ARGUMENT Numele acestei maşini vine din caracteristica ei principală de funcţionare şi anume faptul că viteza câmpului învârtitor este întotdeauna egală cu viteza mecanică a rotorului maşinii.
Maşina sincronă sincronă poate fi utilizată utilizată atât în regim de generator cât şi în regim de motor. Totuşi, în marea majoritate a aplicaţiilor ea este utilizată ca şi generator.Generatoarele sincrone sunt realizate ca maşini sincron sincronee trifaza trifazate te şi servesc servesc pentru pentru produce producerea rea energi energiei ei electri electrice. ce. Motoarele sincrone se folosesc la acţionarea unor utilaje de mare putere la care nu este necesară reglarea turaţiei şi care nu necesită porniri prea dese.Maşina dese.Maşi na sincronă si ncronă are două părţi părţ i constructive const ructive de bază
statorul şi rotorul. maşinii sincrone este partea fi!ă "imobilă# a maşinii şi Statorul maşinii cuprinde miezul magnetic statoric şi înfăşurările statorice. Miezul statoric este realizat din tole de oţel electrote$nic de %,& mm grosime izolate prin lăcuire sau o!idare. Miezul statoric are formă de coroană cilindrică şi este prevăzut la periferia interioară cu crestături "şanţuri# long longitu itudi dina nale le în care care se aşeaz aşeazăă înfă înfăşu şurar rarea ea stato statoric ricăă "trif "trifaza azată# tă#.. 'nfăşurările statorice, trifazate, sunt realizate de obicei din conductoare de cupru. 'n aceste înfăşurări se induce tensiunea electromotoare, produsă de flu!ul inductor creat de înfăşurarea rotorică alimentată în c.c. şi aflată în mişcare de rotaţie. (e aceea statorul poartă denumirea de indus al maşinii sincrone.
Rotorul maşinii sincrone este partea mobilă a maşinii, care cupr cu prin inde de miezu iezull de fier fier roto rotori ric, c, înfă înfăşu şură rări rile le roto rotori rice ce "de "de cu cure rent nt continuu#, continuu#, inelele colectoare si periile. )nelele şi periile servesc pentru alimenta alimentarea rea înfăşur înfăşurăril ărilor or rotorice rotorice.*! .*!istă istă dou douăă forme forme construc constructive tive principale ale rotorului
•
rotor cu poli aparenţi, format dintr+o serie de piese polare fi!ate de jug. e poli sunt aşezate bobinele bobi nele rotorice, numite bobine de e!citaţie, e!citaţ ie, alimentate în curent continuu astfel încât să formeze poli care să alterneze succesiv -, , -,/etc. 0otorul cu poli aparenţi se foloseşte numai la maşini sincrone cu turaţie de cel mult 1%%% rot2min "3 perec$i de poli -+# deoarece este dificil să se asigure o rezistenţă mecanică core co resp spun unză zăto toar aree la tura turaţi ţiii ma maii ridi ridica cate te pe pent ntru ru acea aceast stăă va vari rian antă tă constructivă.
rotor cu poli înecaţi, format dintr+un bloc masiv cilindric de oţel prevăzut la periferie cu crestături longitudinale în care se aşează înfăşurarea rotorică de e!citaţie. (in acelaşi bloc de oţel este realizat şi arborele rotorului. 4apetele înfăşurării rotorice "de curent continuu# sunt conectate la două inele colectoare pe care alunecă o perec$e de perii. 5ceastă variantă constructivă este preferată la viteze mari de rotaţie, de 1&%% sau 3%%% rot2min, datorită rezistenţei mecanice mai ridicate şi siguranţei mai mari în funcţionare. 5lim 5limen enta tarea rea în cu curen rentt co cont ntinu inuuu a înfăş înfăşur urări ăriii de e! e!ci citaţ taţie ie a maşinii sincrone se poate realiza de la un generator de curent continuu ce se află află pe acel acelaş aşii arbo arbore re "a!# "a!# cu ma maşi şina na sinc sincro ronă nă,, de denu num mit e!citatoare. e!citatoare. 'nfăşurarea 'nfăşurarea rotorică rotorică a generatorului, generatorului, cea care prin mişcare de rotaţie induce tensiune electromotoare în înfăşurările statorice se numeşte înfăşurare de e!citaţie sau inductor. Generatoarele sincrone de turaţie mare "1&%% sau 3%%% rot2min# şi de putere nominală mare se construiesc cu poli înecaţi şi sunt antr an tren enat atee de turbi turbine ne cu ab abur ur sau sau turbo turboge gene nerat ratoa oare re.. Gene Generat ratoa oare rele le sincrone cu poli aparenţi, de turaţie redusă şi putere nominală mare sunt sunt an antr tren enat ate, e, de regu regulă lă,, de turb turbin inee $idr $idrau auli lice ce şi se nu num mesc esc $idrogeneratoare.
•
rotor cu poli aparenţi, format dintr+o serie de piese polare fi!ate de jug. e poli sunt aşezate bobinele bobi nele rotorice, numite bobine de e!citaţie, e!citaţ ie, alimentate în curent continuu astfel încât să formeze poli care să alterneze succesiv -, , -,/etc. 0otorul cu poli aparenţi se foloseşte numai la maşini sincrone cu turaţie de cel mult 1%%% rot2min "3 perec$i de poli -+# deoarece este dificil să se asigure o rezistenţă mecanică core co resp spun unză zăto toar aree la tura turaţi ţiii ma maii ridi ridica cate te pe pent ntru ru acea aceast stăă va vari rian antă tă constructivă.
rotor cu poli înecaţi, format dintr+un bloc masiv cilindric de oţel prevăzut la periferie cu crestături longitudinale în care se aşează înfăşurarea rotorică de e!citaţie. (in acelaşi bloc de oţel este realizat şi arborele rotorului. 4apetele înfăşurării rotorice "de curent continuu# sunt conectate la două inele colectoare pe care alunecă o perec$e de perii. 5ceastă variantă constructivă este preferată la viteze mari de rotaţie, de 1&%% sau 3%%% rot2min, datorită rezistenţei mecanice mai ridicate şi siguranţei mai mari în funcţionare. 5lim 5limen enta tarea rea în cu curen rentt co cont ntinu inuuu a înfăş înfăşur urări ăriii de e! e!ci citaţ taţie ie a maşinii sincrone se poate realiza de la un generator de curent continuu ce se află află pe acel acelaş aşii arbo arbore re "a!# "a!# cu ma maşi şina na sinc sincro ronă nă,, de denu num mit e!citatoare. e!citatoare. 'nfăşurarea 'nfăşurarea rotorică rotorică a generatorului, generatorului, cea care prin mişcare de rotaţie induce tensiune electromotoare în înfăşurările statorice se numeşte înfăşurare de e!citaţie sau inductor. Generatoarele sincrone de turaţie mare "1&%% sau 3%%% rot2min# şi de putere nominală mare se construiesc cu poli înecaţi şi sunt antr an tren enat atee de turbi turbine ne cu ab abur ur sau sau turbo turboge gene nerat ratoa oare re.. Gene Generat ratoa oare rele le sincrone cu poli aparenţi, de turaţie redusă şi putere nominală mare sunt sunt an antr tren enat ate, e, de regu regulă lă,, de turb turbin inee $idr $idrau auli lice ce şi se nu num mesc esc $idrogeneratoare.
MASINA SINCRONA .! Generalit"ţi #i de$iniţii Maşina sincronă este o maşină de curent alternativ a cărei turaţie este constantă, indiferent de regimul de funcţionare "stabilizat# şi independent de valoarea sarcinii "în limite normale#. Turaţia Turaţia este cea de sincronism şi este legată riguros de frecvenţa f a reţelei de curent alternativ la care este cuplată maşina.
Maşinile sincrone pot funcţiona în două regimuri de bază, ca generatoare şi ca motoare. primită În regimul de generator generator , maşina transformă puterea mecanică, primită pe la arbore de la un motor au!iliar, în putere electrică, debitată într+o reţea de curent alternativ. al ternativ.
În regimul de motor motor , maşina transformă puterea electrică, primită de la o reţea de curent alternativ, în putere mecanică, cedată pe la arbore unei instalaţii mecanice. 6n alt regim posibil de funcţionare a maşinii sincrone este acela de compensator al factorului de putere. 0egimul de compensator nu este însă un regim de bază distinct, ci un regim de motor funcţionând în gol. 4ea mai largă răspândire o are maşina sincronă în regim de generator sincron trifazat, folosit în prezent, în e!clusivitate, în toate centralele electrice de mare putere. Motoarele sincrone se utilizează în instalaţiile la care este necesară menţinerea turaţiei riguros constantă şi un factor de putere bun la turaţii mici. 4ompensatoarele sincrone se folosesc pentru compensarea puterii reactive în sistemele electromagnetice. 0egimul de funcţionare a unei maşini sincrone se caracte+rizează prin mărimile nominale înscrise pe plăcuţa ei indicatoare
regimul de funcţionare funcţionar e "generator, motor, compensator#7 puterea la generatoare 8 puterea aparentă la borne, în 9:5 sau M:5, sau puterea activă la borne, în 9; sau M;7 la motoare 8 puterea mecanică la arbore, în 9;7 la compensatoare 8 puterea reactivă reactiv ă la borne, în 9: 9:aar sau M:ar, în regim suprae!citat.
curentul de linie în 5 sau 957
tensiunea de linie lin ie în : sau 9:7
factorul de putere7
numărul de faze7
cone!iunea înfăşurărilor indusului7
frecvenţa în
tensiunea de e!citaţie la funcţionarea în gol şi în regimul nominal7
curentul de e!citaţie nominal şi curentul de e!citaţie ma!im admisibil, în 5 sau 95. (e remarcat că, spre deosebire de transformator, la maşina sincronă
sarcina admisibilă, nu este caracterizată numai prin puterea aparentă ci şi prin factorul de putere, deoarece acesta determină valoarea puterii de e!citaţie.
!%! &articularit"ţi constructi'e #i sisteme de e(citaţie
=a maşina sincronă, armătura inductoare, în general rotorul, posedă o înfăşurare "de e!citaţie# alimentată în curent continuu, iar armătura indusului, în general statorul, este ec$ipată cu înfăşurarea de curent alternativ. 4onstrucţia se face astfel, deoarece
curentul continuu, de alimentare a înfăşurării inductorului este mult mai
mic decât curentul care circulă prin înfăşurarea indusului7
maşinile sincrone de puteri mari, în special generatoarele sincrone, se
construiesc de obicei pentru tensiuni mari "până la 3% 9:#, la care izolaţia unui bobinaj static prezintă mai multă siguranţă de funcţionare decât izolaţia unui bobinaj situat pe o armătură care se roteşte. =a maşinile de puteri mici "sub &% 9:5#, sau la maşini cu destinaţie specială, se utilizează şi construcţia >inversă? "indusul + rotor şi inductorul + stator#. (upă forma inductorului, se deosebesc maşini cu poli înecaţi , utilizate în special la turaţii mari "3%%% 8 1%.%%% rot2min# şi maşini cu poli aparenţi , folosite la turaţii mici "de obicei sub 1&%% rot2min#. Generatorul sincron se mai denumeşte, după felul motorului de antrenare
turbogenerator , când motorul este o turbină cu aburi sau cu gaze, de turaţie mare şi hidrogenerator , când motorul primar este o turbină $idraulică.
Turbogeneratoarele se realizează de obicei ca maşini bipolare, cu poli înecaţi, cu a!ul orizontal7 hidrogeneratoarele se construiesc numai cu poli aparenţi şi de obicei cu a!ul vertical. Generatoarele sincrone antrenate de motoare termice "motoare (iesel sau turbine cu gaze de turaţie joasă# se realizează cu poli aparenţi şi cu a!ul orizontal. Motoarele sincrone, la puteri medii şi mari, se construiesc de obicei cu poli aparenţi. 4ompensatoarele sincrone se realizează de obicei ca maşini cu poli înecaţi sau aparenţi, la turaţii de 1%%% rot2min sau 1&%% rot2min.
Statorul maşinii este alcătuit din
partea activă + miezul feromagnetic şi înfăşurarea statorică plasată în
crestături7
partea inactivă + carcasa, scuturile cu lagăre, sistemul de ventilaţie, etc.
Miezul statoric al maşinii sincrone este construit din tole de oţel electrote$nic, izolate între ele şi prezintă, la periferia dinspre rotor, crestături "de diferite forme#, în care sunt plasate bobinele înfăşurărilor trifazate de curent alternativ. 4arcasa se face uneori din fontă turnată, eventual cu nervuri pentru mărirea suprafeţei de răcire, iar la maşinile de puteri mari ea se e!ecută din oţel , turnată sau din tablă roluită, sudată şi întărită cu profiluri de oţel.
Rotorul maşinii sincrone poate fi cu poli aparenţi sau cu poli înecaţi. 0otorul cu poli înecaţi este construit dintr+o roată polară "compusă din butuc, braţe, prag# pe care se fi!ează polii maşinii "compuşi din miezul polar şi piesa polară#. =a maşinile de puteri mici, braţele roţii polare pot lipsi. @orma piesei polare este astfel realizată încât să se obţină o distribuţie a câmpului magnetic în întrefier cât mai apropiată de o sinusoidă. 'n piesele polare se prevăd crestături pentru plasarea barelor coliviei de amortizare. Aarele sunt scurtcircuitate la ambele capete prin segmente inelare care se aşează numai în lungul arcului polar sau de jur împrejur. Aobinele polare de e!citaţie se efectuează din bandă de cupru sau conductor rotund.
)igura ! &ol pre'"*ut cu crest"turi pentru +arele coli'iei de amorti*are!
=a periferia rotorului maşinilor cu poli înecaţi, pe un număr par de porţiuni ale circumferinţei acestuia, sunt prevăzute crestăturile în care se aşează înfăşurarea de e!citaţie. @i!area înfăşurărilor în crestături se face cu ajutorul penelor, iar fi!area părţilor frontale cu ajutorul unor bandaje puternice.
)igura %! ariant" de rotor cu poli înecaţi!
e a!ul rotorului sunt dispuse, în general, două inele la care se conectează capetele înfăşurării de e!citaţie.eriile, care calcă pe inele, asigură legătura dintre sursa de curent continuu şi înfăşurarea de e!citaţie. ursa de curent continuu este fie o maşină e!citatoare fie o instalaţie de e!citaţie. *!citatoarea sau instalaţia de e!citaţie fac parte dintr+un sistem de e!citaţie care asigură funcţiuni multiple de reglaj şi de protecţie. istemul de e!citaţie are un rol semnificativ în comportarea ansamblului generator + motor de antrenare în e!ploatare, având totodată şi o pondere însemnată în costul total al agregatului "&+1BC#. rincipalele surse de e!citaţie ale generatoarelor sincrone sunt următoarele
e!citatoare de curent continuu7
e!citatoare de curent alternativ şi redresoare7
autoalimentare de la bornele generatorului sincron prin intermediul transformatoarelor şi redresoarelor necomandate şi comandate7
alimentare de la o reţea de tensiune constantă, prin intermediul redresoarelor comandate. istemul de e!citaţie trebuie să îndeplinească două condiţii importante
viteză de răspuns mare + asigurarea creşterii rapide a tensiunii la bornele
înfăşurării de e!citaţie a generatorului7
plafon ridicat al tensiunii de excitaţie + BDB,& ori tensiunea de e!citaţie
nominală, în vederea forţării e!citaţiei în regimuri tranzitorii de curent.
!-! &rincipiul de $uncţionare în regim de generator electric!
e consideră că rotorul maşinii "inductorul# este antrenat cu viteza ung$iulară
de către motorul său primar, care dezvoltă un cuplu activ M a.
'nfăşurarea de e!citaţie a celor 2p poli, alimentată în curent continuu, produce un câmp magnetic învârtitor inductor, care se roteşte cu viteza ung$iulară
în
acelaşi sens cu rotorul. 4orespunzător acestui câmp, spirele înfăşurărilor de fază ale statorului "indus# sunt întretăiate de un flu! , variabil în timp. (acă câmpul învârtitor inductor are o repartiţie sinusoidală în spaţiu, flu!ul va avea o variaţie sinusoidală în timp, de pulsaţie,
.p
'ntr+o înfăşurare de fază se va induce o t.e.m. sinusoidală în timp, de aceeaşi pulsaţie , iar în cele trei înfăşurări de fază se va induce un sistem de trei t.e.m. simetrice, ec$ilibrate. uccesiunea în timp a celor trei t.e.m. este impusă de sensul de rotaţie a câmpului învârtitor inductor. (acă înfăşurarea statorului este conectată pe o impedanţă trifazată simetrică, aceasta va fi parcursă de curenţii de fază care formează un sistem simetric ec$ilibrat. Maşina furnizează impedanţei de sarcină o putere activă P 2, funcţionând deci, în regim de generator.
!/! 0ilanţul puterilor #i randamentul ma#inii sincrone! Motorul primar, care dezvoltă un cuplu activ M a "al cărui sens de rotaţie coincide cu cel al rotorului şi deci al câmpului învârtitor# cedează maşinii sincrone puterea mecanică, & . Ma 5supra indusului maşinii se e!ercită cuplul electromagnetic M=
* % ) cos( * % , ) )
Ω
deoarece viteza ung$iulară relativă a indusului "stator# faţă de câmpul magnetic învârtitor este .
5cest cuplu este pozitiv fiindcă, oricare ar fi natura impedanţei de sarcină, cos(E ! "#$. 4uplul electromagnetic tinde să rotească indusul în sensul
câmpului învârtitor dar, statorul fiind fi!, nu se poate roti. 4onform principiului acţiunii şi reacţiunii, asupra rotorului se e!ercită în acest caz un cuplu electromagnetic M , în sens opus sensului de mişcare, deci reprezintă un cuplu rezistent.
e de altă parte, asupra rotorului se mai e!ercită şi alte cupluri rezistente cuplul datorat frecărilor mecanice şi de ventilaţie, M fv şi cuplul datorat e!citatoarei de curent continuu, M ex "dacă aceasta este cuplată la a!ul generatorului sincron#. (acă se consideră ca sens pozitiv al cuplului electromagnetic sensul câmpului învârtitor, se obţine Ma 8 Mfv 8 Me! E +M sau, Ma E +M F Mfv F Me! şi înmulţind cu viteza ung$iulară, MaΩ E 1 E + F fv F e!. (eci, din puterea absorbită pe la a!, % &' aΩ , o parte, % fv ' fvΩ , reprezintă pierderile mecanice de frecare şi ventilaţie ale maşinii, altă parte,
P ex = M ex , reprezintă puterea mecanică preluată de e!citatoare "dacă aceasta este cuplată la a!ul generatorului# şi altă parte, P = M , reprezintă puterea electro+magnetică ce se transmite de la rotor la stator, la nivelul întrefierului, prin intermediul câmpului electromagnetic. uterea electromagnetică este componenta cea mai importantă a puterii absorbite. (in această putere % , o parte acoperă pierderile în înfăşurările statorului, % )u2 "pierderi prin efect oule#, o altă parte compensează pierderile în miezul
feromagnetic al statorului, % *e2 "pierderi de $isterezis şi prin curenţi turbionari#, iar cea mai mare parte devine putere utilă, % 2 şi este transmisă impedanţei de sarcină. e poate considera că în miezul feromagnetic al rotorului nu se produc pierderi deoarece acesta este străbătut de un câmp magnetic constant în timp.
Ailanţul puterilor maşinii sincrone este prezentat sc$ematic in figura 3
-M = P
P2
P1
PFe1 PCu1 Pex Pfv
)igura -! 0ilanţul puterilor ma#inii sincrone 0andamentul generatorului sincron se e!primă prin relaţia η=
B 1
=
36) cos ϕ 36) cos ϕ + fv + e! + 4u1 + @e1
,
unde + şi " sunt mărimile de fază. :aloarea randamentului creşte cu puterea unitară a genera+torului, ajungând la valori ma!ime de HI+HI,& C pentru puteri de ordinul sutelor de M:5.
!1! Cuplarea #i $uncţionarea în paralel a generatoarelor sincrone 'n centralele electrice sunt instalate de obicei mai multe generatoare sincrone, destinate a funcţiona în paralel, pentru a debita energie electrică într+un sistem electroenergetic de putere mare, în comparaţie cu puterea nominală a fiecărui generator. @uncţionarea în paralel a generatoarelor sincrone generează două categorii de probleme una legată de efectuarea operaţiei de cuplare în paralel şi alta referitoare la funcţionarea efectivă a generatoarelor cuplate în paralel.
!1!! Conectarea în paralel a generatoarelor sincrone 4onectarea unui generator la barele unei reţele, fără a perturba funcţionarea sistemului şi a pune în pericol generatorul, se poate face numai dacă sunt îndeplinite condiţiile de sincronizare. 5ceste condiţii decurg din necesitatea ca, în momentul cuplării, să e!iste egalitate între valorile instantanee ale tensiunii electromotoare de mers în gol a generatorului ce urmează a fi cuplat şi tensiunii barelor la care se face conectarea şi impun satisfacerea simultană a următoarelor deziderate
aceeaşi valoare efectivă a tensiunilor ambelor sisteme7
aceeaşi frecvenţă7
aceeaşi succesiune a fazelor "ine!istenţa unui defazaj între cele doua mărimi#.
Jperaţia de identificare a succesiunii fazelor la generatoarele fi!e se face o singură dată, la montarea generatorului. (acă această identificare nu a fost făcută ea se va face odată cu stabilirea şi a celorlalte două condiţii.
A2 Metode de sincroni*are $in"
5ceste metode urmăresc ca, la conectarea în paralel a unui generator sincron, condiţiile de sincronizare să fie îndeplinite riguros. 4ondiţiile de tensiune şi de frecvenţă se pot verifica cu ajutorul voltmetrelor şi al frecvenţmetrelor. 4oincidenţa fazelor tensiunilor omoloage ale generatorului şi reţelei, în momentul cuplării, se poate verifica prin mai multe metode.
Metoda voltmetrului !ero" =a această metodă se măsoară diferenţa dintre tensiunile fazelor omoloage ale generatorului şi reţelei, cu ajutorul unui voltmetru conectat pe bornele întreruptorului cu ajutorul căruia se face cuplarea în paralel. 'n acelaşi timp se mai şuntează, prin elemente de rezistenţă egală cu cea a voltmetrului şi celelalte două contacte ale întreruptorului. =a trecerea prin zero, sau printr+un minim, a tensiunii indicate de voltmetru, tensiunile fazelor omoloage ale generatorului şi reţelei coincid "desigur, dacă este satisfăcută şi condiţia succesiunii fazelor#.
Metoda #incrono#copului cu l$mpi . =a această metodă se foloseşte un sincronoscop cu lămpi, care constă dintr+un sistem de trei becuri cu incandescenţă montate într+o cutie, în vârfurile unui triung$i ec$ilateral şi conectate electric între cele două sisteme. 4onectarea se poate face în montajul cu Kfoc învârtitor? sau cu Kfoc stins 8 aprins?. o
'n sc$ema cu Kfoc învârtitor? una din lămpi, ,&, este conectată între fazele omoloage, iar celelalte două încrucişat.
o
4oincidenţa tensiunilor fazelor omoloage este marcată, în această sc$emă, prin stingerea lămpii ,& şi o luminozitate egală a lămpilor ,2 şi ,-.
o
=a inegalitatea frecvenţelor generatorului şi reţelei, lămpile se aprind şi se sting succesiv creând iluzia unui foc învârtitor a cărui viteză indică gradul de abatere a celor două frecvenţe. c$ema verifică şi sensul de succesiune a fazelor generatorului cu cel al reţelei la coincidenţa succesiunii focul este învârtitor, altfel se sting şi se aprind, succesiv, toate lămpile odată.
o
'n sc$ema cu Kfoc stins 8 aprins?, toate becurile sunt montate între bornele omologe. )dentitatea succesiunii fazelor este indicată de faptul că becurile se sting sau se aprind toate odată, iar diferenţa dintre frecvenţe este dată de frecvenţa stingerii şi aprinderii lămpilor.
Metoda #incrono#copului cu c%mp înv%rtitor . =a această metodă se foloseşte un dispozitiv electromecanic analog cu motorul asincron bipolar, cu rotorul bobinat. 'nfăşurarea statorică este alimentată de la reţea "prin intermediul unor transformatoare reductoare#, iar înfăşurarea rotorică de la bornele generatorului sincron. 'n această situaţie, rotorul sincronoscopului se va roti cu o viteză determinată de diferenţa dintre pulsaţiile celor două sisteme. 'n general, metodele de sincronizare fină, dacă sunt bine aplicate, asigură cuplarea la reţea în cele mai bune condiţii. *le prezintă neajunsul că nu se pot face suficient de rapid şi uneori de loc, în cazul în care în sistemul energetic e!istă variaţii de tensiune şi frecvenţă "în urma unor avarii#.
02 Metoda autosincroni*"rii
5ceastă metodă nu necesită un aparataj special, dar poate fi folosită numai dacă reţeaua este suficient de puternică şi dacă, în prealabil s+a identificat succesiunea fazelor generatorului ce urmează a fi cuplat. Generatorul sincron nee!citat şi având înfăşurarea de e!citaţie conectată pe o rezistenţă corespunzătoare, este adus "cu ajutorul motorului său de antrenare# la o turaţie apropiată de turaţia de sincronism. =a maşinile mari, turaţia poate diferi de cea de sincronism cu cel mult 3C, iar la cele mici cu ma!imum &C. 4ând se ating aceste turaţii generatorul se cuplează la reţea. )mediat după cuplare se alimentează înfăşurarea de e!citaţie cu un curent corespunzător funcţionării în gol, după care, într+un interval de timp foarte scurt, generatorul intră în sincronism. *!plicaţia acestei metode este următoarea Maşina nefiind e!citată în momentul cuplării, deci t.e.m. *% fiind nulă, generatorul absoarbe din reţea un curent mare, care produce un câmp învârtitor. (in interacţiunea acestui câmp învârtitor statoric şi curenţii induşi în înfăşurarea de amortizare a rotorului apare un cuplu asincron care, adăugându+se cuplului motor furnizat de motorul de antrenare, accelerează rotorul tinzând să+l aducă la viteza de sincronism. =a generatorul sincron cu poli aparenţi acţionează în acelaşi sens şi cuplul reactiv. 'n momentul alimentării înfăşurării de e!citaţie se produce şi un cuplu sincron important şi generatorul intră în sincronism.
Metoda autosincronizării prezintă neajunsul de a provoca, în momentul cuplării la reţea a generatorului nee!citat, un şoc de curent în înfăşurarea indusului şi o cădere de tensiune corespunzătoare, în reţea. rocesul tranzitoriu este însă de scurtă durată, astfel încât nu este periclitat nici generatorul şi nu este perturbată nici reţeaua. =a generatoarele conectate la reţea prin intermediul unui transformator, şocul de curent şi căderea de tensiune respectivă se reduc simţitor. 6neori, metoda autosincronizării se aplică într+o variantă care prevede aplicarea tensiunii de e!citaţie simultan cuplarii la reţea a generatoarelor. 'n acest caz şocul de curent este mai mare, însă durata fenomenului scade, fapt cu o impor+tanţă majoră în situaţia în care, intervenţia rapidă a unui nou generator este strict necesară. 'n centralele mari e!istă dispozitive care efectuează automat toate operaţiile de sincronizare şi controlează îndeplinirea condiţiilor de cuplare la reţea a generatorului sincron.
!1!%! )uncţionarea generatoarelor sincrone în paralel Maşina sincronă, odată cuplată în paralel cu un generator sau cu o reţea, nu se încarcă de la sine ci funcţionează în gol, atâta timp cât nu se acţionează asupra ei. e presupune pentru simplificare un generator sincron cu poli înecaţi şi se neglijează căderea de tensiune în rezistenţa indusului. 0ezultă ecuaţia
E %
=
+ + ./ s "
,
sau, " =
E %
−
+
./ s
.
(eci, pentru a încărca generatorul cu un curent " , este necesar în general, ca fazorul E să fie diferit ca fază sau ca amplitudine faţă de fazorul + , pentru a se obţine E 0 + $ .
A2 3nc"rcarea ma#inii sincrone cu putere acti'" e poate realiza prin defazarea tensiunii electromotoare E a maşinii respective în raport cu tensiunea + a reţelei, sau a generatorului cu care este cuplată. 5ceasta se obţine prin decalarea inductorului maşinii în raport cu câmpul magnetic învârtitor rezultant. (acă se măreşte viteza motorului de antrenare a generatorului, a!a inductorului acestuia se va decala înaintea a!ei câmpului magnetic rezultant " ϑ $ #, iar maşina sincronă debitează o putere activă " %$#, deci funcţionează în
regim de generator. rin aplicarea unui cuplu rezistent la arborele rotorului, a!a magnetică a inductorului se va decala în urma a!ei câmpului magnetic rezultant "ϑ 1 #, maşina primeşte de la reţea putere activă " % 1#, deci funcţionează în regim de motor.
02 3nc"rcarea ma#inii sincrone cu sarcin" reacti'"
e poate realiza prin menţinerea în fază a celor două tensiuni şi modificarea amplitudinii fazorului tensiunii electromotoare E . 5ceasta se obţine prin variaţia curentului de e!citaţie al maşinii sincrone respective, indiferent de regimul de funcţionare, generator sau motor electric.
ASIGURAREA CA4ITATII Identi$icarea cerintelor #i aplicarea normelor de calitate
'n domeniul calităţii, în etapa actuală, se manifestă două tendinţe definitorii + îmbunătăţirea considerabilă a calităţii produselor şi reducerea substanţială a costurilor calităţii, ambele fiind impuse de preferinţele consumatorilor şi intensificarea concurenţei. 'n cazul controlului calităţii este necesar să se stabilească obiectivele strategice ale calităţii. 5cestea, la rândul lor, depind de principalii factori ai calităţii 1# ieţele7 B# ersonalul7 3# 0esursele financiare7 L# Materialele7 &# 6tilajele şi te$nologiile folosite7 # Managementul firmei.
&ieţele! 4lienţii cer şi obţin produse şi servicii tot mai bune pe măsura creşterii pretenţiilor lor antrenate de progres. ieţele + ca locuri în care se întâlneşte cererea şi oferta, devin tot mai e!igente din ambele părţi şi se specializează funcţional. 4a atare, un obiectiv determinant al controlului calităţii în cadrul firmelor este de a asigura fle!ibilitate în satisfacerea cererii care se specializează. 5ici este vorba de fi!area performanţelor produselor care se cer urmărite şi îmbunătăţite, cum ar fi productivitatea, fiabilitatea, disponibilitatea, randamentul, reducerea poluării de orice fel. 5sociat acestora se cer create condiţii te$nologice + ec$ipamente şi metode de control apte să identifice şi să măsoare performanţele calitative ale produselor.
&ersonalul! Jdată ce se sc$imbă produsele, iar pieţele devin tot mai e!igente, personalul de concepţie şi cel e!ecutant necesită noi cunoştinţe şi deprinderi care se pot obţine prin educaţie continuă la locul de muncă şi în instituţiile de învăţământ. 4ercurile de calitate din practica firmelor japoneze sunt o e!presie elocventă a cerinţei de acumulare de cunoştinţe în domeniu ca şi de stimulare a creativităţii oamenilor.
@olosirea sistemelor fle!ibile de producţie, a roboţilor industriali şi a calculatoarelor, accentuează sensibilitatea dependenţei te$nicii de calitatea materiilor prime, a pieselor şi componentelor folosite. 5cestea impun intensificarea e!igenţei de control la locurile de muncă. retenţiile faţă de calitatea pe care o asigură lucrătorii la locurile de muncă sunt e!primate prin obiective cum ar fi cel preconizat de e!tinderea conceptului de control al calităţii producţiei, având ca impact Kzero defecte?.
Resursele $inanciare! 'ntrucât intensificarea concurenţei reduce profiturile, se caută mobilizarea tuturor rezervelor de reducere a costurilor de producţie. J cale importantă pentru atingerea acestui scop este creşterea productivităţii muncii prin automatizare, dar automatizarea necesită investiţii care la rândul lor generează noi costuri cu amortizarea, mentenanţa şi asigurările pentru reducerea riscurilor, aşa încât efectul automatizării asupra reducerii costurilor apare diminuat. 0ămâne să se acţioneze asupra costurilor calităţii însăşi. (irecţiile de acţionare depind de condiţiile interne şi e!terne ale firmei. (acă, de e!emplu, costul service+ului produsului în garanţie este mare, iar cel de prevenire a defectelor sau de e!ercitare a controlului în uzina producătoare este mic, înseamnă că este necesar să se modifice orientarea uzinei, accentuându+se preocupările pentru prevenirea defectelor şi pentru e!ecuţia controlului calităţii pe flu!urile te$nologice. 4azul invers se întâmplă mai rar.
Materialele! olicitările produselor în e!ploatare s+au intensificat. Materialele din care se fabrică produsele se sc$imbă şi se diversifică în mod corespunzător. 4a atare simpla inspecţie vizuală şi testarea prin încercări sumare a materialelor nu mai asigură condiţiile cerute de calitatea produselor. e impune folosirea probelor fizice şi c$imice de laborator şi a unor ec$ipamente de control adecvate.
Utila5ele #i te6nologiile $olosite & 4u cât firmele mecanizează şi automatizează mai mult procesele de producţie în vederea creşterii productivităţii muncii şi îmbunătăţirii folosirii materiilor prime şi materialelor, cu atât mai mult se pune accentul pe creşterea nivelului calităţii pieselor şi subansamblurilor şi pe stabilitatea calităţii acestora. 5şadar, dacă firma prevede să mecanizeze şi să automatizeze noi procese în viitor, calitatea obiectelor muncii prelucrate în aceste procese va trebui aliniată la noile condiţii.
Managementul! )mpactul asupra calităţii, determinat de acţiunile asupra factorilor calităţii este ma!im atunci când acţiunile respective sunt coordonate. *ste indiscutabil că managementul firmei este singurul în măsură să coreleze eforturile tuturor compartimentelor care au responsabilităţi în asigurarea calităţii produselor şi serviciilor livrate pe piaţă. (acă acest management nu este în stare s+o facă, va avea de suferit calitatea, iar firmei nu+i va merge bine.
Conceputul de control al calit"ţii Supra'eg6erea calit"ţii reprezintă monitorizarea şi verificarea continuă a stării unei entităţi, în scopul asigurării că cerinţele specificate sunt satisfăcute.
'valuarea calit$ţii reprezintă examinarea sistematică! efectuată pentru a determina în ce măsură o entitate este capailă să satisfacă cerinţele specificate.
Inspecţia calit"ţii reprezintă activităţile prin care se măsoară, e!aminează, încearcă una sau mai multe caracteristici ale unei entităţi şi se compară rezultatul cu cerinţele specificate, în scopul determinării conformităţii acestor caracteristici
eri$icarea calit"ţii reprezintă confirmarea conformităţii cu cerinţele specificate ,prin e!aminarea şi aducerea de probe tangibile.
Utili*area standardelor internaţionale ISO 7888 tandardele )J H%%% au fost dezvoltate, în principal în scopul facilitării relaţiilor comerciale, mai ales la nivel regional şi internaţional şi pentru a da mai multă încredere clienţilor privind capacitatea unui anumit furnizor de a satisface în mod constant cerinţele referitoare la calitatea produselor şi serviciilor pe care le oferă. @amilia de standarde )J H%%% cuprinde patru standarde de bază, însoţite de un număr de rapoarte te$nice
ISO 7888+ isteme de management al calităţii. rincipii de bază şi vocabular ISO 788+ isteme de management al calităţii. 4erinţe ISO 788/+ isteme de management al calităţii. G$id pentru îmbunătăţirea performanţelor
ISO 88+ G$id pentru auditarea sistemelor de mangement al calităţii
Elemente de asigurare a calitaţii în procesele de producţie
lanificarea ţinerii sub control a proceselor presupune specificarea operaţiilor de producţie prin instrucţiuni de lucru documentate şi stabilirea te$nicilor de verificare a calităţii pe flu!ul de fabricaţie. 5sigurarea capabilităţii proceselor se face atât din punct de vedere cantitativ, ceea ce presupune corelarea capacităţii de producţie a secţiei, utilajului sau întreprinderii cu producţia programată, cât şi calitativ, aceasta însemnând capacitatea de a realiza produse în limitele de toleranţă stabilite prin documentaţia te$nologică de fabricaţie. 5naliza cantitativă a capabilităţii se face prin elaborarea balanţei de capacitate la începutul perioadei de plan. 5naliza calitativă se face prin studii statistice. 5sigurarea utilităţilor şi condiţiilor de mediu, presupune controlul şi verificarea periodică a materialelor şi facilităţilor au!iliare cum ar fi apa, aerul comprimat, energia electrică şi produsele c$imice utilizate în producţie, pentru a se asigura uniformitatea efectului lor asupra proceselor de fabricaţie. )dentificarea şi trasabilitatea materialelor pe flu!ul de fabricaţie se face prin marca de identificare unică care cuprinde lotul de fabricaţie sau de recepţie7 numărul sau seria de fabricaţie7 comanda internă de fabricaţie sau contractul de livrare.
Ninerea sub control a ec$ipamentelor se referă la verificarea utilajelor de producţie, a dispozitivelor, sculelor, instrumentelor de măsurare, în ceea ce priveşte e!actitatea şi fidelitatea. J atenţie deosebită se acordă calculatoarelor utilizate pentru controlul proceselor şi mentenanţei softOare+ului asociat. entru a se asigura capabilitatea continuă a proceselor trebuie stabilit un program de mentenanţă preventivă a ec$ipamentelor de producţie. 5sigurarea documentaţiei necesare presupune elaborarea procedurilor operaţionale, a instrucţiunilor de lucru, a planurilor de calitate şi ţinerea sub control a difuzării acestora în cadrul întreprinderii. tadiul verificărilor materialelor se identifică pe tot parcursul producţiei. J astfel de identificare poate lua forma de ştampile, etic$ete sau inspecţii pe containerul de transport intern. )dentificarea trebuie să includă posibilitatea de a deosebi materialele verificate de cele neverificate şi indicarea acceptării la punctul de verificare. Ninerea sub control a modificărilor presupune evaluarea produsului după orice modificare a sculelor, ec$ipamentelor, materialelor sau procesului te$nologic. (e asemenea, orice modificare trebuie documentată prin proceduri şi comunicată factorilor responsabili. :erificarea produselor se face înainte de prelucrare, pe flu!ul de fabricaţie şi la final, prin metode şi te$nologii de control adecvate, stabilite în funcţie de caracterul producţiei şi caracteristicile produselor fabricate. 5baterile de la calitate reprezintă neconformităţi. Ninerea sub control a neconformităţilor presupune identificarea acestora pe flu!ul de fabricaţie, izolare, soluţionare şi prevenirea repetării. oluţionarea înseamnă alegerea uneia din următoarele acţiuni posibile repararea, reprelucrarea "retuşarea#, declasarea "într+o clasă inferioară de calitate# sau rebutarea. 'n prealabil, este necesar să se evalueze efectele potenţiale ale neconformităţii constatate asupra caracteristicilor produsului, dar şi asupra continuităţii procesului de fabricaţie.
5cţiunile corective au la bază analiza de tip cauză+efect, care implică identificarea şi înlăturarea factorilor care au determinat abateri de la calitate. 5ceste acţiuni, care pot consta în modificări ale procesului te$nologic, ale materialelor sau ec$ipamentelor de producţie au rol de a preveni repetarea pe viitor a unei neconformităţi.
&rin ce se caracteri*ea*a controlul calit"ţii producţiei 'mbunătăţirea calităţii producţiei are ca scop minimizarea defectelor de fabricaţie. 4ontrolul calităţii are atât un rol pasiv de depistare,constatare şi înregistrarea defectelor calitative " neconformităţilor# ,cât şi un rol activ de a influenţa producţia în sensul prevenirii apariţiei defectelor. 4ontrolul calităţii semnalează abaterile de la calitatea prescrisă şi permite stabilirea corecţiilor care trebuie aduse materialelor aprovizionate şi2sau elementelor procesului de producţie .
MASURI 9E SANATATEA SI SECURITATEA MUNCII Masuri de protectie impotri'a pericolului de electrocutare 5rt. 3L& 2 -GM entru protecţia împotriva electrocutării prin atingere directa trebuie sa se aplice masuri te$nice si organizatorice. Masurile organizatorice le completează pe cele te$nice in realizarea protecţiei necesare.
Masurile te6nice care pot fi folosite pentru protecţia împotriva electrocutării prin atingere directa sunt următoarele
acoperiri cu materiale eiectroizolante ale pârtilor active "izolarea de protecţie# ale instalaţiilor si ec$ipamentelor electrice7
înc$ideri in carcase sau acoperiri cu învelişuri e!terioare 7
îngrădiri7
protecţia prin amplasare in locuri inaccesibile prin asigurarea unor distante minime de securitate7
scoaterea de sub tensiune a instalaţiei sau *.*. )a care urmează a se efectua lucrări si verificarea lipsei de tensiune7
utilizarea de dispozitive speciale pentru legări la pământ si in scurtcircuit7
folosirea mijloacelor de protecţie electroizolante.
Masurile organi*atorice care pot fi aplicate împotriva electrocutării prin atingere directa sunt următoarele
e!ecutarea intervenţiilor la instalaţiile electrice "depanări, reparări, racordări etc# trebuie sa se facă numai de personal calificat in meseria de electrician, autorizat si instruit pentru lucrul respectiv7
e!ecutarea intervenţiilor in baza uneia din formele de lucru următoare
5.=. + autorizaţie de lucru
)T)+M 3 instrucţiuni te$nice interne de protecţie a muncii
5.. + atribuţii de serviciu
(.:. + dispoziţii verbale
.:. + procese verbale
J.. + obligaţii de serviciu
.0. + pe propria răspundere
delimitarea materiala a locului de munca "îngrădire#7
eşalonarea operatiilor de intervenţie la instalaţiile electrice7
elaborarea unor instrucţiuni de lucru pentru fiecare intervenţie la instalaţiile electrice7
organizarea si e!ecutarea verificărilor periodice ale masurilor te$nice de protecţie impotriva atingerilor directe.
entru protecţia impotriva electrocutării prin atingere indirecta trebuie sa se realizeze si sa se aplice numai masuri si mijloace de protecţie te$nice. *ste interzisa inlocuirea masurilor si mijloacelor te$nice de protecţie cu masuri de protecţie organizatorice. entru evitarea electrocutării prin atingere indirecta trebuie sa se aplice doua masuri de protecţie o măsura de protecţie principala, care sa asigure protecţia in orice condiţii, si o măsura de protecţie suplimentara, care sa asigure protecţia in cazul deteriorării protecţiei principale. 4ele doua masuri trebuie astfel alese incat sa nu se anuleze una pe cealaltă. entru evitarea accidentelor prin electrocutare, prin atingere indirecta, masurile de protecţie pot fi următoarele
folosirea tensiunilor foarte joase de securitate T@7
legarea la pământ7
legarea la nul de protecţie7
izolarea suplimentara de protecţie, aplicata utilajului, in procesul de fabricare7
izolarea amplasamentului7
separarea de protecţie7
deconectarea automata in cazul apariţiei unei tensiuni sau a unui curent de efecte periculoase7
folosirea mijloacelor de protecţie electroizolante.
@olosirea mijloacelor de protecţie izolante este obligatorie atât la lucrări în instalaţiile scoase de sub tensiune, cat si in cazul lucrărilor efectuate fără scoatere de sub tensiune a instalaţiilor si a *.*. 5cestea din urma se efctueaza de către personal autorizat pentru lucrul sub tensiune.
=a instalaţiile de joasa tensiune folosirea mijloacelor individuale de protecţie electroizolante constituie singura măsura te$nice de protecţie si se foloseşte cumulat cu masurile organizatorice. )nstalaţiile sau locurile unde e!ista sau se e!ploatează *.*. trebuie sa fie dotate r in funcţie de lucrările si condiţiile de e!ploatare, cu următoarele categorii de mijloace de protecţie
mijloace de protecţie care au drept scop protejarea omului prin izolarea acestuia fata de elementele aflate sub tensiune sau fata de pământ7
detectoare mobile de tensiune7
garnituri mobile de legare la pământ si in scurtcircuit7
panouri, paravane, împrejmuiri "îngrădiri#7
panouri de semnalizare.
ANE:E
Sc6iţa unei secţiuni printr;o ma#in" electric" cu poli aparenţi #i $orma de 'ariaţie a inducţiei in intre$ier
Semne con'entionale pentru masinile sincrone
a+generator cu poli formatii de magneti permanenti7 b+generator trifazat,in stea7 c+generator trifazat in stea cu nulul scos7 d+motor sincron
Sc6ita de principiu a unei masini sincrone cu poli inecati
In$asurarea de amorti*are la o masina cu poli aparenti
Masina sincrona cu poli aparenti
1+circuit magnetic statoric7
B+carcasa7
3+infasurare indusa7
L+scuturile7
&+placi de strangerea pac$etelor de tole stator7
+butucul armaturii rotorice7
P+poli inductori7
I+infasurare e!citatie
H+e!citatoare"masina de c.c cuplata pe acelesi a! care alimenteaza infasurarea de e!citatie#7
1%+ventilatorul
Sc6ema +loc a unui motor sincron $ara perii tri$a*at cu alimentare si comanda prin curenti c'asi;dreptung6iulari
Motorul sincron cu 'ite*a 'aria+ila, o+tinuta cu con'ertor de $rec'enta a + cu comutatie e!terna independenta7 b + condus de motor.
Sc6ema de pornire a unei actionari electrice cu masina sincrona
