Microsoft PowerPoint - Proiectare generala

Transcriere

1 Proetarea masnlor eletre Probleme generale Proetare La roetarea une masn eletre ot aare doua stuat:. se roeteaza o masna entru are sunt date exermentale; In aest az se foloseste exerenta aumulata sub forma unor valor numere entru anumte marm (denstate de urent, ndut, efortul tangental medu, atura de urent, et.). In aeasta stuate masna roetata va funtona dar erformantele masn dende de otmzarea realzata de roetant.. se roeteaza o masna noua entru are nu exsta date exermentale. In aest az ot exsta doua stuat dstnte: - se roeteaza tul de masna unosut la alte valor ale uter. Daa se ere roetarea une masn u utere mare sau ma, la are nu exsta date exermentale atun, se fae uz de extraolarea nformatlor obtnute de la masnle exeutate se roeteaza un nou t de masna. La roetarea unu nou t de masna este oblgatore otmzarea roetar masn urmata de exeute, masurator s reroetarea masn.

2 Caetul de sarn Caetul de sarn urnde: tema de roetare, Datele de baza ale organulu antrenat, are defnes erformantele rnale e trebue satsfaute la roetarea sstemulu, onsttue doumentul de baza. lsta arametrlor seundar, Alte erformante s araterst ma utn mortante ondtle de exloatare, varata ululu de sarna, defnrea unor marm mortante a: servul de funtonare normalzat s ulul (uterea) ehvalenta neesara antrenar masn de luru, surasoltarle e ot aare n exloatare, medul n are lureaza. Restrtle, ot f araterstle energete s dname, lsta de arametr seundar s ondt de axloatat dar s de alta natura refertoare la onstruta, tehnologa de exeute, Lsta verfarlor s nerarlor Ambalare,transort,lvrare Tema de roetare Tema de roetare.. Tul masn: - las, u magnet ermanent, u omutate eletrona,.. Tul msar organulu mobl: - rotatv, - lnar, - oslant... Regmul de luru: - motor, - generator, - altele..4. Tul onstrutv: ozta axe rotorulu, modul de fxare, tul aatulu de arbore, forma onstrutva, modul de ulare al sarn : dret (axal), ndret rn transmse.

3 Tema de roetare.5. Servul nomnal t: - serv t: ontnuu, de surta durata, ntermtent erod, ntermtent erod u durata de ornre, ntermtent erod u durata de ornre s de franare eletra, nentrerut erod u sarna ntermtenta, nentrerut erod u franar eletre, nentrerut u modfarea eroda de turate, - date sulmentare: durata funtonar n sarna: 0, 0, 60, 90 mnute, durata lulu la serv ntermtente: 0 mnute, durata relatva de funtonare: 5, 5, 40, 60 %, fatorul de nerte FI entru masna s sarna sau, onstanta aumular energe nete H. numarul de onetar e ora: 6, 60, 90,0,60, 480,600. Tema de roetare.6. Caraterst state de baza (nomnal s maxm): uterea nomnala, tensunle nomnale, numarul de ol, ulul (forta) nomnala, vteza nomnala, ursa nomnala, reza nomnala, rezoluta nomnala, domenul de vteza,.7. Sstemul de almentare s omanda: modul de almentare: - felul tensun - ontnua, alternatva: dret de la retea, transformator, onvertor stat. - snusodala, - nesnusodala.

4 Tema de roetare domenul de valor ale tensun de almentare: efae, maxma, domenul de varate. domenul de varate al frevente: - onstant, onvertor : - varabl, ntervalul. redresor : monofazat: - monoalternatnta; balternata: nvertor: tul: - u unt medan, - n unte; trfazat: - u unt medan; - n unte; - de tensune; - de urent; forma marm de esre: snusal; dretunghular; omanda : freventa de omutate onstanta; PWM; Lsta arametrlor seundar Lsta arametrlor seundar..caraterst energete: randament, fator de utere, ulul (forta) maxma, tensunea de surtrut, erder n fer, urentul de mers n gol, erder n nfasurar;.. Caraterst dname: nerta, ulul de ornre, urentul de ornre (surtrut), freventa de ornre, durata de ornre, durata de franare, aelerata, vteza maxma, araterst vteza-tm; 4

5 Lsta arametrlor seundar..lsta omonentelor rnale: stator, rotor, redutor, altele (ndator de ozte,onvertor); Caraterzate rn: - amlasare n masna: - nteror, - exteror, - n relungre; - funta: - ndutor, - ndus, - omutate, - amortzare, - omensare, - altele; - strutura rnala: - dntat, - u ol aarent, - neted, - fara fer, Condt de exloatare.. Servul de funtonare.. Condt de funtonare: alttudnea fata de nvelul mar, temeratura medulu de rare, medul lmat...tur de rotete: - motrva atnger, - motrva atrundr orurlor strane, - motrva atrunder ae, - motrva atrunder gazelor, - motrva surasoltarlor eletre s meane;.4. Tur de zolate: - lase de zolate, - tensun de nerare a zolate;.5. Clasa de vbrate: - dezehlbru mean,treata de altate, - dezehlbru term;.6. Zgomotul: - nvelul onderat al resun auste, - nvelul onderat al uter auste, 5

6 Condt de exloatare.7.modul de rare: - rut deshs: - rare naturala, - rare rore, - rare exteroara, - u ventlate: - rn asrate,rn refulare, - u ventlare a surafete exteroare; - n rut nhs: - dret: - u gaz, - u lhd; - ndret: - u lhd, - u gaz; - sstem de rare ombnat. Restrt onstranger Restrt onstranger 4..Refertoare la geometra masn: dametrul maxm, lungnea maxma, dametrul exteror al rutulu magnet, naltmea maxma, dametrul arborelu, lungmea maxma a ahetelor, latmea mnma a dntelu. 4.. Refertoare la soltar magnete, eletre s terme: ndut maxme, denstat de urent, atura de urent, temeratura maxma, temeratura maxma a magnetulu, 6

7 Restrt onstranger 4..Refertoare la materalele foloste: - lasfarea materalelor:- magnete: - feromagnete, - neferomagnete; - ondutoare; -zolatoare s searatoare: - entru feromagnete, - entru ondutoare; - de onstrute:- metale, - sntete; - sefarea materalelor foloste; - soltarle admse n materale; - araterst de materal; urba de magnetzaree B f((h), urbe de erder f(b), masa sefa, dmensun de fabrate; n lus entru magnet ermanent: - magnetzare : - radala,- aralela,- orentata, - omozta; - araterst: Algortmul de dmensonare ale une masn elete Date Coefent s funt de utlzare Dmensun rnale Restrt Calulul eletromagnet Calulul mean Calulul term Calulul fnal Sto 7

8 Materale magnete araterst de materal: urba de magnetzaree B f((h), urbe de erder f(b), masa sefa, aldura sefa, ondutbltatea tema, temeratura maxma, dmensun de fabrate; entru magnet ermanent: - magnetzare : - radala, - aralela, - orentata, - omozta; - araterst: - Br nduta remanenta; - H amul oertv; - µr - ermeabltate relatva de revenre; - Coefent de temeratura. Legătura dntre nduţa magnetă ş solenaţa la mers în gol: Flux snusodal solenaţe nesnosodală Coefentul de forma al urentulu k f 8

9 Proretăţle magneţlor ermanenţ B A m B s B r α r B M W H H C H M W m B Caratersta de demagnetzare. B r + µ µ H 0 r Proretatle magnetlor ermanent.4 T B W m H ka/m Curbele de demagnetzare ale materalelor magnete 4- MnAlC 7- NdFeB 6- SmCo 5- AlNCo - AlNCo - ferte - ferte 9

10 Caraterstle magneţlor µ r - ermeabltate relatvă de revenre; K T - Coefenţ de temeratură. ferte alno Mn-Al-C Sm-Co Nd-Fe-B µ r,,6,9,05, K TB %/ o C - 0,9-0,0-0,0-0,0-0, K TH %/ o C - 0,0-0,0-0,0-0,0-0,60 W m Kj/m Dmensunle rnale ale mezurlor L j D h j b n a b f a h f h Setunea oloane h j h j b n Setunea jugulu 0

11 Construţa rutelor magnete Tur de rute magnete entru maşn rotatve Cu ol înneaţ sau u onstant Cu ol aarenţsau u varabl Dmensunle rnale ale mezurlor Pol aarenţ L b t h t b h D e D b t h t Mez stator b h

12 Masna u ol aarent e ambele armatur Mezul stator Înfăşurarea unu ol Mezul rotor Ax Constanta maşnlor de urent ontnuu. Maşna de urent ontnuu T.e.m. U e ndusă în înfăşurarea rotoră a une maşn de urent ontnuu este: U e n N a Unde: a numărul erehlor de ă de urent al înfăşurăr, numărul erehlor de ol a maşn, N numărul de ondutoare de e rotor, n vteza de rotaţe, Φ fluxul olar al maşn, având exresa: φ φ α τ L [ V ] B [ Wb ] Unde: L lungmea deală [m]; B nduţa maxmă în întrefer [Wb/m ]; α - oefent de aoerre olar, raortul dntre asul olar τ ş b lăţmea tăl olare.

13 Constanta maşnlor de urent ontnuu Ţnând seama de uterea nteroară (eletromagnetă a maşn) P U P C D e I L n C π α A B [ VA] unde: I este urentul total al maşn I ai a rezultă : [ VA ] unde C onstanta maşn (onstanta lu Esson) are exresa: [ J / m ] unde s-a notat ătura de urent sau denstatea lnară de urent u: N I a N I A [ A / m] π D a π D Constanta maşnlor de urent ontnuu Soltarea une maşn este dată de efortul tangenţal medu, forţa raortată e surafaţa a rotorulu, alulată u relaţa: σ M P D π D L π D P n π D L π D L n s Rezultă legătura dntre onstanta maşn C ş efortul tangenţal medu σ s : C π σ s

14 Constanta maşnlor de urent ontnuu 00 C [kj/m ] v a [m/s] Constanta maşn de urent ontnuu în funţe de vteza erferă a rotorulu. Constanta maşnlor de urent alternatv. Maşna de nduţe ş maşna snronă T.e.m. U e ndusă în înfăşurarea une faze este: U e π k f f W K b φ π k f ns N 60 s K Unde: f - frevenţa tensun de almentare, N s numărul de sre e fază al înfăşurăr nduse, K b fatorul de bobnaj al înfăşurăr nduse, Φ fluxul olar sau fasular al maşn, k f.- oefentul de formă, n s vteza de snronsm a maşn. Denstatea lnară de urent va f: N I A π D m N s π D I b [ A m] d a / φ [ V ] 4

15 Constanta maşnlor de urent alternatv Puterea aarentă a maşn u m faze rezultă: Constanta maşn: ns S mu e I C D L 60 π C k f k b α A B [ VA] [ J / m ] La maşn eletre rotatve se oate exrma ş o onstantă de ulu. Putere este legată de ulul T al maşn rn relaţa: S T Ω T Rezultă onstanta de ulu π ns 60 C T C D C k π ns L 60 T A B [ VA] [ Nm / m ] Constanta maşnlor de urent alternatv C [kj/m ] b a S [kva] 0 6 Constanta maşnlor snrone în funţe de utere. a - entru turbogeneratoare, b- entru hdrogeneratoare u >0, -,-,6- entru maşn u,,6 ol aarenţ. 5

16 Constanta maşnlor de urent alternatv C [kj/m ] S [kva] 0 4 Constanta maşnlor de nduţe în funţe de uterea aarentăş numărul de ereh de ol. Constanta transformatoarelor. Transformator T.e.m. ndusă într-o înfăşurare a transformatorulu este: U e π f N s φ [ V ] Unde φ fluxul fasular dn oloana transformatorulu π φ A B D k u B [ Wb ] 4 Unde: k u oefent de umlere u fer a seţun erulu rumsrs oloane transformatorulu, B nduţa în oloana transformatorulu, D dametrul oloane (erulu rumsrs oloane). 6

17 Constanta transformatoarelor Notând denstatea lnară de urent u: N I A h uterea nteroară rezultă: S m U e e N s I h unde: h înălţmea oloane transformatorulu I C D h [ A/ m] f [ VA ] unde C onstantamaăn are exresa: C π m k 4 u A B [ J / m ] Constanta transformatoarelor 00 C [kj/m ] S [kva] Constanta transformatoarelor trfazate u oloane în ule în funţe de utere

18 Masna u ol aarent e ambele armatur T.e.m. ndusă într-o înfăşurare olara, n azul varate ndute U B B ( ) k C [ Te] N s A Z R n B ( k e ) C [ V ] Unde: A este ara olulu stator Z R numarul de dnt (ol) rotor N s numarul de sre e ol stator B nduta maxma n ntrefer la ol alnat k fatorul lu Carter Masna u ol aarent e ambele armatur Notând denstatea lnară de urent u: N s I A k π D k f fatorul de forma a urentulu uterea nteroară rezultă: S e f Z S U e I [ A / m] C D L n [ VA] unde C onstanta masn are exresa: C Z S π k f A B ZR [ J / ] ( ) m k C 8

19 9 Constanta maşnlor eletre [ ] / m J B A C α π [ ] / 4 m J B A k m C n π [ ] / m J B A k k C b f α π Maşna de urent ontnuu Maşn de urent alternatv rotatve Transformator 50 < C < 50 kj/m ( ) [ ] / 8 5 m J B A C ( ) [ ] / 5,5 m J B A C ( ) [ ] / 0 5 m J B A C Determnarea volumulu de fer ] [ m n C S L D s Volumul de fer al maşn rotatve Volumul de fer al transformatorulu ] [ m f C S h D

20 Deendenta lungm de dametru L [m].0.05 γ γ S C n s 0, D [m] γ 000 0, Alegerea raortulu dntre lungmea deală ş asul olar.5 λ λ L τ Maşn snrone λ λ 0.5* Valorle med ale raortulu λ la maşnle snrone u ol aarenţ S [kva] 0 6 Valorle med ale raortulu λ la maşnle snrone u ol nneat. 0

21 Alegerea raortulu dntre lungmea deală ş asul olar λ Maşna de nduţe Valorle med ale raortulu λ entru maşn de ndute. λ 0.8* Maşn de. λ Masna u ol aarent e ambele armatur π λ Alegerea fatorulu de onfguraţe geometră La transformatoare se defneşte fatorul de suleţe sau fatorul de onfguraţe geometră: Dm λ π Hb Valorle dend de : Transformatoare trfazate - uterea transformatorulu, în ule : - tensunea transformatorulu, - sstemul de răre.0 λ.5 Raortul dntre lungmea jugulu ş oloane La transformatoare trfazate în ule:. λ.8 Fe λ Fe L H j

22 Alegerea fatorulu de aoerre al olulu α Masn de ndute b τ Aqroat de α π Dende de fatorul de saturate k s α α.5.5 K S.5 Coefentul de aoerre olar α s fatorul de forma K f n funte de fatorul de saturate K S. K f K f..05 Fatorul de forma k f tne seama de armonle de tensun nduse Masn de ndute monofazate u oletor α 0.75 Alegerea fatorulu de aoerre al olulu Masn snrone α K f 0.65 α K f 0.5. b/τ K f α α K f b/τ Coefentul de aoerre olar α s fatorul de forma K f la masnle snrone u ol aarent u ntrefer onstant. Coefentul de aoerre olar α s fatorul de forma K f la masnle snrone u ol aarent u ntrefer varabl. α 0.7 K f b/τ Coefentul de aoerre olar α s fatorul de forma K f

23 Alegerea fatorulu de aoerre al olulu Masn de urent ontnuu 0.6 α α Dende de exstenta ollor de omutate Pentru masn u ol de omutate 0.65 α 0.75 Pentru masn fara ol de omutate Fatorul de saturate artal Fm + FmdS + FmdR k s Fm Masna u ol aarent e ambele armatur Cu ondta b S b R Determnarea dametrulu Pentru masn eletre rotatve: Valor ma exate u relata : D a + b a- dende de :- forma onstrutva - tul masn, - tensunea masn. b.- dende: S D C λ n - tul masn, - vteza de rotate, - sstemul de rare a masn. S λ n

24 Determnarea dametrulu Tul masn a b [/m ] [m] 4 Masna de urent ontnuu Masna snrona u ol aarent, U mare 5 Masna snrona u ol aarent Masna snrona u ol nneat Masna de ndute u rotor bobnat Masna de ndute u rotor n olve Dametrul exteror la masnle fara ol aarent: Masn de ndute: 0.75 a D e 0.07, U kv e D + + ae [ m] a 0. [ m ] e Masn snrone: ae 0.06, U kv 0.66 De D + + ae [ m] ae 0. [ m ] Determnarea lungm masn π D L λ Daa L < 0. m sau olve turnata L a L L l b Lungmea olulu : L a n L b ( n + ) a Masna u ol aarent e ambele armatur L l [ m] [ m] ( ) [ m] λ D 4

25 Determnarea ntreferulu Intrefer tehn realzabl t mn mn 0. 0 D 0 Valoarea ntreferulu dende de : -tul masn - soltarle eltre s magnete, - uterea s dmensunle geometre s u ol t. k s. u ol var. k s. t. k Masna de ndute: k [ m] [ m] [ m] k 5 ( D L a ) 0 [ m] τ A B Determnarea dmensunlor ollor Fluxul fasular Φ α τ L B Fluxul rn ol ma mare dn auza saarlor Latmea olulu b Inaltmea tal olare Solenata de extate Inaltmea olulu h b b (... ) Φ Φ 5 Φ L B h t B F k µ F j k uf 0 b b s B B K uf - fator de umlere 5

26 Prnul smltudn Deendenţa une ser de maşn de uterea S a maşn ( duă Vdmar ) în oteza ă nduţa magnetă ş denstatea urentulu eletr sunt aeleaşîntoatemaşnle sere. Exonentul uter Relaţa A ~ L A ~ L A t. Dmensun lnare L /4 /7 / Masa maşn G ~ L /4 6/7 Masa e untate de utere G G/S -/4 -/7 t. Masa înfăşurărlor G Cu ~ G Al /4 5/7 / Preţul Pr /4 5/7 / Preţ sef r Pr/S -/4 -/7 t. Perder /4 5/7 / Perder relatve /S -/4 -/7 -/ Moment de nerţe J 5/4 0/7 5/ Tm de ornre T ~ J/S /4 5/7 / Alunearea s ~ /S -/4 -/7 -/ Curentul de mers în gol I 0 ~ S/A -/4 -/7 t. Prnul smltudn Deendenţa une ser de maşn de uterea S a maşn Exonentul uter Relaţa A ~ L A ~ L A t. Dmensun lnare L /4 /7 / Moment de nerţe J 5/4 0/7 5/ Tm de ornre T ~ J/S /4 5/7 / Înălzrea înfăşurărlor la ornre υ ~ J/G Cu / 5/7 Frevenţa de onetare ~ /J -/ -5/7 - Înălzrea maşnlor înhse υ /4 /56 t. Înălzrea maşnlor ventlate υ /6 -/4 -/4 Putereaentruventlaţe v 5/4 0/7 5/ Vteza aerulu v ae ~ L /4 /7 / Debtul de aer Q ae ~ L v ae /4 6/7 Presunea aerulu ae ~ L / 4/7 / Surafaţa laterală S l ~ L / 4/7 / 6