindere prin compresie de puteri mijlocii - până la 100kw - se pot utiliza pentru acţionarea maşinilor unelte industriale care opun un cuplu rezistent corespunzător, cum ar fi: maşina de prelucrat prin aşchiere (strunguri, freze, maşini de găurit, raboteze etc.); maşini de prelucrat prin deformare (prese, ciocane, maşini de îndoit etc.), ventilatoare, pompe;

- motoare cu aprindere prin compresie de mare putere - peste 100kw - se pot utiliza pentru acţionarea concasoarelor, morilor de ciment, ventilatoarelor, pompelor de contra presiune, laminoarelor.

1.2 DIFICULTĂŢI LEGATE DE PORNIREA MOTOARELOR CU APRINDERE PRIN COMPRESIE ŞI POSIBILITĂŢILE PRINCIPIALE DE REMEDIERE Dificultăţile principale legate de pornirea motoarelor asincrone sunt puse de valorile pe care le iau în acest timp cuplul motor şi curentul statoric. Cuplul motor trebuie să fie suficient de mare pentru a putea învinge cuplul rezistent opus de sarcina exterioară. Curentul absorbit trebuie să fie suficient de mic pentru a nu prejudicia, prin căderea de tensiune pe care o produce în reţeaua de alimentare, funcţionarea celorlalte receptoare electrice conectate la această reţea. Cuplul de pornire. Presupunem că a cuplat un motor asincron la o reţea electrică de alimentare. Prin înfăşurările statorice ale celor trei faze ale motorului se va stabili un curent electric, care va produce în jurul conductoarelor un câmp magnetic ale cărui linii se vor închide în majoritate prin miezul magnetic al statorului şi al rotorului. Deoarece curentul electric trece prin conductoarele înfăşurării fiecărei faze cu un decalaj de o treime de perioadă faţă de faza precedentă, câmpul magnetic care se creează va avea axa succesiv decalată în spaţiu corespunzător fazei care are în momentul respectiv curentul maxim, luând astfel aspectul unui câmp magnetic învârtitor. Dacă se poate mări corespunzător rezistenţă activă a circuitului prin care trece curentul rotoric, se pot obţine la pornire cupluri motoare mărite a căror valoare poate atinge, funcţie de necesitate, chiar valoarea cuplului maxim. Posibilităţile principale de mărire a cuplului de pornire la motoarele asincrone variază cu tipul lor constructiv. Astfel:

a) La motoarele cu aprindere prin compresie de constucţie normală, rezistenţa la pornire este formată numai din rezistenţa proprie a barelor care formează înfăşurarea rotorică, practic constantă, ceea ce înseamnă că nu se poate varia cuplul de pornire prin variaţia rezistenţei rotorice. Valoarea acestui cuplu se calculează astfel încât să poată învinge cuplul rezistent din momentul pornirii şi este cuprinsă, funcţie de destinaţie, puterea şi turaţia motorului, între 1.6 şi 2.2 ori cuplul nominal.

b) În cazul în care este necesar un cuplu de pornire mai mare se pot utiliza motoare cu aprindere prin compresie de construcţie specială care au conductoarele rotorice cu o secţiune ce favorizează refularea curentului spre întrefier în momentul pornirii şi deci mărirea rezistenţei active a circuitului rotoric prin micşorarea secţiunii de trecere a curentului. S-au realizat în acest sens două categorii de motoare:cu bare înalte şi cu dublă colivie. Motoarele cu bare înalte au colivia formată din bare cu înalţimea mai mare decât lăţimea de mai mult de cinci ori.

Aceasta permite ca la trecerea unui curent alternativ prin conductori, fluxul magnetic de scăpări produs, care se închide transversal prin crestătură, să nu fie uniform distribuit, ci să aibă spectrul, ca şi când bara ar fi compusă din mai multe conductoare suprapuse, cel din fund fiind înlănţuit de totalitatea fluxului de scăpări, iar cel de lângă întrefier - numai de propriul său flux. Motoare cu dublă colivie au o colivie de pornire, spre întrefier, de rezistenţă relativ mare şi o colivie de funcţionare, spre axul rotorului, de rezistenţă normală. În momentul pornirii, când frecvenţa rotorică este maximă şi deci reactanţa reductivă a coliviei interioare, este de asemenea maximă, majoritatea curentului de pornire este împins în colivia exterioară de rezistenţă mare. Pe măsură ce turaţia creşte, frecvenţa rotorică scade, astfel că la turaţia nominală majoritatea curentului rotoric va circula prin colivia interioară. Cuplul motor va fi rezultat din însumarea cuplurilor celor două înfăşurări. Curentul de pornire. În stare de repaus motorul asincron poate fi asimilat cu un transformator, înfăşurarea primară constituind-o înfăşurarea statorică, iar cea secundară - înfăşurarea rotorică (cu sau fără rezistenţele de pornire, după tipul motorului). În momentul cuplării la reţeaua de alimentare, curentul statoric absorbit de motor trebuie să compenseze curentul care apare în înfăşurarea rotorică.

1. PORNIREA ŞI PROTECŢIA MOTOARELOR ASINCRONE TRIFAZATE Editura TEHNICĂ - Bucureşti 1976Autor: ING. TITU MARIAN PIETRĂREANU

2. APARATE ELECTRICE Editura DIDACTICĂ ŞI PEDAGOGICĂ - Bucureşti 1980

Autor: GH. HORTOPAN

3. MAŞINI-UNELTE - BAZELE TEORETICE ALE PROIECTĂRII - vol. I -TEORIA

Editura TEHNICĂ - Bucureşti 1977

Autor: PROF. DR. DOCENT ŞT. ING. EMIL BOTEZ