Motorul Electric Sincron Trifazat

1. CONSIDERAŢII TEORETICE

1.1 Construcţia şi principiul de funcţionare

În construcţia normală motorul electric sincron are indusul fix (stator) şi inductorul

mobil ( rotor).

Statorul prezintă aceleaşi elemente componente ca şi motorul asincron: carcasă,

scuturi portlagăr, cutie de borne, suport portperii, miez feromagnetic realizat din tole şi o

înfăşurare trifazat㠓 distribuit㠔 în crestăturile miezului, având p perechi de poli şi

conectată de regulă în stea.

Rotorul se compune din: arbore, ventilator, miez magnetic, înfăşurare de excitaţie şi

inele colectoare.

Miezul se realizează în două variante:

• cu poli aparenţi şi înfăşurare de tip concentrat, realizată din bobine masive înseriate

şi dispuse pe miezurile polilor;

• cu poli înecaţi şi înfăşurare distribuită în crestăturile miezului.

Înfăşurarea de excitaţie se alimentează în c.c. de la un mic generator autoexcitat numit

excitatrice sau de la un redresor comandat.

Dacă se alimentează înfăşurarea statorică trifazată cu un sistem trifazat simetric de

tensiuni, de frecvenţă f1, curenţii statorici dau naştere unui câmp magnetic învârtitor care se

roteşte faţă de stator cu turaţie sincronă.

n1=( 60f1)/p (1)

Dacă se alimentează înfăşurarea de excitaţie cu tensiune continuă şi se aduce rotorul

printr-un mijloc oarecare la o turaţie apropiată de cea sincronă, polii magnetici rotorici se

cuplează magnetic cu polii statorici de nume contrar, câmpul magnetic antrenând de aici

înainte rotorul cu viteză sincronă.

Axele polilor magnetici rotorici rămân decalate în urmă faţă de axele polilor câmpului

magnetic rezultant din întrefier cu un unghi δ dependent de cuplul rezistent la arbore şi

care se numeşte unghi intern. Sensul de rotaţie este impus de ordinea de succesiune a

fazelor la bornele înfăşurării statorice.

1.2 Caracteristici de funcţionare

Principalele caracteristici de funcţionare a motorului sincron sunt reprezentate în

fig. 1, 2, 3.

Caracteristica M (δ ) - fig.1 descrie funcţionarea motorului la curent de excitaţie

constant şi putere la arbore variabilă.

Funcţionarea la putere constantă şi curent de excitaţie variabil poate fi descrisă cu

ajutorul curbelor în V: I (Ie) - fig.2 şi cos ϕ (Ie) - fig.3. Din fig.3 se observă că intensitatea

curentului absorbit din reţea are valoare minimă atunci când el este în fază cu tensiunea

reţelei. Curentul de excitaţie respectiv se numeşte “ optim ” (Ieo). În acest regim motorul nu

schimbă putere reactivă cu reţeaua, câmpul magnetic din motor fiind asigurat în totalitate

de înfăşurarea de excitaţie. Când curentul de excitaţie este mai mic decât valoarea optimă,

motorul e subexcitat lucrând cu factor de putere inductiv şi absorbind o parte din puterea

necesară pentru magnetizare din reţea. Curentul de excitaţie nu poate fi scăzut sub “ limita

de stabilitate ” când cuplajul magnetic din interior se poate desface (câmpul de excitaţie

fiind relativ mic) şi motorul poate ieşi din sincronism oprindu-se.

Când curentul de excitaţie este mai mare decât valoarea optimă, motorul este

supraexcitat, prezintă factor de putere capacitiv, debitând în reţea putere reactivă întocmai

ca un condensator reglabil.

1.3 Pornirea motorului

Deoarece motorul sincron nu dezvoltă cuplu decât la turaţie sincronă, pentru a prinde

în sincron trebuie adus mai întâi în apropierea turaţiei sincrone.

Metoda cea mai utilizată este pornirea în asincron.

Pentru a putea porni în asincron, motorul sincron este prevăzut cu o înfăşurare rotorică

suplimentară de tip colivie, barele acesteia fiind plasate în crestături practicate în tălpile

polare rotorice.

În unele cazuri colivia este înlocuită prin tălpi polare masive în care se induc curenţi

turbionari ce produc cuplul asincron de pornire.