Manual Electric

ACIONRI ELECTRICE I

ELECTRONICE ALE MOTORULUI ELECTRIC

Descriere i experimente practice

NDRUMAR DE LABORATOR

EDITURACONSPRESS

2012

2

Copyright 2012, Editura Conspress

EDITURA CONSPRESS este recunoscut de

Consiliul Naional al Cercetrii tiinifice din nvmntul Superior

Lucrare elaborat n cadrul proiectului: Reea naional de centre pentru dezvoltarea programelor de studii cu rute flexibile i a unor instrumente didactice la specializarea de licen i masterat, din domeniul Ingineria Sistemelor

Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale a Romniei

Acionari electrice i electronice ale motorului electric Descriere i experimente practice: ndrumar de laborator / - Bucureti : Conspress, 2012

Bibliogr. ISBN 978-973-100-224-8

62

Colecia Carte universitar

CONSPRESS B-dul Lacul Tei nr. 124, sector 2,

cod 020396, Bucureti Tel.: (021) 242 2719 / 300; Fax: (021) 242 0781

3

Cuprins

Pag.

Prefata.. 51. Descrierea echipamentului experimental Acionri Electrice i Electronice ale Motorului Electric.. 62. Noiuni fundamentale despre curentul alternativ .... 7 2.1 Definiie...... 7 2.2 Curentul alternativ monofazat ....... 7 2.3 Curentul alternativ trifazat .... 83. Noiuni fundamentale despre motorul electric 9 3.1 Definiie.. 9 3.2 Principiu de funcionare 9 3.3 Utilizare.. 9 3.4 Clasificare.. 94. Elemente constructive ale unui motor asincron trifazat... 10 4.1 Pri constructive 10 4.2 Variante constructive. 13 4.3 Plcua motorului .. 15 4.4 Sarcini de lucru . 165. Principiul de funcionare al motorul asincron trifazat . 17 5.1 Noiuni teoretice 17 5.2 Sarcini de lucru .. 186. Scheme de conexiuni ale motorului asincron trifazat . 19 6.1 Noiuni teoretice 19 6.2 Sarcini de lucru .. 207. Puterea i randamentul motorului electric trifazat . 21 7.1 Noiuni teoretice 21 7.2 Sarcini de lucru.. 218. Alimentarea de la reea a motorului electric trifazat .. 22 8.1 Noiuni teoretice 22 8.2 Sarcini de lucru.. 229. Noiuni fundamentale despre schemele electrice 22 9.1 Definiie. 22 9.2 Clasificare.. 22 9.3 Schema electric desfaurat. 22 9.4 Schema electric monofilar (simplificat)... 23 9.5 Semne convenionale (simboluri) folosite in schemele electrice.. 25

4

10. Scheme electrice uzuale de acionare a motorului asincron trifazat . 31 10.1 Pornirea direct, schema de comand cu butoane...... 31 10.1.1 Modul de funcionare a schemei 31 10.1.2 Sarcini de lucru ... 33 10.2 Pornirea direct, schema de comand cu switch (cheie) ... 34 10.2.1 Modul de funcionare a schemei 34 10.2.2 Sarcini de lucru .. 36 10.3 Pornirea grea . 37 10.3.1 Modul de funcionare a schemei .... 37 10.3.2 Sarcini de lucru ... 39 10.4 Schimbarea alimentrii, schema de comand cu butoane...... 40 10.4.1 Modul de funcionare a schemei 40 10.4.2 Sarcini de lucru .. 42 10.5 Schimbarea alimentrii, schema de comand cu cheie...... 43 10.5.1 Modul de funcionare a schemei 43 10.5.2 Sarcini de lucru .. 45 10.6 Inversarea sensului de rotaie, schema de comand cu butoane.... 47 10.6.1 Modul de funcionare a schemei .... 47 10.6.2 Sarcini de lucru .. 48 10.7 Inversarea sensului de rotaie, schema de comand cu cheie.... 49 10.7.1 Modul de funcionare a schemei ... 49 10.7.2 Sarcini de lucru .. 51 10.8 Pornirea Y- . .. 52 10.8.1 Noiuni generale despre Pornirea Y- ...... 52 10.8.2 Pornirea Y- , schema de comand manual . 52 10.8.2.1 Modul de funcionare a schemei ...... 52 10.8.2.2 Sarcini de lucru .... 55 10.8.3 Pornirea Y-D, schema de comand automat .... 56 10.8.3.1 Modul de funcionare a schemei ...... 56 10.8.3.2 Sarcini de lucru . 5811. Acionarea motorului trifazat cu Convertizor Static de Frecven..... 59 11.1 Noiuni generale .... 59 11.2 Convertizorul MICROMASTER 420 Prezentare general .... 60 11.3 Comanda convertizorului .. 65 11.4 Comanda manual a convertizorului .... 66 11.5 Comanda convertizorului de la BOP ... 69 11.6 Parametrizarea convertizorului ..... 69 11.6.1 Parametrizarea convertizorului de la BOP .... 70 11.6.2 Parametrizarea de la PC, cu ajutorul STARTER........ 73 11.7 Sarcini de lucru .. 8412. Soluii i rspunsuri .. 8513. Bibliografie ... 88

5

Prefata

Acest indrumar de laborator a fost elaborat in cadrul proiectului POSDRU/86/1.2/S/63806

care are titlul Reea naional de centre pentru dezvoltarea programelor de studii cu rute

flexibile i a unor instrumente didactice la specializarea de licen i masterat, din domeniul

Ingineria Sistemelor. Proiectul este cofinantat din Fondul Social European prin Programul

Operational Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013.

In cadrul proiectului s-au creat la cinci universitati platforme educationale de simulare a

proceselor de automatizare (laboratoare de automatica) pentru disciplinele de domeniu si de

specialitate ale Ingineriei Sistemelor specializarea Automatica si Informatica Aplicata.

Spatiile dedicate acestor laboratoare de automatica sunt urmatoarele:

Universitatea Tehnica de Constructii din Bucuresti:

o Facultatea de Hidrotehnica, B-dul Lacul Tei 122, sala II-11.

Universitatea Politehnica din Bucuresti:

o Facultatea de Automatica si Calculatoare, Splaiul Independentei 313, sala ED 112.

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca:

o Facultatea de Automatica si Calculatoare , str. Observatorului 2, sala 305.

Universitatea Tehnica Gheorghe Asachi din Iasi:

o Facultatea de Automatica si Calculatoare, str. prof. dr. doc. Dimitrie Mangeron 27, sala A0-1.

Univeristatea Politehnica din Timisoara:

o Facultatea de Automatica si Calculatoare, B-dul Vasile Parvan 2, sala B 012. In aceste cinci laboratoare se vor desfasura activitatile de laborator la majoritatea

disciplinelor de automatica.

Acest indrumar va fi de folos studentilor la disciplinele care au ca obiect de studiu

Actionarile electrice si in general Actionarile electrice si electronice ale motorului electric.

Prof. univ. dr. Viorel Marinescu

Responsabil tehnic al proiectului

6

1. Descriere echipament experimental Acionri Electrice i Electronice ale Motorului Electric

Echipamentul este un sistem complet independent i include: 1. partea de acionare electric, alctuit din:

panoul de alimentare cu energie electric (n format dimensional DIN A4), care cuprinde: ntreruptorul general de for Q0, cu funcie de oprire de urgen (mner rou-galben), siguran automat tripolar general F0, ntreruptoare automate (disjunctoare) pentru protecie motor (QM1,QM2), siguran automat diferenial F1 pentru protecia circuitului de comand de 230Vc.a., borne i mufe securizate de 4 mm2, de diverse culori;

panoul de comand motor (n format dimensional DIN A4), pentru comutaie for trifazat, care cuprinde : aparatajul de realizare scheme de comand (4 contactoare trifazate: KM1,,KM4, releu de timp K1, butoane de comand verzi i roii (S1,S2,S5,S7,S8), chei de comand 0-I, I-0-II, 1-2, (S3,S4 i S6), buton ciuperc S0, cu rearmare prin rsucire), mufe i borne securizate de 4 mm2;

panoul (n format dimensional DIN A4) echipat cu Convertizorul Static de Frecvent (seria Siemens-Micromaster) cu panou operator digital, pentru un motor cu puterea de maxim 0,37kW, cu posibiliti de conectare pe reea, poteniometru local de reglare turaie, switch-uri pentru comenzi digitale, mufe i borne securizate de 4 mm2;

2. partea de motor electric: motor trifazat cu rotorul n scurtcircuit, din seria 1LA7-Siemens, echipat cu borne de conexiuni securizate de 4mm2 i putere 0,25kW, 400V/690VY, 1500rot./min. (4 poli), construcie IMB3 (cu tlpi), IP55, carcas Aluminiu;

3. cabluri de conexiune foarte flexibile i mufe de securitate, de diverse culori i lungimi; 4. manual Descriere & Experimente practice i Soluii. Atenie! 1. Echipamentul experimental Acionri Electrice i Electronice ale Motorului Electric utilizeaz curent electric la tensiuni periculoase (400V, 50Hz trifazat i 230V, 50Hz monofazat). Pentru evitarea electrocutrii, lucrrile care se execut cu acest echipament se vor efectua numai sub supravegherea ndrumtorului (tutorelui), care cunoate lucrrile de laborator i normele de protecia muncii. Realizarea montajului sau eventuale modificri ale montajului existent se vor face numai cu ntregul aparataj scos de sub tensiune (cu ntreruptorul general Q0 n poziia deschis OFF). 2. O deosebit atenie trebuie acordat motorului electric trifazat utilizat n cadrul echipamentului experimental. Pentru evitarea electrocutrii, este interzis pornirea motorului electric fr asigurarea mpmntrii acestuia (la borna PE de pe plcua de borne). Totodat, pe durata funcionrii, este interzis atingerea motorului. Pentru evitarea accidentelor de natur mecanic, este interzis atingerea axului (arborelui) rotoric sau manipularea motorului pe perioada funcionrii acestuia.

7

2. Noiuni fundamentale despre curentul alternativ

2.1 Definiie Curentul alternativ este un curent electric a crui direcie se schimb periodic, spre deosebire de

curentul continuu, al crui sens este unidirecional. Forma de und uzual a curentului alternativ este sinusoidal.

Curentul alternativ apare ca urmare a generrii unei tensiuni electrice alternative n cadrul unui circuit electric prin inducie electromagnetic. Forma alternativ (sinusoidal) a tensiunii/curentului este modul uzual de producere, transport i distribuie a energiei electrice.

Curentul alternativ (tensiunea alternativ) poate fi: monofazat si trifazat. 2.2 Curentul alternativ monofazat Valoarea instantanee a curentului i are expresia: i(t) = Imax .sin(t) = 2.Ief. sin(t+), unde: Imax = amplitudinea (valoarea maxim) a curentului (Amper); Ief = valoarea efectiv a curentului (Amper);

Obs.: Valoarea efectiv este cea pe care pe care o indic n general aparatele de msur (ampermetrele).

= viteza unghiular (radiani/secund); Obs.: Viteza unghiular este proporional cu frecvena, = 2. . f; frecvena (f) reprezint

numrul de cicluri complete petrecute ntr-o secund (unitate = Hertz); n Romnia i majoritatea rilor lumii aceasta este de 50Hz, n majoritatea rilor americane, Corea, parial Japonia, este 60Hz.

t = timpul (secunde); = defazajul (radiani) ntre curent i tensiune introdus de sarcin. n cazul sarcinilor rezistive (rezistene), este 0; n cazul sarcinilor pur capacitive (condensatoare) este /2 (+90) (curentul este naintea tensiunii), iar n cazul sarcinilor pur inductive (bobine) este -/2 (-90) (curentul este n urma tensiunii). Forma de und sinusoidal a curentului alternativ monofazat (cu linie continu este desenat valoarea instantanee, iar cu linie punctat valoarea efectiv): n mod similar, valoarea instantanee a tensiunii alternative monofazate are expresia: u(t) = Umax .sin(t) = 2.Uef. sin(t), unde: Umax = amplitudinea (valoarea maxim) a tensiunii (Voli); Uef = valoarea efectiv a curentului (Voli);

Obs.: Valoarea efectiv este cea pe care pe care o indic n general aparatele de msur (voltmetrele). Valoarea efectiv n reeaua de distribuie monofazat din Romnia este de 230V, la frecvena de 50Hz. n Europa i majoritatea rilor din Africa i Asia

8

aceasta este ntre 200 i 245V; n Japonia, America de Nord i parial n America de Sud se folosesc tensiuni ntre 100 i 127V.

= viteza unghiular (radiani/secund); t = timpul (secunde); Puterea electrica activ n curent alternativ monofazat va avea expresia:

P = U.I.cos [W] Alte uniti de msur uzuale pentru puterea electric activ: Kilowatt-ul: 1 kW = 1000W; Cal Putere: 1CP(HP) = 736W. 2.3 Curentul alternativ trifazat Curentul trifazic este un curent schimbtor, format prin nlnuirea a trei cureni variabili

monofazici, ale cror tensiuni sunt defazate cu cte 120(2/3). Forma de und pentru curentul alternativ trifazat arat astfel:

n regim trifazat, tensiunile de faz (ntre faz i neutru), pe fiecare din cele trei faze (R, S, T),

au urmtoarele formule:

u(t)R = Umax .sin(t) = 2.Uef. sin(t), u(t)S = Umax .sin(t) = 2.Uef. sin(t+2/3), u(t)T = Umax .sin(t) = 2.Uef. sin(t+4/3) Deoarece n anumite reele, n special de nalt tensiune, neutrul N nu este accesibil (sau chiar

nu exist), liniile trifazate sunt identificate dup tensiunea de linie(Ul), adic tensiunea dintre oricare dou faze. Aceasta este de 3 mai mare dect tensiunea de faz (Uf).

n cazul reelelor de distribuie trifazata din Romnia, tensiunea de linie este 400V, iar cea

de faz este de 230V. Frecvena este de 50Hz. Puterea electric activ n curent alternativ trifazat va avea expresia:

P = 3.U.I.cos [W]

9

3. Noiuni fundamentale despre motorul electric

3.1 Definiie

Motorul electric (sau electromotorul) este o main electric rotativ ce transform energia electric n energie mecanic. Energia electric este primit de la reeaua de alimentare, iar puterea (energia) mecanic este livrata la ax. Dac maina electric realizeaz transformarea invers, a energiei mecanice n energie electric, atunci motorul se numete generator electric.

Nu exist diferene de principiu semnificative ntre cele dou tipuri de masini electrice, acelai

dispozitiv putnd ndeplini ambele roluri n situaii diferite.

3.2 Principiu de funcionare

Majoritatea motoarelor electrice funcioneaz pe baza forelor electromagnetice ce acioneaz asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat n cmp magnetic.

3.3 Utilizare

Fiind construite ntr-o gam extins de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte multe aplicaii: de la motoare pentru componente electronice (hard disc, imprimant), pn la acionri electrice de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale).

3.4 Clasificare

Motoarele electrice pot fi clasificate dup tipul curentului electric ce le parcurge: motoare de curent continuu i motoare de curent alternativ. n funcie de numarul fazelor n care funcioneaz, motoarele electrice pot fi motoare monofazate i motoare polifazate (exemplu: cele trifazate).

Motoarele de curent continuu pot fi cu excitaie: derivaie, serie (exemplu: n traciunea electric

tramvaie etc) sau mixt. Motoarele de curent alternativ pot fi: monofazate i trifazate. Motoarele monofazate i gsesc utilizarea mai ales n domeniul casnic (frigider, maina de

splat, aparatul de aer condiionat etc.). Motoarele trifazate au o foarte mare rspndire n industrie. Ele pot fi: asincrone i

sincrone. Cele asincrone sunt cele mai utilizate i pot fi: cu rotorul in scurtcircuit (cu rotor n colivie sau

cu rotor n colivie de veveri) i cu rotorul bobinat (cu colector cu inele). Peste 95% din motoarele asincrone trifazate sunt cu rotorul n scurtcircuit.

10

4. Elemente constructive ale unui motor asincron trifazat

4.1 Pri constructive Indiferent de tipul motorului, acesta este construit din dou pri componente: stator i rotor. Statorul este partea fix a motorului, n general exterioar, ce include: carcasa, cutia cu

bornele de alimentare, armtura feromagnetic statoric (pachet de tole de form cilindric cu crestturi la partea interioar; se execut din tabl silicioas laminat la cald sau la rece, cu grosimea de 0,5mm) i nfurarea (bobinajul) statoric, ntr-un strat sau dou straturi.

Rotorul este partea mobil a motorului, plasat de obicei n interior. Este format dintr-un ax

(arbore) i o armtur rotoric ce susine nfurarea rotoric. Dup tipul motorului, rotorul poate fi: - rotor cu inele, care este format din arborele de oel, pe care este mpachetat pachetul de tole

prevzut cu crestturi la exterior. nfurarea este realizat similar cu a statorului. Capetele nfurrii se scot printr-o gaur practicat axial n arbore, la captul unde este montat subansamblul inele colectoare. Acesta are 3 inele, executate din bronz, alam sau oel, izolate ntre ele i montate pe un butuc izolat. La fiecare inel, se leag unul din capetele nfurrii rotorului;

- rotorul n scurtcircuit este format din: arbore, pachetul de tole prevzut cu crestturi i nfurarea n scurtcircuit.

ntre stator i rotor, exist o poriune de aer numit ntrefier (de ordinul milimetrilor) ce permite

micarea rotorului fa de stator. Grosimea ntrefierului este un indicator important al performanelor motorului.

Alte elemente constructive: - subansamblul portperii (numai la mainile cu inele) este prevzut cu perii de crbune-grafit

sau metal-grafit ce freac pe inelele colectoare. Periile sunt legate la placa de borne a rotorului;

- ventilatorul; el este montat pe arbore, la interior, cu rol de asigurare a circulaiei aerului, care este absorbit prin ferestrele de intrare i refulat apoi de ventilator din nou n exterior.

12

Fig. 7.5 Seciune printr-un motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit (de fabricaie Siemens-Germania):

1 cutia de borne; 2 nfurarea statoric; 3 ventilator; 4 rulment pt. fixarea axului

rotorului; 5 axul rotoric; 6 scut statoric; 7 tlpi de fixare; 8 plcu metalic cu datele nominale ale motorului.

13

4.2 Variante constructive de motoare asincrone cu rotorul n scurtcircuit

Motoare cu tlpi:

Motoare cu flan:

Tipuri constructive de motoare i notarea acestora (IM = tip constructiv):

Exemple:

IM B3 este un motor cu tlpi, destinat s funcioneze n poziie orizontal; IM B5 este un motor cu flan, destinat s funcioneze n poziie orizontal; IM V3 este un motor cu flan, destinat sa funcioneze n poziie vertical, cu axul in sus.

14

Motoare asincrone cu rotorul n scurtcircuit de fabricaie Siemens vedere exterioar:

15

4.3 Plcua motorului

Principalele informaii despre motor le gsim inscripionate pe plcua metalic a acestuia. Exemple de plcue de motor:

16

4.4 Sarcini de lucru

1. Cele dou pri componente ale unui motor electric sunt . i .

2. Rotorul este partea a motorului electric: a) fix; b) mobil;

3. Dup tipul curentului electric ce le parcurge, motoarele pot fi: a) Motoare de curent .; b) Motoare de curent .;

4. Dup tipul tensiunii de alimentare, motoarele electrice de curent alternativ pot fi: a) Motoare .; b) Motoare .;

5. Unde se folosesc frecvent motoarele electrice trifazate? a) n domeniul industrial; b) n domeniul casnic;

6. Se utilizeaz motorul din cadrul echipamentului Acionri electrice i electronice ale motorului electric a) identificai ce tip de motor este folosit: tipul rotorului i forma constructiv (tlpi, flan

etc.); b) indicai principalele elemente constructive ale motorului.

17

5. Principiul de funcionare al motorului asincron trifazat

5.1 Noiuni teoretice Motorul de inducie trifazat (motorul asincron trifazat) este cel mai folosit motor electric n

acionrile electrice. Prin intermediul induciei electromagnetice, cmpul magnetic nvartitor va induce n nfurarea

rotoric o tensiune. Aceasta tensiune creeaz un curent electric prin nfurare i asupra acestei nfurri acioneaz o for electromagnetic ce pune rotorul n micare n sensul cmpului magnetic nvartitor. Motorul se numete asincron pentru c turaia rotorului este ntotdeauna mai mic dect turaia cmpului magnetic nvrtitor, denumit i turaie de sincronism. Dac turaia rotorului ar fi egal cu turaia de sincronism, atunci nu ar mai avea loc fenomenul de inducie electromagnetic, nu s-ar mai induce cureni n rotor i motorul nu ar mai dezvolta cuplu.

Turaia motorului se calculeaz n funcie de alunecarea rotorului fa de turaia de sincronism,

care este cunoscut, fiind determinat de sistemul trifazat de cureni. Alunecarea (s) este egal cu: s = (n1-n2) / n1, unde: n1 este turaia de sincronism i n2 este turaia motorului. n1=(60.f)/p, unde f este frecvena tensiunii de alimentare i p este numrul de perechi de poli ai nfurrii statorice. Deoarece frecvena are valoarea f=50Hz, rezult c turaia de sincronism depinde numai de

numrul de perechi de poli i poate avea urmtoarele valori: Pt. p=1 (2 poli) avem: n1=3000 rot/min; Pt. p=2 (4 poli) avem: n1=1500 rot/min; Pt. p=3 (6 poli) avem: n1=1000 rot/min etc. Turaia mainii, n funcie de turaia campului magnetic nvartitor i de alunecare este: n2=n1. (1-s). Se observ c, alunecarea este aproape nul la mers n gol (cnd turaia motorului este aproape

egal cu turaia cmpului magnetic nvrtitor, deci turaia nominal a motorului este foarte apropiat de cea de sincronism) i este egal cu 1 la pornire sau cnd rotorul este blocat.

18

Sarcini de lucru 1. Care este fenomenul care st la baza funcionrii motorului asincron trifazat ? 2. Un motor electric asincron are turaia de sincronism de 750 rot/min; ci poli are motorul? 3. Identificai pe plcua motorului de pe stand care este turaia sa nominal; aflai apoi turaia sa

de sincronism; 4. Se d un motor electric trifazat (f=50Hz), avnd p=2 perechi de poli. Care este turaia n a

motorului? a) 3000 rot/min; b) 1500 rot/min.; c) 750 rot/min d) 1650 rot/min.

19

6. Scheme de conexiuni ale motorului asincron trifazat

6.1 Noiuni teoretice Cele trei nfurri ale motorului asincron trifazat se scot la cutia de borne i pot fi legate n

stea sau n triunghi. Fiecare nfurare din cele trei are un nceput i un sfrit. nceputurile se noteaz cu 1, iar

sfriturile cu 2. Pentru a le putea deosebi ntre ele, nfurarea corespunztoare primei faze R s-a notat cu U, deci ea va avea nceputul U1 i sfritul U2. Analog, pentru faza a doua (S) vom avea V1 i V2, iar pentru faza a treia W1 i W2.

Conexiunea Y se realizeaz astfel: se leag mpreun sfriturile U2,V2 i W2. Conexiunea se execut n felul urmator: se leag sfritul primei nfurri (U2) cu

nceputul urmtoareia (V1), apoi sfritul V2 cu nceputul W1 i, n final, W2 cu U1. Pentru a uura realizarea conexiunilor, unii dintre fabricanii de motoare au scos n cutia de

borne a motorului, capetele fa-n-fa, ca n figura urmtoare.

Nota: captul de nceput (notat cu 1) este destinat conectrii cablurilor de alimentare cu energie electric la motor, iar captul de sfarit (2) se utilizeaz pentru realizarea schemei de conexiuni (stea sau triunghi). n cutia de borne a motorului, mai gsim i o born pentru conectarea la conductorul de mpmntare (PE).

20


1. Se utilizeaz motorul din cadrul echipamentului Acionri electrice i electronice ale motorului electric. Folosind cablurile flexibile dotate cu mufe de securitate:

a) realizai conexiunea stea pentru motorul de pe stand;

b) realizai conexiunea triunghi pentru motorul de pe stand. 2. Care sunt cele dou tipuri de conexiuni n care pot fi legate nfurrile (bobinele) statorice ale

unui motor electric trifazat? a) serie; b) paralel; c) stea; d) triunghi; e) derivaie.

21

7. Puterea i randamentul motorului electric trifazat

7.1 Noiuni teoretice

Motorul asincron trifazat absoarbe de la reeaua de alimentare puterea electric Pa=3*Un*In*cosn, unde:

Un = tensiunea nominal = tensiunea de linie a reelei (400V); In = curentul nominal;

cosn = factorul de putere nominal, i livreaz la arbore puterea mecanic Pn (kW). ntre cele dou puteri (cea absorbit de la reea si cea livrat la ax) exist relaia:

= Pn/Pa , unde:

= randamentul. Randamentul este intotdeauna subunitar(

22

8. Alimentarea de la reea a motorului electric trifazat

8.1 Noiuni teoretice

Motorul asincron trifazat, pentru a putea fi pornit, trebuie cuplat la reeaua de alimentare, care s-i livreze o putere electric.

Condiia de baz este ca tensiunea nominal a reelei de alimentare (tensiunea de linie a reelei,

adic 400V,) s fie cel mult egal cu tensiunea de pe nfurarea motorului (tensiunea nominala a motorului, inscripionat pe plcua motorului, n functie de tipul conexiunii Y sau ), indiferent de tipul conexiunii nfurrilor (stea sau triunghi). Daca pe nfurare s-ar aplica de la reea o tensiune mai mare, exist riscul arderii bobinajului motorului.

n concluzie, de la reeaua trifazat naional cu tensiunea de 400V, 50Hz, nu pot fi alimentate

dect motoare care au pe plcua de borne inscripionat: 400V sau 400/690V /Y. Obs.: conform noilor stardarde, tensiunea trifazat a reelei este acum de 400V n loc de 380V, iar

tensiunea monofazat a reelei a devenit 230V, n loc de 220V.


1. Identificai pe plcua motorului de pe stand care este tensiunea corespunztoare fiecrui tip de conexiune (stea, respectiv triunghi).;

2. Vi se d un motor asincron care are inscipionat pe plcu: 230V/400V /Y. Poate fi pornit direct de la reea i n ce schem de conexiune (stea sau triunghi)?

9. Noiuni fundamentale despre schemele electrice

9.1 Definiie

Schema electric este un desen pe care sunt reprezentate n mod convenional aparatele electrice i legturile electrice dintre aceste aparate, astfel ca, pe de-o parte s se poat citi modul de funcionare, iar pe de alt parte s se poat realiza echiparea electric.

9.2 Clasificare

Exist dou mari tipuri de scheme electrice folosite n practic: schemele electrice desfurate i schemele electrice monofilare.

9.3 Schema electric desfaurat

Acest tip de schem reprezint aparatele descompuse n elementele lor constructive, amplasate pe circuite funcionale, n ordinea succesiunii.

Acest mod de reprezentare desfurat are avantajul ntocmirii i citirii uoare; pentru aceasta,

este ns necesar ca elementele aparinnd aceluiai aparat s poarte aceeai notare, iar ordine succesiunii circuitelor s fie fcut ntr-o nlnuire logic.

23

n figura urmatoare, se d un exemplu de schema electric desfurat a alimentrii unui tablou de distribuie de la dou surse, cu anclanarea automat a sursei de alimentare de rezerv.

9.4 Schema electric monofilar (simplificat)

Acest tip de schem cuprinde elementele circuitelor primare (de for) cu legturile dintre ele, n

reprezentare monofilar; aparatele circuitelor secundare (de comand i semnalizare) se trec prin simbolurile generale, fr a se arta legturile ntre ele.

Astfel de scheme se utilizeaz pe scar larg pentru simplificarea reprezentrii alctuirii unui

tablou de distribuie. Pentru tablourile simple, acest mod de reprezentare este suficient. n celelalte

24

cazuri, se folosesc scheme desfurate pentru fiecare tip de unitate funcional a tabloului electric i apoi schema monofilar pentru ansamblul tabloului.

n figura urmtoare, se red schema monofilar a unui tablou simplu de distribuie, suficient

pentru citirea i echiparea electric (cablarea).

25

9.5. Semne convenionale (simboluri) folosite in schemele electrice i semnificaia acestora

Natura curentului:

Simbolul Semnificaia

Curent continuu

Curent alternativ, 50Hz

Curent alternativ trifazat cu Neutru (Nul), 50Hz, 400V (230V ntre faz i N)

Conductoare, conexiuni:


Conductor, circuit electric

Conductori, reprezentare monofilar

Conductori, reprezentare multifilar (reprezentare desfaurat)

(circuit de curent alternativ trifazat, 50Hz,

3 conductoare de 120mm2 i unul de 50mm2)

Dispozitive de protecie:


Siguran fuzibil

Separator tripolar cu sigurane fuzibile

Siguran automat tripolar

(minintreruptor automat tripolar)

Siguran automat tripolar

(simbol simplificat)

Siguran automat bipolar diferenial

26

ntreruptor automat tripolar cu mecanism de comutare, cu trei declanatoare(relee) termice si trei declanatoare(relee) electromagnetice de protecie

Intreruptor pentru protecia motoarelor

Releu termic

Descrctor

Bobine:


Bobin cu o nfurare

Bobin cu 2 nfurri

Bobin cu temporizare la acionare(anclanare)

Bobin cu temporizare la revenire(declanare)

27

Contacte:


Contact normal deschis

Contact normal nchis

Contact comutabil (contact comutator)

Contact normal deschis cu temporizare la acionare

Contact normal nchis cu temporizare la revenire

Contacte principale(de for) ale unui contactor tripolar

Contact normal deschis cu zvorre

Contact normal nchis cu zvorre

Semne pentru aparate auxiliare de comand i semnalizare:


Buton de comand fr reinere(cu revenire), cu contact normal deschis

Buton de comand fr reinere(cu revenire), cu contact normal nchis

Buton de comand fr reinere(cu revenire), cu 1 contact normal deschis i 1 contact normal nchis

Buton de comand cu reinere, cu contact normal deschis

Buton-ciuperc(cu reinere), cu contact normal

28

nchis

ntreruptor cu plutitor, cu contact normal deschis

ntreruptor cu plutitor, cu contact normal nchis

Limitator de curs, contact normal deschis

Limitator de curs, contact normal nchis

Comutator de comand (cheie de comand; switch) cu 3 poziii i 2 contacte

Indicator luminos (lamp de semnalizare cu bec sau LED)(ex.: montaj pe ua tablourilor electrice)

Indicator acustic: sonerie, buzzer

Indicator acustic: hup, claxon

29

Semne pentru maini electrice rotative:


Generator, simbol general

Motor, simbol general

Motor de curent continuu, simbol general

Motor de curent alternativ, simbol general

Motor asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit (rotor n colivie de veveri)

Motor asincron trifazat cu rotor cu inele (rotor bobinat)

Semne pentru transformatoare electrice:


Transformator monofazat

Transformator trifazat, conexiune stea-triunghi

Autotransformator monofazat

Tansformator de msur de curent

(transformator de curent)

30

Transformator de msur de tensiune

(transformator de tensiune)

Semne pentru aparate electrice de msur:


Voltmetru

Ampermetru

Wattmetru

Frecvenmetru

Tahometru (msurarea turaiei)

Contor de energie activ

31

10. Scheme electrice uzuale de acionare a motorului asincron trifazat

10.1 Pornirea direct, schema de comand cu butoane 10.1.1 Modul de funcionare a schemei

Se urmrete schema electric desfaurat de pe pagina 37 (ANEXA 1 - Pag.1). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile

marcate n schem (cu culoare albastr). Se conecteaz cablul de alimentare (cu 5 fire si borne de securitate) la panoul de alimentare, la

bornele (L1,L2,L3,N,PE) Main i se introduce techerul trifazat de la cellalt capt al cablului n priza de alimentare trifazat din laborator.

Nota: Priza trifazat din dotarea laboratorului trebuie s fie tip CEE de 400V, 16A, cu 5 borne

(3faze+N+PE). Pentru cuplarea tensiunii, se nchid (cupleaz): sigurana automat tripolar F0, ntreruptorul cu

funcie de oprire generala de urgent Q0, sigurana diferenial F1 i ntreruptorul automat de motor QM1.

Motorul asincron cu conexiune triunghi, este pornit / oprit cu ajutorul butoanelor de comand

S1/S2. Prin apsarea lui S1, bobina contactorului KM1 este energizat i contactele de for ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se nchid. Motorul M1 este alimentat la bornele statorului U1,V1, W1 i pornete. Automeninerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM1 43-44.

Pentru realizarea opririi motorului, se apas butonul de comand S2, ceea ce duce la

dezenergizarea bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimenat i se oprete.

Oprirea de urgen (de avarie) se poate face prin apsarea butonului-ciuperc S0.

Aparate folosite:

Descriere Denumire in schem Siguran automat tripolar F0

ntreruptor tripolar general, cu mner de oprire general de urgen (rou-galben) Q0

Contactor tripolar de for KM1 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1 Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial 230Vc.a. F1 Buton de comand de pornire, fr reinere (verde) S1 Buton de comand de oprire, fr reinere (rou) S2 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

33

10.1.2 Sarcini de lucru

1. Realizai pornirea direct, schema de comand cu butoane pentru motorul trifazat de pe stand; 2. Ce observai din punct de vedere mecanic la pornirea direct a motorului? 3. Argumentai de ce se folosesc butoane de comand de pornire/oprire fr reinere i buton

ciuperc cu reinere; 4. Care este rolul butonului ciuperc? 5. Care este rolul mnerului rou-galben al ntreruptorului tripolar general Q0? 6. Care este rolul contactului auxiliar QM1 33-34, nseriat n schema de comand a motorului?

34

10.2 Pornirea direct, schema comand cu switch(cheie) 10.2.1 Modul de funcionare al schemei

Se urmrete schema electric desfurat de pe pagina 40 (ANEXA 1 - Pag. 2). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile






Motorul asincron cu conexiune triunghi, este pornit/oprit cu ajutorul cheii de comand cu reinere

S3. Prin rotirea mnerului lui S3, bobina contactorului KM1 este energizat i contactele de for ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se nchid. Motorul M1 este alimentat la bornele statorului U1,V1si W1 i pornete.

Pentru realizarea opririi motorului, se rotete n pozitia iniial S3, ceea ce duce la dezenergizarea

bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimentat i se oprete.

Oprirea de urgen se poate face prin apsarea butonului-ciuperc S0.

Aparate folosite:

Descriere Denumire in schem Siguran automat tripolar F0

ntreruptor tripolar general, cu mner de oprire general de urgen (rou-galben) Q0

Contactor tripolar de for KM1 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1 Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial 230Vc.a. F1 Cheie de comand 0-1 cu reinere (neagr) S3 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

36

10.2.2 Sarcini de lucru 1. Realizai pornirea direct, schema de comand cu switch pentru motorul trifazat de pe stand; 2. Explicai rolul cheii de comanda S3. Faceti o comparatie cu rolul butoanelor de comand de

pornire/oprire fr reinere de la pornirea cu butoane (cap. 10.1).

37

10.3 Pornirea grea 10.3.1 Modul de funcionare al schemei

Se urmrete schema electric desfurat de pe pagina 44 (ANEXA 1 - Pag. 3). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile







S1/S2 i a releului de timp K1 cu temporizare la anclanare. Deoarece motorul are o pornire grea, pe perioada acesteia protecia termic este shuntat (n caz contrar, exist riscul declanrii releului termic al ntreruptorului nainte ca motorul s-i incheie complet ciclul de pornire). Shuntarea ntreruptorului de protecie se realizeaz prin introducerea pe o perioada de timp determinat a unui contactor de for paralel cu acesta.

Prin apsarea butonului de comand S1, se energizeaz bobina contactoarelor KM1/KM2 i a

releului de timp K1. Drept urmare, contactele de for ale lui KM1 si KM2 se inchid, motorul este alimentat att pe linia realizat de contactele de for ale lui KM1-KM2, ct i pe cea a lui KM1-QM1 (deci curentul se divide prin cele doua linii, deci prin aparatul de protectie QM1 va trece un curent cel mult jumatate) i porneste. KM1-43-44 realizeaz automeninerea comenzii de pornire. Contactul normal nchis 15-16 al lui K1, va rmane n aceast stare o perioad de timp presetat (exemplu: 5 sec.) pn ce motorul pornete, dup care se va deschide i l va dezenergiza pe KM2, care-i va deschide contactele de for. Motorul va rmane n continuare alimentat doar pe linia KM1-QM1, ca la pornirea direct obinuit.

Pentru realizarea opririi motorului, se apas butonul de comand S2, ceea ce duce la

dezenergizarea bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimenat i se oprete.


Aparate folosite:

Descriere Denumire in schema Siguran automat tripolar F0 ntreruptor tripolar general, cu mner de oprire general de urgen (rou-galben)

Q0

Contactor tripolar de for principal KM1 Contactor tripolar de for de bypass KM2 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1 Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1

38

Buton de comand de pornire, fr reinere (verde) S1 Buton de comand de oprire, fr reinere (rou) S2 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0 Releu de timp cu temporizare la anclanare K1

39


1. Realizati pornirea grea pentru motorul de pe stand; 2. Argumentai necesitatea utilizrii contactorului de bypass pentru o pornire grea de motor.

40

10.4 Schimbarea alimentrii, schema de comand cu butoane 10.4.1 Modul de funcionare al schemei

Se urmrete schema electric de pe pagina 48 (ANEXA 1 - Pag.4). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile




(3faze+N+PE).

Pentru cuplarea tensiunii, se nchid (cupleaz): sigurana automat tripolar F0, ntreruptorul cu funcie de oprire generala de urgent Q0, sigurana diferenial F1 i ntreruptoarele automate de motor QM1,QM2.

Motorul asincron cu conexiune triunghi, va fi alimentat de la dou surse distincte (transferul

sarcinii) cu ajutorul butoanelor de comand S1/S2/S5. Prin apsarea lui S1, bobina contactorului KM1 este energizat i contactele de for ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se inchid. Motorul M1 este alimentat de la prima surs (L1,L2,L3) i pornete direct. Automeninerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM1 43-44.

Pentru alimentarea de la cea de-a doua surs, se procedeaz astfel:

se oprete motorul: se apas butonul de comand S2, ceea ce duce la dezenergizarea bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimenat i se oprete;

se apas butonul de comand S5, bobina lui KM2 se energizeaz i motorul pornete alimentat de la cea de-a doua surs (L1,L2,L3). Automeninerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM2 43-44. Interblocarea comenzilor de alimentare de la cele dou surse diferite se face att cu ajutorul

contactelor auxiliare normal nchise 21-22 ale lui KM1, respectiv KM2, ct i prin contactele normal nchise 1-2 ale butoanelor S1, respectiv S5.


Aparate folosite:

Descriere Denumire in schema Siguran automat tripolar F0 ntreruptor tripolar general, cu mner de oprire general de urgen (rou-galben) Q0

Contactor tripolar de for de pe prima linie de alimentare KM1 Contactor tripolar de for de pe a doua linie de alimentare KM2 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1,QM2 Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1 Buton de comand de pornire motor alimentat de la sursa 1 (verde)

S1

Buton de comand de oprire, fr reinere (rou) S2

41

Buton de comand de pornire motor alimentat de la sursa 2 (verde)

S5

Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

42


1. Realizai schimbarea alimentrii schema cu butoane, pentru motorul de pe stand; 2. Explicai necesitatea i modul cum se realizeaz interblocajul electric al celor dou contactoare

de for utilizate la schimbarea alimentrii.

43

10.5 Schimbarea alimentrii, schema de comand cu switch (cheie)

10.5.1 Modul de funcionare al schemei

Se urmrete schema electric desfurat de pe pagina 52 (ANEXA 1 - Pag.5). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile




(3faze+N+PE).

Pentru cuplarea tensiunii, se nchid (cupleaz): sigurana automat tripolar F0, ntreruptorul cu funcie de oprire general de urgen Q0, sigurana diferenial F1 i ntreruptoarele automate de motor QM1,QM2.

Motorul asincron n conexiune triunghi va fi alimentat de la dou surse (transferul sarcinii de

pe o surs pe alta), cu ajutorul cheii de comand cu reinere S4. Prin rotirea lui S4 pe pozitia 1, bobina contactorului KM1 este energizat i contactele de for ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se nchid. Motorul M1 este alimentat de la prima surs trifazat (L1,L2,L3) i pornete direct.

Pentru alimentarea de la cea de-a doua surs, se procedeaz astfel:

se oprete motorul: se trece cheia S4 pe pozitia 0, ceea ce duce la dezenergizarea bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimentat i se oprete;

se pune cheia S4 pe pozitia 2, bobina lui KM2 se energizeaz i motorul pornete alimentat de la cea de-a doua surs (L1,L2,L3). S-a realizat astfel trecerea sarcinii (motorului) de pe o surs de alimentare pe alta. Interblocarea alimentrii de la cele dou surse diferite se face cu ajutorul contactelor auxiliare

normal nchise 21-22 ale lui KM1, respectiv KM2. Oprirea de urgen se poate face prin apsarea butonului-ciuperc S0.

Aparate folosite:


Contactor tripolar de for de pe prima linie de alimentare KM1 Contactor tripolar de for de pe a doua linie de alimentare KM2 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1,QM2 Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1 Cheie de comand, poziii 1-0-2, cu reinere S4 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

45


1. Realizai transferul sarcinii pentru schema cu cheie de comand (switch); 2. Realizai o comparaie ntre schema de comand cu cheie i cea cu butoane (cap. 10.4) pentru

transferul sarcinii (avantaje i dezavantaje).

46

10.6. Inversarea sensului de rotaie, schema de comand cu butoane 10.6.1 Modul de funcionare al schemei

Se urmrete schema electric desfaurat de pe pagina 56 (ANEXA 1 - Pag. 6). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile





funcie de oprire general de urgen Q0, sigurana diferenial F1 i ntreruptorul automat de motor QM1.


S1/S2/S5. Prin apsarea lui S1, bobina contactorului KM1 este energizat i contactele de for ale lui KM1 (1-2, 3-4 i 5-6) se nchid. Motorul M1 este alimentat la bornele statorului U1,V1si W1 i pornete ntr-un sens de rotaie. Automeninerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM1 43-44.

Pentru inversarea sensului, se procedeaz astfel:

se oprete motorul: se apas butonul de comand S2, ceea ce duce la dezenergizarea bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimentat i se oprete;

se apas butonul de comand S5, bobina lui KM2 se energizeaz i motorul pornete n cellalt sens.

Automeninerea comenzii de pornire se face cu ajutorului contactului auxiliar KM2 43-44. Interblocarea comenzilor de rotaie n cele dou sensuri se face cu ajutorul contactelor auxiliare

normal nchise 21-22 ale lui KM1, respectiv KM2. Oprirea de urgen se poate face prin apsarea butonului-ciuperc S0.

Aparate folosite:


Contactor tripolar de for pentru primul sens de rotaie KM1 Contactor tripolar de for pentru al doilea sens de rotaie KM2 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1 Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1 Buton de comand de pornire ntr-un sens, fr reinere (verde)

S1

Buton de comand de oprire, fr reinere (rou) S2

47

Buton de comand de pornire n sens invers, fr reinere (verde)

S5

Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

48


1. Realizai inversarea sensului de rotaie schema cu butoane, pentru motorul de pe stand; 2. Explicai necesitatea i cum se realizeaz interblocajul electric al celor dou contactoare de for

utilizate la inversarea sensului de rotaie al unui motor.

49

10.7. Inversarea sensului de rotaie, schema de comand cu cheie (switch) 10.7.1 Modul de funcionare al schemei

Se urmrete schema electric desfurat de pe pagina 60 (ANEXA 1 - Pag.7). Cu ajutorul cablurilor monofilare flexibile dotate cu mufe de securitate, se realizeaz legturile






Motorul asincron cu conexiune triunghi, este pornit / oprit cu ajutorul cheii de comand cu

reinere S4. Prin rotirea pe poziia 1 lui S4, bobina contactorului KM1 este energizat i contactele de for ale lui KM1 (1-2, 3-4 si 5-6) se nchid. Motorul M1 este alimentat la bornele statorului U1,V1si W1 i pornete ntr-un sens de rotaie.

Pentru inversarea sensului, se procedeaz astfel:

se oprete motorul: se rotete cheia S4 pe pozitia 0, ceea ce duce la dezenergizarea bobinei lui KM1 i implicit la deschiderea contactelor de for ale acestuia. Motorul nu mai este alimenat i se oprete;

se rotete S4 pe poziia 2, bobina lui KM2 se energizeaz i motorul pornete n cellalt sens.

Interblocarea comenzilor de rotaie n cele dou sensuri se face cu ajutorul contactelor auxiliare normal nchise 21-22 ale lui KM1, respectiv KM2.

Oprirea de urgen se poate face prin apsarea butonului-ciuperc S0. Aparate folosite:


Contactor tripolar de for pentru primul sens de rotaie KM1 Contactor tripolar de for pentru al doilea sens de rotaie KM2 ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1,QM2

Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1 Cheie de comand 1-0-2, cu reinere (neagr) S4 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

51

10.7.2 Sarcini de lucru 1. Realizai inversarea sensului schema cu switch, pentru motorul de pe stand; 2. Explicai necesitatea i cum se realizeaz interblocajul electric ntre cele dou contactoare de

for utilizate la inversarea sensului de rotaie al unui motor; 3. Realizai o comparaie ntre schema cu butoane (cap. 10.6) i schema cu cheie (avantaje i

dezavantaje). .

52

10.8. Pornirea stea-triunghi (Y- ) 10.8.1 Noiuni generale despre pornirea stea-triunghi

Pornirea stea-triunghi este o metod de pornire a motorului asincron cu rotor n scurtcircuit, folosit atunci cnd reeaua de alimentare nu permite o pornire direct a motorului, datorit curentului prea mare pe care acesta l-ar absorbi pe perioada pornirii. Metoda are la baz micorarea curentului absorbit de motor, prin reducerea tensiunii aplicate pe fazele acestuia. Pentru a putea aplica aceast metod, trebuie s fie ndeplinite cteva condiii:

motorul pornete n gol sau cu sarcin redus; motorul are accesibile cele 6 capete ale nfurrii statorice la cutia de borne; motorul poate funciona n triunghi la tensiunea reelei trifazate la care este legat (deci, pe

plcua motorului trebuie sa fie scris: 400V sau 400V/690V /Y). cuplul de pornire al motorului n conexiunea Y s fie mai mare dect cuplul rezistent aplicat la

arbore (cuplul sarcinii). Aceasta condiie apare deoarece, prin aceasta metod, curentul absorbit scade de 3 ori, dar i cuplul motorului scade de 3 ori;

Dac n cazul unei porniri directe, curentul de pornire absorbit de motor de la reea este de 6-8 x In, la Y- Ip va fi de 2,2-2,7 x In. Uzual, se consider valoarea 2,5 x In.

10.8.2 Pornirea stea-triunghi (Y-), schema de comand manual 10.8.2.1 Modul de funcionare al schemei







Pentru pornirea motorului, se apas butonul S1, contactorul KM3 (contactorul de stea) se

energizeaz, contactele sale de for se nchid i pun bornele motorului U2,V2 si W2 n stea; totodat, contactul auxiliar 53-54 al lui KM3, nchizndu-se, va permite alimentarea bobinei lui KM1 (contactorul de linie) care-i nchide i el contactele de for i alimenteaz bornele U1,V1,W1 ale motorului. Motorul pornete n conexiunea stea. Contactele auxiliare KM3 43-44 i KM1 43-44 realizeaz automeninerea comenzii de pornire.

Dup cateva secunde, cnd turaia motorului devine constant (motorul ajunge la turaia

nominal), se poate da comanda de trecere a motorului pe conexiunea triunghi, prin apsarea butonului S5 care-i va nchide contactul 3-4, pregtind alimentarea bobinei lui KM2 i-l dezenergizeaza pe KM3 prin contactul 1-2. KM3 i deschide contactele de for i desface steaua i, prin revenirea contactului sau 21-22 n poziia nchis, permite energizarea lui KM2 (contactorul de triunghi). n acest moment, conexiunea motorului este triunghi i procesul de pornire s-a ncheiat. Automeninerea comenzii se face prin KM2 43-43, iar interblocajul ntre contactoarele de stea i triunghi se face cu ajutorul contactelor lor auxiliare 21-22.

53

Oprirea motorului se face prin apsarea butonului S2, iar comanda de oprire de urgen cu

ajutorul butonului-ciuperca S0.

Aparate folosite:


Contactor tripolar de for (linie) KM1 Contactor tripolar de for (triunghi) KM2 Contactor tripolar de for (stea) KM3

ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1

Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1 Buton de comand stea, fr reinere (verde) S1 Buton de comand triunghi, fr reinere(verde) S5 Buton de comand de oprire, fr reinere (rou) S2 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0

55

10.8.2.2 Sarcini de lucru

1. Realizai conexiunile din schema de mai sus (ANEXA 1 - Pag.8); 2. Explicai necesitatea i modul cum se realizeaz interblocajul electric al celor dou contactoare

de stea, respectiv triunghi; 3. Explicai de ce este necesar comutaia de pe stea pe triunghi doar dup ce motorul a ajuns la

turaia nominal; 4. Pe plcua unui motor trifazat este scris: 230V/400V /Y. Motorul poate fi pornit stea-

triunghi? Argumentai.

56

10.8.3. Pornirea Y-, schema de comand automata 10.8.3.1 Modul de funcionare al schemei







Pentru pornirea motorului, se apas butonul S1, contactorul KM3 (contactorul de stea) se energizeaz, contactele sale de for se nchid i pun bornele motorului U2,V2 si W2 n stea; totodat, este energizat i releul de timp cu temporizare la anclanare K1; contactul auxiliar 43-44 al lui KM3, nchizndu-se, va permite alimentarea bobinei lui KM1 (contactorul de linie) care-i nchide i el contactele de for i alimenteaz bornele U1,V1,W1 ale motorului. Motorul pornete n conexiunea stea. Contactele auxiliare KM1 43-44 i KM1 43-44 realizeaz automeninerea comenzii de pornire.

Dup un timp presetat (de ordinul secundelor), contactul 15-16-18 al lui K1 i schimb starea.

Prin deschiderea lui K1 15-16, KM3 se dezenergizeaz, steaua se deschide i se nchide K1 15-18, alimentndu-l pe KM2 (contactorul de triunghi). n acest moment, conexiunea motorului este triunghi i procesul de pornire s-a ncheiat. Interblocajul ntre contactoarele de stea i triunghi se face cu ajutorul contactelor lor auxiliare 21-22.

Oprirea motorului se face prin apsarea butonului S2, iar comanda de oprire de urgen cu ajutorul butonului-ciuperc S0.

Aparate folosite:


Contactor tripolar de for (linie) KM1 Contactor tripolar de for (triunghi) KM2 Contactor tripolar de for (stea) KM3

ntreruptor automat tripolar pentru protecia motorului QM1

Motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit M1 Siguran automat diferenial de 230Vc.a. F1 Buton de comand pornire stea-triunghi, fr reinere (verde)

S1

Buton de comand de oprire, fr reinere (rou) S2 Buton de oprire de avarie (buton-ciuperc) (rou) S0 Releu de timp cu temporizare la anclanare K1

58

10.8.3.2 Sarcini de lucru

1. Realizai pornirea stea-triunghi schema de comand automat, pentru motorul de pe stand; 2. Explicai necesitatea i modul cum se realizeaz interblocajul electric al celor dou contactoare

de stea, respectiv triunghi; 3. Explicai cum se realizeaz comutaia automat de pe stea pe triunghi i modul de alegere a

perioadei de timp la care este setat releul; 4. Care este avantajul folosirii schemei de comand automat fa de cea manual? 5. Pe plcua unui motor trifazat este scris: 230V. Motorul poate fi pornit stea-triunghi?

Argumentai.

59

11. Acionarea motorului trifazat cu Convertizor Static de Frecven

11.1 Noiuni generale

Fa de metodele clasice de acionare (cu contactoare), utilizarea Convertizorului Static de Frecven (numit i Variator de Frecven sau Variator de Turaie) pentru comanda motorului asincron trifazat este o metod modern, care, dei este mai scump, ofer cteva avantaje eseniale:

- posibilitatea reglrii turaiei motorului, n limite largi; - eliminarea ocului mecanic i de curent la pornire, concomitent cu asigurarea unui cuplu de

pornire suficient de mare; - posibilitatea frnrii rapide a motorului; - importante economii de energie electric; - posibilitatea integrrii motorului ntr-o bucl de reglare automat; - realizarea rapid a conexiunilor electrice i punerea n funciune a aplicaiei ntr-un timp foarte

scurt; - protecie suplimentar a motorului (termic, la sub i supratensiune, punere la pmnt,

scurtcircuit, calare rotor etc). Variatoarele de frecven sunt compuse din 3 pri principale: un redresor, un filtru (capacitiv

sau capacitiv-inductiv) i un invertor. Comanda tranzistoarelor invertorului este dat de un microprocesor i are la baz metoda modulrii n lime a impulsurilor de tensiune (n engleza PWM - Pulse Width Modulation). Tranzistoarele sunt de obicei de tip IGBT (n englez Insulated Gate Bipolar Transistor) i ele comut la frecvene de ordinul 4-20 kHz.

Schema de principiu a unui convertizor de frecven:

n acelasi timp cu frecvena, convertizorul modific i valoarea tensiunii (deci se menine

U/f=ct.), pentru a pstra un cuplu dezvoltat de motor constant. De exemplu, dac motorul opereaz n regim nominal la 400V si 50Hz, cnd reducem viteza lui la jumtate, deci frecvena la 25Hz, tensiunea de alimentare va fi sczut de variator, n mod automat, la 200V. De reinut c, tensiunea este format de fapt din pulsuri, reducerea tensiunii nsemnnd de fapt reducerea limii pulsurilor. Funcionarea la viteze (frecvene) peste cea nominal (50Hz) este posibil; n acest caz tensiunea va rmne constant, ceea ce va conduce la o scdere a cuplului dezvoltat de motor.

Variatoarele folosite n joas tensiune se gsesc n modele variind de la 0,12 kW pna la 750 kW. n medie tensiune, ele genereaz tensiuni tipice de 2400V, 3300V sau 4160V. Pentru motoare

60

de tensiuni mai mari, se folosesc transformatoare electrice ridictoare montate la ieirea din variator.

Pornirea direct, inversarea sensului de rotaie, oprirea, variaia turaiei, pornirea i oprirea lin,

frnarea rapid etc. sunt cteva din operaiile uzuale folosite n cadrul acionrii motorului trifazat cu convertizor.

11.2 Convertizorul Siemens MicroMaster 420 prezentare general

Convertizorul de frecven din cadrul echipamentului face parte din seria Siemens MICROMASTER 420. Variatoarele din aceasta familie sunt destinate unei game largi de aplicaii, fiind utilizate la modificarea vitezei motoarelor trifazate, pentru: pompe, ventilatoare, benzi transportoare, maini unelte etc. Gama de puteri n care se gsesc aceste convertizoare este de la 0.12 kW la 11 kW. Convertizoarele MICROMASTER 420 au un design modular, panourile de operare, precum i modulele de comunicare putnd fi uor schimbate. De asemenea, exist 3 tipuri de gabarite : A (pentru puteri mici, pn la 1,5kW), B (pn la 4kW) i C (pn la 11kW).

Convertizorul de pe stand este de 0,37kW, 400V, 50Hz, Iieire=2,3A, gabarit A. Gabarit A, B i C pentru MICROMASTER 420:

Iat cteva din caracteristicile convertizorului:

Caracteristici principale: parametrizare simpl; construcie modular, ce permite o flexibilitate maxim n configurare; 3 intrri digitale programabile i izolate galvanic; 1 intrare analogic scalabil (0 10V), ce poate fi utilizat i ca a 4-a intrare digital; 1 ieire analogic programabil (0 20 mA); 1 ieire pe releu programabil (30Vc.c./5A sarcina rezistiv, 250Vc.a./2A sarcina inductiv); funcionare cu zgomot redus a motorului, datorit comandrii acestuia cu pulsuri de nalt

frecven; protecie complet a convertizorului i a motorului.

Caracteristici de performan: tehnologie cu tranzistoare IGBT de ultim generaie; control digital cu microprocesor; comanda FCC pentru mbuntirea rspunsului dinamic i pentru un control optimizat al

motorului; caracteristic U/f liniar; caracteristic U/f ptratic; caracteristic multipunct (U/f programabil); flying restart (preluarea turaiei motorului din mers); compensarea alunecrii;

61

autopornire dup revenirea tensiunii sau dispariia defectului; rampe de accelerare i decelerare reglabile de la 0 la 650 s; timpi de netezire ai rampelor de accelerare/decelerare; timp de rspuns al intrrilor digitale, rapid si repetabil; reglaj fin al turaiei, folosind o rezoluie de 10 bit a intrrii analogice; patru frecvene de rezonan evitabile; frnare compund pentru controlul rapid al frnrii.

Caracteristici de protecie: protecie la supratensiune i subtensiune; protecie la supratemperatur a convertizorului; curent de suprasarcin de 1,5 ori curentul nominal de ieire pentru 60 secunde, la intervale

de 300 secunde; protecia motorului la supratemperatur, folosind termistor, cu ajutorul unui circuit

suplimentar; protecie contra punerii la pmnt; protecie la scurtcircuit; protecie termic I2t a motorului; protecie contra motor blocat; interblocarea parametrilor. Date tehnice: tensiuni de alimentare de la reea: 1~230V; tensiune de ieire (ctre motor): 3~400V; frecvena de intrare: 47-63 Hz; frecvena de ieire: 0 650 Hz; factorul de putere 0.95; randamentul convertizorului: 96% - 97%; ocul de curent la anclanare mai mic dect curentul nominal de intrare; frecvena PWM: 16kHz (230V), 4kHz (400V); 7 frecvene fixe, programabile; rezoluia de setare a frecvenei: 0.01 Hz digital, 0.01 Hz serial, 10 bit analog; interfee seriale: RS485, opional RS232; lungimea cablului de alimentare la motor, fra bobina de ieire: max. 50m ecranat i max.

100m neecranat; lungimea cablului de alimentare la motor, cu bobin de ieire: max. 200 m ecranat i

300 m neecranat; grad de protecie: IP20; temperatura de lucru: -100C +50oC; umiditatea relativ: 95% fr condens; altitudinea de funcionare la parametrii nominali: 1000 m peste nivelul mrii.

Opiuni (accesorii) pentru partea de for a convertizorului: filtru EMC, clas A sau B; bobin de oc de linie; filtru LC; bobin de oc de ieire.

Opiuni (accesorii) pentru comanda convertizorului: panou operator standard, tip BOP, cu afiaj coduri de funcii/mesaje; panou operator avansat, tip AOP, cu afiaj text n clar de funcii/mesaje; modul de comunicare PROFIBUS;

62

modul de comunicare DeviceNet; modul de comunicare CANopen; conector de reea RS485/PROFIBUS; kit de conectare convertizor la PC; kit de conectare panou AOP la PC; kit de conectare la distan (pe ua tabloului) a panoului operator pentru un convertizor; kit de conectare la distan (pe ua tabloului) a panoului AOP pentru mai multe

convertizoare.

Schema-bloc a convertizorului MICROMASTER 420:

63

Dispunerea bornelor de for i de comand la convertizorul MICROMASTER 420:

Exemplu de instalare a accesoriilor de for ale convertizorului:

Variante de instalare pentru size A:

Varianta Poziia 1 Poziia 2 1 Filtru EMC Bobin de oc de linie 2 Filtru EMC sau Bobin de oc de linie Bobin de oc de ieire sau

filtru LC

64

Tipuri de Panouri Operator pentru convertizorul MicroMaster 420:

65

Module de comunicaie pentru Micromaster 420:

11.3. Comanda convertizorului

Comanda convertizorului se poate realiza n patru moduri:

- manual, de pe panoul A4, cu ajutorul intrrilor digitale (comandate de switch-uri 0-ON-ON cu revenire) i intrrii analogice (poteniometru 0-10V);

- cu ajutorul panoului de comand (BOP) existent pe convertizor; - pe reea, cu ajutorul PC-ului sau PLC-ului; - direct de ctre automatul programabil (PLC), cu ajutorul cablurilor legate la intrrile/ieirile de

pe panoul A4 (exemplu: reglarea vitezei printr-o tensiune de comand extern - o intrare analogic, comanda ON/OFF printr-o intrare digital, indicarea strii acionrii - o ieire digital, indicarea turaiei - o ieire analogic de 0-20mA). Toate intrrile i ieirile convertizorului sunt programabile. Programarea acestora se poate face

direct, cu ajutorul tastelor-functie i ecranului LCD de pe panoul de comand al convertizorului, dar i prin reea, cu ajutorul calculatorului i a softului specializat instalat pe calculator (STARTER).

Panoul de operare montat pe convertizor, pe lng funcia de programare i comand direct,

permite i afiarea unor parametrii importani din timpul funcionrii (de exemplu: frecvena, tensiunea, curentul) sau a unor mesaje-cod de eroare ce pot aprea n cazul unui defect, uurnd astfel depanarea.

Softul pentru programare (STARTER) are o interfa prietenoas i lucreaz instalat pe PC sub

mediul de operare Windows (minim XP SP3). El asigur:

n modul off-line: parametrizarea convertizorului; n modul on-line: monitorizarea i vizualizarea parametrilor, precum i lansarea unor

comenzi de baz ctre convertizor (pornire i oprire).

Echipamentul are n compunere CD-ul cu softul de programare (STARTER), precum i kitul necesar pentru realizarea legturii ntre convertizor i PC.

66

11.4. Comanda manual a convertizorului

Se realizeaz schema electric (conexiunile cu albastru) de la pagina 84 (ANEXA 1 - Pag. 10) . Pentru alimentarea panoului cu convertizor la 230V,50Hz, se procedeaz astfel: se leag un

cablu de alimentare cu 3 fire (L+N+PE) cu borne de securitate (sau un cablu de alimentare de calculator cu 3 fire), la bornele speciale L1,N si PE prevzute n partea stang a panoului cu convertizor (sau la borna (L+N+PE) tip surs de calculator). Pentru cuplarea tensiunii, se acioneaz butonul cu LED, montat n partea stang-sus pe panoul de convertizor.

Pentru comanda motorului, variatorul este prevazut cu:

intrarea analogic AI1 pentru reglarea turaiei, legat la un poteniometru (R1) de pe panou; intrarea digital DI1 pentru comanda pornit/oprit, legat la switch-ul S1 de pe panou; intrarea digital DI2 pentru comanda de inversare sens rotaie, la care s-a leagat switch-ul S2 de

pe panou; intrarea digital DI3 pentru resetare defect (luare la cunostin defect), la care s-a legat switch-ul

S3 de pe panou; un panou operator (BOP) cu display LCD cu rol de afiare a frecvenei curente a motorului i

eventualelor mesaje de eroare, montat direct pe convertizor.

Dup realizarea alimentrii, display-ul panoului operator de pe convertizor se va aprinde. Pornirea motorului:

se acioneaz switch-ul S1 i se rotete ncet poteniometrul R1: motorul pornete i si crete turaia; frecvena corespunztoare turaiei respective este afiat pe panoul operator i va crete de la valoarea 0 (0Hz) pn la valoarea de turaie maxim (corespunzatoare frecvenei de 50Hz);

Not: pentru ca intrarea AI1 s primeasc comand de la poteniometrul R1, trebuie ca switch-ul metalic de selecie corespunztor lui AI1 s fie orientat n sus (spre poteniometru) i nu in jos (spre bornele de alimentare din exterior cu 10Vc.c. ).

67

Oprirea motorului:

oprirea lent: se rotete ncet, n sens invers R1: motorul i va scade lent turaia pn la valoarea 0(0Hz);

oprirea rapid: se acioneaz direct switchul S1 pe poziia 0: motorul se va opri n cteva momente.

Schimbarea sensului de rotaie al motorului:

se pornete motorul (vezi mai sus); schimbarea brusc a sensului: se acioneaz switchul S2: motorul se va opri i va porni

imediat n sens invers; schimbarea lent a sensului: se rotete incet R1 pentru oprirea lent a motorului; cnd

motorul s-a oprit, se acioneaz switchul S2 pentru pornirea n sens invers i se ncepe rotirea lui R1 pentru creterea turaiei.

Not: panoul operator va indica valoarea frecvenei cu semnul - pentru indicarea rotaiei n sens invers.

Aparate folosite:

Descriere Denumire in schema Convertizor static de frecven 0,37kW U1 Motor asincron trifazat cu rotorul in scurtcircuit M1 Poteniometru 4,7k, pentru reglarea turaiei R1 Switch 0-1, pentru comanda ON/OFF S1 Switch 0-1, pentru comanda de inversare sens S2 Switch 0-1, pentru resetare defect S3

69

11.5. Comanda convertizorului de la panoul operator (BOP)

Se urmrete schema electric de la pagina 84 (vezi schema de mai sus) i se realizeaz conexiunile exact ca la comanda manual a convertizorului (cap. 11.4).

Display-ul panoului operator de pe convertizor se va aprinde . Din fabric, convertizorul este programat implicit s mearg pe comand manual. Pentru a putea fi comandat de la BOP, convertizorul trebuie parametrizat cu ajutorul BOP-lui: se apas tasta P i cu sgeile i se ajunge la parametrul (P0700, P0010 etc.), care se dorete s fie modificat. Important: este nevoie s se pun P0010 = 1 pentru a putea modifica ceilali parametrii. Pentru modificarea valorii unui parametru, atunci cnd acesta este afiat pe ecran, se apas tasta P i cu i cu sgeile i se alege valoarea dorit (0,1 ,2 etc.) i apoi, din nou se apas P. La terminarea parametrizrii, se pune P0010 =0, se ajunge la r0000 i se apas P .

Parametrizarea pentru Comanda direct, de la BOP:

Pas Parametru Valoare i semnificaie 1 P0010 1 parametrizare rapid (permite modificarea

celorlali parametrii) 2 P0700 1 validare comand direct convertizor de

la BOP 3 P1000 1 modificare turaie de la BOP 4 P0010 0 gata de pornire 5 r0000 Se apas P pentru a iei din parametrizare Comanda direct a convertizorului de la BOP:

- tasta roie I = start (comand pornire); - tasta verde O = stop (comand oprire); - tasta = crete turaia (frecvena); - tasta = scade turaia (frecvena).

Pentru detalii suplimentare referitoare la modul de operare al BOP-ului, vezi capitolul

urmator (cap. 11.6.1).

Not: pentru revenirea la setrile din fabric (comand manual), se procedez astfel:

Pas Parametru Valoare i semnificaie 1 P0010 30 2 P0970 1 3 r0000 Se apas P pentru a iei din parametrizare

11.6. Parametrizarea convertizorului

Parametrizarea (setarea parametrilor) convertizorului se poate face n dou moduri:

de la tastele BOP-ului; cu ajutorul softului STARTER, instalat pe un PC, sub mediul Windows i a unui kit de

comunicaie, livrat odat cu echipamentul.

70

11.6.1 Parametrizarea convertizorului de la Panoul Operator (BOP) Semnificaia tastelor BOP-ului:

Buton Functie Efect

Indicare stare Panoul LCD indic setarea curent folosit de convertizor

Buton de START

Implicit, butonul este dezactivat. Pentru a-l putea activa, se seteaz parametrul P0700 pe 1.

Buton de STOP OPRIRE 1: Apsarea butonului duce la oprirea motorului n timpul setat n parametrul P1121.

Implicit, butonul este dezactivat. Pentru a-l putea activa, se seteaz parametrul P0700 pe 1.

OPRIRE 1: Apsarea repetat a butonului (sau o singur dat, dar prelungit) duce la oprirea rapid a motorului.

Buton de schimbare a direciei

Ajut la schimbarea direciei de rotaie a axului motorului. Rotirea n sens invers este indicat de display-ul BOP-ului cu semnul minus (-).

Buton de impuls

Prin apsarea lui, motorul porneste la o turaie presetat. La eliberarea butonului, motorul se oprete.

Apsarea butonului cnd convertizorul/motorul merg, nu produce nici un efect.

Buton acces parametrii

Permite accesarea parametrilor, n funcie de nivelul de acces utilizator.

Pentru utilizare, butonul de apas i se ine apsat. El indic:

1. tensiunea de pe etajul de c.c. (d)

2. curentul de ieire (A)

3. frecvena de ieire (Hz)

4. tensiunea de ieire (o)

5. valoarea (selectat n P0005)

Butonul de funcii

Se folosete la vizualizarea informaiilor suplimentare

71

Incrementare valoare

Este utilizat la incrementarea valorii afiate. Pentru a putea crete frecvena (turaia) motorului de la BOP, trebuie ca parametrul P1000 = 1 (cnd P0700 = 1)

Decrementare valoare

Este utilizat la decrementarea valorii afiate. Pentru a putea scdea frecvena (turaia) motorului de la BOP, trebuie ca parametrul P1000 = 1 (cnd P0700 = 1)

Din fabric, convertizorul vine parametrizat implicit astfel:

- datele motorului (putere, tensiune, curent, frecven) sunt compatibile cu cele ale invertorului: putere 0,37kW, tensiune 400V, curent de ieire 2,3A, frecven 50HZ;

- caracteristica U/f liniar, viteza de rotaie comandat cu ajutorul unui poteniometru legat la prima intrarea analogic a convertizorului;

- viteza de rotaie maxim: 3000 rot/min la frecvena de 50Hz; - timpul de pornire: 10 secunde; - timpul de oprire: 10 secunde. Parametrii importani, care trebuie setai n convertizor:

Parametru Valoare

Semnificaie

P0010 1 = Parametrizare rapid

Start parametrizare rapid P0010 trebuie readus la sfritul parametrizrii, din nou pe valoarea 0, nainte de pornirea motorului. Not: dac parametrul P3900 = 1, dup parametrizare, acest lucru se realizeaz automat

P0100 0 = kW / 50Hz 1 = HP (Cai Putere) / 60Hz 2 = kW / 60Hz

Operarea convertizorului pentru Europa/America de Nord

Parametru Valoare

Semnificaie

P0304 10V 2000V

Tensiune nominal motor Tensiunea motorului (Voli), citit de pe plcu.

P0305 02*Inom

Curent nominal motor Curentul motorului (A), citit de pe plcu.

P0307 0kW - 2000kW

Putere nominal motor Puterea motorului (kW), citit de pe plcu. Obs.: Este vorba despre puterea mecanic, livrat la axul motorului i nu despre puterea electric absorbit; Dac P0100=1, valoarea va fi n HP.

P0310 12Hz -650Hz

Frecven nominal motor Frecvena motorului (Hz), citit de pe plcu.

P0311 0 - 40000 1/min

Turaia nominal motor Turaia motorului (min-1 sau 1/min), citit de pe plcu.

72

P0700

Alegerea modului de comand a motorului (pornit / oprit / inversare sens) 1 = comand de la BOP 2 = comand de la intrrile digitale (implicit)

P1000

Alegerea modului de reglare a frecvenei (turaiei) 1 = comand de la BOP 2 = comand de la intrarea analogic - poteniometru (implicit)

P1080

Frecven minim motor Setarea frecvenei (turaiei) minime la care motorul va lucra (0 650Hz). Valoarea aleas este valabil att pentru rotaia ntr-un sens, ct i n sens opus.

P1082

Frecven maxim motor Setarea frecvenei (turaiei) maxime la care motorul va lucra (0 650Hz). Valoarea aleas este valabil att pentru rotaia ntr-un sens, ct i n sens opus.

P1120 0 650s

Timpul de pornire motor Reprezint timpul necesar accelerrii motorului de la frecvena(turaia) 0 pn la frecvena(turaia) maxim.

P1121 0 650s

Timp de pornire motor Reprezint timpul necesar deccelerrii motorului de la frecvena(turaia) maxim pn la frecvena(turaia) 0.

P3900 1 = Parametrizare rapida

Sfrit parametrizare rapid 0 = sfrit parametrizare rapid, fr calculul motorului sau resetare parametrizare din fabric; 1 = sfrit parametrizare rapid, cu calculul motorului i resetare parametrizare din fabric; 2 = sfrit parametrizare rapid, cu calculul motorului i resetare intrri/iesiri; 3 = sfrit parametrizare rapid, cu calculul motorului, dar fr resetare intrri/ieiri.

73

11.6.2 Parametrizarea de la PC, cu ajutorul STARTER

Pentru a putea realiza parametrizarea convertizorului de pe un PC, se procedeaz n felul urmtor: - se instaleaz pe PC, sub sistemul de operare Windows, softul STARTER, disponibil pe CD-ul

Micromaster documentation & Comissioning software; - se oprete alimentarea Panoului cu convertizor de frecven i se extrage BOP-ul montat pe faa

convertizorului; - se cupleaz convertizorul la PC, cu ajutorul kitului de conectare PC-Inverter Connection Kit

(cod: 6SE6400-1PC00-0AA0). Dac PC-ul nu dispune de born serial, atunci se poate folosi un adaptor USB/RS232 disponibil pe piaa de IT, de exemplu modelul U232-P9, al carui driver se instaleaz pe PC sub mediul Windows. Trebuie aflat pe ce port s-a instalat adaptorul USB-serial (acest lucru poate fi aflat, n Windows XP, din Device Manager Ports (COM&LPT) (de exemplu: COM 3));

- se fac legturile la motor (de exemplu, conexiunea triunghi), se face alimentarea motorului de la convertizor, conform schemei la pagina 84 (Anexa 1 pag. 10) i se pornete alimentarea panoului cu convertizor;

- se pornete softul STARTER.

I. Iniializarea unui nou proiect: - varianta I: se urmeaz paii din ecranul Getting Started with Commissioning Drives, care

apare la deschiderea programului (sau la apelarea Help-ului) (vezi figura 30 de mai jos), alegndu-se opiunea Commissioning of a MICROMASTER fourth generation drive (vezi figura 31 de mai jos) i se ndeplinesc, pe rnd, etapele explicate n cadrul Wizard-ului;

Fig. 30

74

Fig. 31

Obs.: pentru a realiza comunicaia dintre PC i convertizor, trebuie setat COM-ul la care a fost instalat adaptorul USB/serial, astfel: Options Set PC/PG Interface PC COM Port(USS) Properties Interface i se alege COM-ul respectiv (de exemplu: COM 3) (vezi figura 32 de mai jos).

Fig. 32

75

- a II-a variant (cea explicat pe larg, n paginile urmtoare) const n urmatorii pai: - nu se folosete Wizard-ul din Help-ul programului; - din bara de meniuri de sus, se aleg: Project New with wizard apare fereastra

Project Wizard Starter (vezi figura 33 de mai jos);

Fig. 33

- se alege Arrange drive units offline se introduce numele proiectului (de exemplu: Acionare motor) i al Autorului (vezi Figura 34 de mai jos) Continue;

Fig. 34 - PG/PC Set interface: PC COM-Port(USS) Continue (vezi figura 35) ;

76

Fig. 35

- Change and test Properties i se selecteaz portul la care s-a instalat adaptorul USB/RS232 (de exemplu: COM3) (vezi figura 36 si figura 37) ;

Fig. 36

77

Fig. 37

- Continue i se introduce tipul convertizorului (Micromaster 420) (vezi figura 38);

Fig. 38

- Insert i se confirm realizarea proiectului (vezi figura 39);

78

Fig. 39

- se d Complete i apare fereastra proiectului (Acionare motor) i convertizorul ales n cadrul proiectului suntem n modul de lucru Offline (vezi figura 40);

Fig. 40

79

II. Parametrizarea: - se trece n modul Online: se apas iconul Connect to target system (vezi figura 41):

Figura 41 - se downloadeaz parametrii din memoria convertizorului n PC: se apas iconul cu sgeat n

sus Load project to PG (vezi figura 42);

Figura 42

- pentru vizualizarea parametrilor, se apas Ctrl+E sau se d click dreapta pe MICROMASTER_420 din structura arborescent din stnga Expert Expert list i apare Lista de parametri, ca n figura de mai jos (43):

80

Figura 43

Un parametru poate fi modificat (vezi coloana Modifiable) direct n modul Online (Operation) sau dup trecerea n modul Offline (Commissioning), iar pentru a realiza modificarea trebuie avut un anumit nivel de acces (vezi coloana Acces): 1, 2 sau 3, adic Standard (implicit), Extins sau Expert. Nivelul de acces se poate seta n parametrul P3 - User access level.

Exemplu: pentru modificarea puterii motorului (kW), se utilizeaz parametrul P307, care are

nivelul de acces 1 (standard), dar pentru modificare trebuie trecut n Modul Offline (era marcat Commissioning pe coloana Modifiable): se apas iconul Disconnect from target system i abia apoi se poate introduce in Tabelul de parametri noua valoare dorit (de exemplu: 0,25); n final se revine la Modul Online prin apsarea Connect to target system. Transferul Listei de parametri modificate napoi n memoria convertizorului se face prin apsarea iconului cu sgeata n jos Load project to target system (vezi figura 44).

81

Figura 44 III. Comanda motorului de pe PC, n scopul testrii funcionrii aplicaiei:

Pentru a comanda motorul de la PC, se procedeaz astfel::

- se apas iconul Connect to target system i se trece n Modul Online; - din meniul tip arbore din stnga, se alege Control panel. n partea de jos a

ecranului, se va apsa iconul Assume control priority! (vezi figura 45 de mai jos).

Fig. 45 - se valideaz butonul Enables i se va afia Panoul virtual de comand a motorului

(vezi figura 46). Se introduce valoarea dorit pentru turaia (frecvena) motorului (de exemplu, pentru turaia maxim, se introduce f=50Hz), iar cu butoanele de ON (verde) i OFF (rou) se d comanda de pornire, respectiv oprire. Pentru oprirea de urgen, se

82

apas tasta Space. n Figurile 47 si 48 de mai jos, sunt afiate ecranele din timpul funcionrii motorului (imaginea din Figura 48 apare la utilizarea barei de defilare din partea dreapta-jos a ecranului se observ c, apar date utile despre funcionarea motorului, aferente Zonei de diagnostic - Diagnostics area).

Fig. 46

Fig. 47

83

Fig. 48

- pentru a putea iei din aplicaie, se apas n prealabil iconul galben Give up control Priority!

84


1) Cele 3 pri componente ale unui variator de turaie (convertizor) sunt: a) primar, secundar i colector; b) redresor, filtru i invertor; c) stator, rotor i ventilator. Alegei varianta corect de rspuns;

2) Pentru acionarea motorului electric trifazat, variatorul de turaie (convertizorul) realizeaz comanda motorului, meninnd: a) U/f = ct.; b) U/I = ct.; c) P/I = ct. Alegei varianta corect de rspuns;

3) Identificai avantajele i dezavantajele utilizrii unui variator de turaie pentru acionarea motorului, comparativ cu metodele clasice (cu contactoare), din punct de vedere al pornirii i reglrii turaiei.

4) Enumerai cele trei moduri n care se poate realiza comanda unui convertizor; 5) Realizai comanda manual a convertizorului de pe panou; 6) Realizai comanda convertizorului cu ajutorul panoului operator (BOP); 7) Ce elemente sunt necesare pentru a putea parametriza de pe reea un convertizor, cu ajutorul

calculatorului (PC-ului); care sunt avantajele parametrizrii de pe reea, n comparaie cu parametrizarea de la panoul Operator (BOP)?

85

12. Soluii i rspunsuri

Capitol Nr. ntrebare Soluia 1 Stator i rotor 2 b) 3 a) continuu;

b) alternativ 4 a) monofazate;

b) trifazate 5 a)

4.4

6 a) rotor n scurtcircuit, cu tlpi b) stator i rotor. Statorul este partea fix, iar rotorul - partea mobil

1 inducia electromagnetic i fora electromagnetic 2 8 poli (4 perechi de poli) 3 n = 1350 rot/min, ns = 1500 rot/min

5.2

4 b) 6.2 2 c) i d)

1 d) 2 b) Pa=3.400.0,76.0,78=410W=0,41kW

7.2

c)0,6 8.2 2 Poate fi pornit direct doar n conexiunea stea

2 Motorul ajunge de la turaia 0 la turaia nominal n=1350 rot/min foarte repede, dar, pornirea este nsoit de un oc mecanic puternic, ce poate afecta utilajul mecanic la care motorul este cuplat

3 - butonul-ciuperc: se monteaz local, pe o cutiu pus lng utilajul antrenat de motor. Odat apsat, butonul-ciuperc trebuie sa rmn blocat pe poziie (este deci cu reinere) pn la ndeprtarea avariei/remedierea defectului. Butonul este de culoare roie, pentru a fi uor vizibil i are form de ciuperc, pentru a putea fi foarte uor acionat de ctre muncitorul care lucreaz lng utilajul respectiv; - butonul de comand a pornirii (verde) este fr reinere, el fiind folosit doar pentru a da un impuls (o comand) de pornire; el nu este cu reinere, pentru a evita repornirea motorului n cazul n care tensiunea de alimentare a fost ntrerupt i a revenit brusc; - butonul de comand a opririi (rou) este fr reinere i are doar rol de a comanda oprirea motorului; dac acest buton ar rmne reinut, atunci motorului nu i s-ar mai putea da o comand de pornire ulterioar comenzii de oprire

4 Rolul butonului-ciuperc este de oprire de urgen, adic oprirea imediat doar n cazul unui accident (avarii). El nu trebuie folosit pentru a da o comand de oprire normal (uzual) a motorului.

10.1.2

5 ntreruptorul tripolar general cu mner de oprire de urgen (rou pe fond galben) se folosete pentru oprirea de urgen a tensiunii de alimentare din tabloul electric din care, pe lng motorul n cauz, se mai alimenteaz i ali consumatori (motoare etc). n cazul unei revizii (operaiuni de mentenan), mnerul rotativ poate fi blocat cu un lact cu cheie n poziia decuplat (deschis).

86

6 n cazul unui defect la motor (suprasarcin sau scurtcircuit) ntreruptorul automat de motor QM1 taie alimentarea motorului (deschide contactele de for QM1 1-2,3-4 si 5-6), dar, prin contactul su auxiliar normal deschis QM1 33-34 ntrerupe i circuitul de comand a motorului. O noua comand de pornire i se va putea da motorului doar dup remedierea defeciunii i nchiderea (rotirea manetei rotative) lui QM1, fapt care duce i la nchiderea lui QM1 33-34.

10.2.2 2 Cheia S3 d comand de pornire/oprire

Documents

Manual Electric