Murarusi Bogdan Nicolae Grupa 111A Inginerie Electrica
Facultatea de Inginerie Electrică Laborator Metode şi Procedee Tehnologice
LUCRAREA TEHNO.5
PROCESUL TEHNOLOGIC TEHNOLOGIC DE BOBINARE A STATORULUI UNEI MASINI ELECTRICE ASINCRONE
Cuprins
1. Notiuni de !"!
#. In$!sur!re de %.! tri$!"!t %u "&#'( )&*( p&#
*. Pro%esu+ te,no. de oin!re ! st!toru+ui unei )!sini e+e%tri%e !sin%rone
'. A%ti-it!te de +!or!tor
5. Con%+u"ii
. Bi+io/r!$ie
1. Notiuni de !"!
Se numeste infasurare ansamblu format din conductoare electrice isolate dispuse dupa anumite criterii, de regula pe un miez magnetic, constituind circuitul electric al unei masini electrice Sectiunea conducatoarelor si dispunerea lor pe miezul magnetic depinde de intensitatea si frec!enta curentului, iar ni!elul izolatiei depinde de !aloarea tensiunii electrice aplicate Tehnologia infasurarilor, prin particularitatile specifice pe care le prezinta, difera substantial de tehnologia restului pieselor masinilor si aparatelor electrice Tehnologia fabricarii infasurarilor consta in confectionarea infasurarilor si in introducerea lor pe miezuri sau in crestaturile miezurilor magnetice In constructia infasurarilor se intalnesc doua materiale de baza" conductoare si electroizolante
#onductoarele pentru infasurari, utilizate la fabricatia masinilor si aparatelor electrice sunt procesate din materialele bune conducatoare din punct de !edere electric Materialele pentru conducatoare trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii" Sa aibe rezisti!itate cat mai mica$ %ezisti!itatea sa !arieze cat mai putin cu temperature$ Sa aibe o buna rezistenta mecanica$ Sa aibe un grad ridicat de tehnologicitate$ Sa fie rezistente la actiunea agentilor chimici$ Sa aibe cost cat mai scazut Principalele materiale utilizate pentru fabricarea conducatoarelor pentru infasurari sunt cuprul, aluminiul si alia&ele lor #uprul este materialul care raspunde cel mai bine cerintelor e'puse mai sus#alitatile lui conducatoare sunt dependente de puritatea pe care o are, de aceea, in ma&oritatea cazurilor, se foloseste cuprul obtinut pe cale electrolitica, a!and puritate de (()*((( Principalele proprietati ale cuprului electrol+tic sunt" %ezisti!itate p--./01 2ensitate 3(4g5cm$ #onducti!itate termica 4(0/0 la 0- grade$ • • • • • •
• • •
• • • • •
Temperature de topire .-34$ #aldura specifica .1) &56g76$ #aldura latenta de topire$ %ezistenta la rupere 0-*4- 6g5mm$ Proprietati tehnologice in functie de gradul de ecruisare si anume"
. 0 4 1
moale pentru conductoarele de bobine$ semitare pentru bare conductoare$ tare pentru barele conductoare ale colectoarelor$
costul este acceptabil desi este un material deficitar 8lia&ele cuprului sunt folosite frec!ent la infasurarile masinilor electrice, in special, pentru piese de legatura 8lia&ele mai importante ale cuprului sunt" 8L8M8, folosit pentru bare conductoare la coli!iile de pornire, borne de masini electrice si transformatoar$ 9%:;<=L este un alia& al cuprului cu staniul sau cu beriliul, aluminiul,cromul,titanul,cadmiul,etc Sunt folosite pentru piese turnate"inele colectoare,portperii,mufe si cleme pentru bobine de aparate, transformatoare$ T:M98#=L este o alama cu continut mare de cupru, este folosit sub forma de table si benzi pentru a obtine piese de contact cu proprietati bune de arcuire$ %ezisti!itatea acestor alia&e este de apro'imati! patru ori mai mare decat cea a cuprului •
•
•
8L=MI;I=L este al doilea material in ierarhia materialelor utlizate in constructia infasurarilorSe obtine prin rafinare electrolitica cu o puritate !ariind intre (3 si (((> si se caracterizeaza prin urmatoarele proprietati" %ezisti!itate --0/ mm la 0- grade # 2ensitate mica 0/ g5cm #onducti!itate termica 00.( ?5m76 Temperature de topire ))-. grade # #aldura specifica 43@A56g76 #aldura latenta 1--6&56g Brad ridicat de tehnologicitate 8lia&ele aluminiului sunt folosite atat ca elemente ale circuitului de current,cat, mai ales, ca piese ale constructiei mecanice" SIL=MI;I=L este un alia& de aluminiu cu .0*.4@> siliciu, frec!ent folosit datorita rezistentei mecanice ridicate si proprietatii de a se turna usor prin procedee de turnare de precizie$ 2=%8L=MI;I=L este alia&ul aluminiului cu 0@*@> cupru caracterizat prin rezistenta mecanica ridicata$ • • • • • • •
•
•
•
CI2%:;8LI=L este alia& de aluminiu cu 4(> magneziuEste caracterizat prin rezistenta ridicata la actiunea corozi!a a apei de mare si de aceea este folosit in echipamentul electric in constructie na!ala
#onductoarele de bobina& sunt cele izolate2upa forma pot fi rotunde sau dreptunghiulare$conductoarele dreptunghiulare se mai numesc si profilate Fiecare conductor izolat are un indicati!e in functie de tipul si natura izolatiei folosite#ele mai utilizate izolatii pentru conductoarele de bobina&e au urmatoarele indicati!e" EPconductoare rotunde izolate cu lac poliamidic$ E=conductoare rotunde izolate cu lac poliuratic$ EP=conductoarele rotunde izolate cu lac poliamidic modificat cu lac poliuretic$ ETconductoare rotunde izolate cu lac tereftalic$ PETconductoare profilate izolate cu lac tereftalic$ PSconductoare profilate izolate cu un strat de fire de sticla$ P0Sconductoare profilate izolate cu doua straturi de fire de sticla$ PE0Sconductoare profilate izolate cu un strat de lac si doua straturi de fire de sticla$ C,0C,4C,etcconductoare rotunde izolate cu hartie de .,0,4,etc straturi
#. In$!sur!re de %urent !+tern!ti-e tri$!"!t %u 0&#' ( )&* ( p&#
#lasificarea infasurarilor de curent alternati!e : prima clasificarea grupeaza infasurarile masinilor rotati!e de curent alternati! in 0 categorii" 8D infasurari deschise, cu e'tremitati accesibile la borne, fie direct statoarele masinilor sincrome si asincroneD , fie prin intermediul unor contacte alunecatoare rotoarele bobinate ale masinilor asincrone D$ 9D infasurari inchise rotoarele masinilor de ca cu collector, rotoarele in coli!ie ale masinilor asincroneD : a doua clasificare se face dupa tipul retelei de alimentare infasurarile de ca 2in acest puncte de !edere infasurarile de ca se clasifica in " aD infasurari monofazate$ bD infasurari trifazate sau polifazate mai rarD
La o infasurare deschisa fiecare faza are o bona de inceput si una de sfarsit , care se noteaza =. , respecti!e =0 la infasurarile monofazate si cu =. , G. , ?. la infasurarile trifazate acestea din urma !or fi conectate in stea sau in
triunghi La infasurarile trifazate deschiseale rotoareleo masinilor asincrone care se leaga de regula in stea cu nului inaccesibil D , capetele scoase la borne prin intremediul a trei inele colectoare si a trei perii ce se noteaza " H , L , M Elementele definite la infasurarile cc se regasesc si la infasurarile de ca 8stfel bobina reprezinta portiunea de infasurare formata din una sau ,ai multe spire bobinate impreuna pe acelasi sablon a!and forma si aceeasi deschidereD si legate in serie 9obina este elemental constructi!e de baza al infasurarii de ca si are doua laturi acti!e manunchiuriD , departae una de alta printr*o distanta numita pasul bobinei, + , reprezentand deschidere bibinei In functie de pasul bobinei infasurarile pot fi * cu pas diametral * cu pas scurtat , respecti!e marit alungitD cand + este mai mic , respecti!e mai mare decat pasul diametral 2upa modul de asezare al manunchiulilor in crestaturi, infasurarile de curent alternati! se impart in " aD infasurari intr*un strat, la care un manunchi ocupa in intregime o crestatura, deci o bobina umple cu laturile sale doua crescaturi distantate cu pasul + bD infasurari in doua straturi, la care intr*o crescatura se aseaza doua manunchiuri suprapuse, apartinand la doua bobine diferite In general manunchiul superior constituie manunchiul deinceput al unei bobine, iar cel inferior manunchiul de sfarsit al unei bobine #and se parcurge infasurarea in sens orar, manunchiurile superioare sunt de regula manunchiuri de ducere, sau de inceputuri, iar cele inferioare, manunchiuri de intoarcere sau sfarsituri ale bobinelor infasurarii In schemele desfasurate manunchiurile superioare se reprezinta prin linii pline, iar cele inferioare prin linii punctate #el mai simplu caz de infasurare de ca este acela in care, pentru fiecare pereche de poli, fiecare faza dispune de cate o singura bobina, ale carei manunchiuri sunt asezate in cate o singura crestatura pe fiecare pol$ asemenea infasurarii se numesc concentrare 2e regula, fiecare faza dispune pe perechea de poli de mai multe bobine legate in serie, ansamblul lor constituind ceea ce se numeste grupa de bobina sau s bobina multipla Gom !eni sa numim bobina elementara ansamblul de spire care se bobineaza pe acelasi sablon si ale caror doua manunchiuri se introduc in aceleasi crestaturi Infasurarile care au grupe de bobine, formate din bobine elementare pe pol si faza, se numeste infasurari repartizate #aracteristicile pentru o infasurare de curent alternati! este numarul de crestaturi pe pol si faza 2aca se noteaza cu " znumarul de crestaturi ale miezului magnetic$ mnumarul de faze$ pnumarul de perechi de poli ai masinii$
intre aceste marimi e'ista relatia " z0mp Brupele de bobine pot fi construite din bobine elementare de aceeasi latime si forma, asezate decalat in crestaturi alaturate numite bobine decalateD sau din bobine elementare cu latime inegala, asezate coa'ial 2e regula cele bobine elementare care alcatuiesc o grupa de bobine se leaga in serie Pe faza, grupele de bobine se leaga in serie sau in paralel, putand a!ea 0a cai de curent, totdeauna a trebuind sa fie un factor al lui p 2e regula 0a J sau egalD 0p La proiectarea si e'ecutia oricarei infasurari de curent alternati! trebuie satisfacute o serie de cerinte tehnico*economice #ele mai importante sunt " . Infasurarea trebuie sa fie simetrica adica sa asigure introducerea unor tensiuni electromotoare, egale pe fiecare faza in cazul infasurarilor polifazate %ealizarea infasurarii repartizata in mai multe crestaturi pe poli si pe faza, precum si scurtarea pasului infasurarii, conduce la obtinerea unei tem cat mai apropiata de o sinusoida 0 #onsumul de cupru pentru e'ecutia infasurarii sa fie minim$ 4 Infasurarea trebuie sa prezinte o rigiditate mecanica si dielectrica cat mai buna$ 1 Infasurarea trebuie astfel e'ecutata incat pierderile de cupru sa fie minime iar racirea ei sa fie cat mai efiecace
*. Pro%esu+ te,ni% de oin!re ! st!toru+ui unei )!sini !sin%rone
4. Infasurari trifazate intr*un strat 8ceste infasuraru sunt identice din punct de !edere constructi!, pe cele trei faze sectiune conductor, numar de spire pe manunchi, numar de bobineD sunt decalate la periferia statorului cu unghiul geometric, una fata de cealalta si ocupa acelasi numar de crescaturi < 5 4 #apetele fiecarei infasurari de faza sunt scoase la o placa de borne pentru a permite conectarea acesteia, in stea sau in triunghi : schema frontala da o imagine clara in ceea ce pri!este asezarea bobinelor in crescaturi, mai ales cand a!em de a face cu bobine intr*un strat, in unul sau mai multe eta&e 8ceste scheme au a!anta&ul ca pot fi citite cu usurinta, dar au deza!anta&ul ca nu indica legaturile dintre bobine 2upa sistemul de asezare frontala a capetelor de bobina sau grupelor de bobine, infasurarile trifazate intr*un strat se impart in" aD infasurari cu capetele dispuse in coroana $ bD infasurari in doua eta&e $ cD infasurari in trei eta&e
2upa forma sablonului de bobina, infasurarile intr*un strat se impart in" . infasurari cu bobine neegale $ 0 infasurari cu bobine egale Infasurari intr*un strat cu capetele de bobine dispuse in eta&e Infasurarile intr*un eta& se realizeaza cu precadire la masinile monofazate Pentru realizarea bobinei se foloseste un singur sablon, de dimensiunile conturului interior al bobinei peste care se infasoara spirele bobinei$ se pune apoi un start de prespan, de grosimea inter!alului dintre bobine si se e'ecuta in continuare si bobina de contur e'terior Se poate utiliza si solutia cu doua sau mai multe sabloane in functie de dimensiunile bobinelor din grupa de bobinare Infasurari intr*un strat cu capetele de bobina in doua eta&e Sunt folosite pentru infasurari trifazate si se realizeaza cand numarul de perechi de poli Kp este a nu mar par 8stfel, daca nu este indeplinita aceasta conditie nu se pot realiza infasurari in doua eta&e La acest tip de infasurare fiecare faza are in componenta sa acelasi numar de bobine mici si acelasi numar de bobine mari, astfel incat rezistentele si reactantele de dispersie sunt aceleasi pe fiecare faza Infasurari intr*un strat cu capetele de bobine in trei eta&e 2aca numarul perechilor de poli este impar, atunci numarul bobinelor este impar, iar dispunerea lor nu se face in doua eta&e, ci in trei eta&e Fiecare faza dintr*o infasurare in trei eta&e ii corespunde o lungime diferita de bobina si daca nus e iau masuri de compensare, care uneori conduc la complicatii de natura tehnologica Infasurarile tehnologice cu infasurari in trei eta&e pot a!ea rezistentele infasurarilor de faza diferite, datorita lungimilor medii ale spirelor diferite 2e asemenea reactantele pot fi fi diferite de la una la alta Infasurari intr*un strat cu capetele de bobine dispuse in coroana La aceste infasurari lungimile a'iale ale bobinelor sunt diferite si pentru ca lungimea a'iala a bobina&elor sa fie aceeasi, adica toate bobinele sa fie egale, se realizeaza infasurari in coroana Sabloanele pentru astefel d einfasurari sunt alcatuite din mai multe forme alaturate stranse cu surubul masinii de bobinatD In acest mod se obtin dintr*o data atatea bobine, cate crescaturi pe pol si pe faza e'ista, se reduce numarul de legaturi si se e'emplifica e'ecutia bobina&ului Infasurari trifazate in doua straturi
8ceste infasurari se caracterizeaza prin faptul ca in aceeasi crescatura se gasesc laturile a doua bobine diferite, o latura considerata de ducere, apartinand unei bobine si o latura de intoarcere, apartinand altei bobine Infasurarile trifazate in doua straturi sunt cele mai utilizate in practica fiindca reprezinta o serie de a!anta&e" aD posibilitatea alegerii unui pas cat mai con!enabil, in scopul obtinerii unei imbunatatiri a formei campului si a tem induce, precum si reducerii scaderilor de flu' si pierderilor suplimentare $ bD alegerea mai usoara si mai diferentiata a numarului de sprire pe faza si implicit a inductiei si a paturii de curent $ cD economie de cupru si d emateriale izolante, manopera mai redusa, prin mecanizarea proceselor tehnologice de bobinare Infasurarile in doua straturi se pot e'ecuta cu pas diametral sau cu pas scurtat, cu e'tinderea partiala sau totala a zonelor de faza, cu sau fara intercalarea fazelor pentru reducerea armonicilor din curba cantului magnetic
'. A%ti-it!te de +!or!tor Fisa de bobina&$ TM8 -,-3-* -,/- si sans carcasa 30)
5. Con%+u"ii Din !%e!st! +u%r!re !) in-!t!t pro%esu+ te,no+o/i% de $!ri%!re !+ oine+or st!toru+ui unei )!sini e+e%tri%e !sin%rone.
. Bi+io/r!$ie 2Te,no+o/ie E+e%tro)e%!ni%!34 Dr. In/. !si+e Petre 666.6i7ipedi!.ro
