Pornirea motoarelor asincrone trifazate

Pornirea motoarelor asincrone trifazate

a.     Pornirea directa

Acest procedeu conduce la schemele cele mai simple si sigure in exploatare si consta in aplicarea simultana in stator a tensiunilor nominale pe faza. La motoarele cu colivie simpla, curentul la pornire . Curentul mare preluat din retea produce importante caderi de tensiune in reteaua de alimentare, ceea ce poate dezavantaja alti consumatori. Pornirea directa este brusca si rapida cu socuri dinamice in elementele cinematice ale masinii si cu efecte Joule importante in infasurarile motorului.

Aceste dezavantaje se accepta pentru puteri nominale mici pana la 5,5 kW, 380V. Puterea nominala a celui mai mare motor asincron nu trebuie sa depaseasca 20% din puterea sursei de tensiunie care alimenteaza reteaua. Metoda se foloseste la masini unelte, ventilatoare, polizoare.

b.    Pornirea stea-triunghi.

Metoda de pornire ce consta in aplicarea tensiunilor nominale infasurarii statorice trifazate, conectate initial in stea. La obtinerea unei viteze de din viteza de sincronism se comuta infasurarea statorica in conexiunea (fig.2.21) triunghi. Comutarea se face manual sau automat.

Fig.2.21 Conexiunea stea-triunghi.

Curenti de linie pentru conexiunea stea, respectiv triunghi sunt:

  (2.69)

unde U_l este tensiunea de linie;

Z_f este tensiunea de faza.

Se observa ca valoarea curentilor de linie se micsoreaza de trei ori la conexiunea in stea, astfel imbunatatindu-se conditiile de pornire. Cuplul de pornire scade si el de trei ori fata de cel in cazul pornirii directe cu infasurarea statorica conectata in triunghi. Pornirea in conexiunea Y micsoreaza de trei ori cuplul de pornire si se poate utiliza numai cand pornirea se face cu un cuplu de sarcina foarte redus (pornire in gol).

La comutarea in triunghi au loc salturi de curent si de cuplu care se evidentiaza prin trecerea de pe caracteristica mecanica de functionare in stea pe cea in triunghi (fig.2.22).

Fig.2.21 Caracteristica mecanica la pornire stea-triunghi.

Pornirea poate fi aplicata numai motoarelor asincrone a caror infasurare statorica are tensiunea statorica de faza egala cu cea de linie a retelei de alimentare. Daca raportul tensiunilor motorului este , atunci tensiunea de faza este mai mica decat tensiunea retelei de alimentare (380V) si motorul nu poate fi cuplat stea-triunghi. Numai masinile care au raportul tensiunilor se pot conecta stea-triunghi deoarece li se poate aplica pe faza tensiunea de linie a retelei de alimentare. Metoda se utilizeaza la motoare asincrone cu rotor in scurtcircuit de puteri mai mici de.

c. Pornirea cu autotransformator

Cu ajutorul unui autotransformator trifazat coborator A.T.R. se poate alimenta cu tensiuni mai reduse infasurarea statorica a motorului asincron cu rotor in scurtcircuit (fig.2.23).

Fig.2.23 Pornirea cu autotransformator.

Pornirea are loc in felul urmator: se inchide intreruptorul a si contactorul , astfel autotransformatorul alimenteaza motorul M cu tensiune redusa. Cand motorul M a accelerat pana aproape de sincronism se deschide contactorul si se inchide contactorul , astfel la functionarea in sarcina autotransformatorul este scos din functie.

Daca este tensiunea nominala a retelei egala cu tensiunea pe faza a motorului si este tensiunea la bornele autotransformatorului atunci:

  (2.70)

unde este raportul tensiunilor A.T.R.

Curentul absorbit pe faza de motorul alimentat cu autotransformator este:

  (2.71)

unde este curentul pe faza motorului fara ATR;

este impedanta echivalenta pe faza a motorului.

Curentul pe faza la intrarea in autotransformator va fi de ori mai mic decat curentul de iesire:

(2.72)

Cuplul de pornire al motorului este: 

(2.73)

unde M este cuplul la pornirea naturala. Rezulta ca la pornirea cu autotransformator cuplul se reduce de ori in comparatie cu cel natural de pornire, similar se reduce si curentul de pornire.

d. Pornirea motoarelor asincrone trifazate cu rotor bobinat

Toate metodele de pornire prezinta inconvenientul reducerii cuplului de pornire si sunt improprii pentru pornirea in plina sarcina. La porniri ce trebuie sa asigure un cuplul de sarcina mare al masinii de lucru, se utilizeaza motoare cu rotor bobinat la care se introduc in serie cu infasurarea de faza a rotorului rezistente reglabile suplimentare prin intermediul inelelor colectoare si a periilor.

Fig.2.24 Pornirea cu reostat de pornire.

In fig.2.24 sunt reprezentate curbele pentru diferite rezistente suplimentare conectate in circuitul rotoric. Cu cat rezistenta Rs creste, maximul cuplului se deplaseaza spre alunecari mari.

Pornirea are loc astfel: la momentul t = 0 se introduce rezistenta R_S foarte mare (motorul porneste pe curba c), cuplul de pornire fiind mai mare decat cuplul M₁ rotorul se accelereaza, alunecarea scade si cuplul scade pe curba c pana la valoarea M₂ (punctul A); in acest punct se trece reostatul pe treapta R_S>0; punctul de functionare trece pe caracteristica (b), unde cuplul M₁ fiind mai mare decat cuplul de sarcina are loc accelerarea masinii, scaderea alunecarii si a cuplului pana la valoarea M₂ (punctul B); in acest moment se trece reostatul pe valoarea R_S = 0, functionare motorului se face pe curba a pana in punctul cand cuplul dezvoltat de masina atinge valoarea , cand acceleratia devine nula si procesul tranzitoriu ia sfarsit.

Aceasta metoda conduce deci la un cuplu de pornire ridicat si la un curent de pornire micsorat corespunzator.