A HIDROENERGETICIENILOR DIN ROMÂNIA, Dorin...
Transcript of A HIDROENERGETICIENILOR DIN ROMÂNIA, Dorin...
A PATRA CONFERINŢĂ A HIDROENERGETICIENILOR DIN ROMÂNIA,
Dorin Pavel
FENOMENE ROTORICE LA MOTORIZAREA ELECTRICĂ A STAŢIILOR
DE POMPARE DE MARE PUTERE
Basarab GUZUN1, George PURCOI2, Nicolae GALAN3, Lucian MÂNDREA4, Dan NEAGU5, Laurenţiu LIPAN6
Abstract: The powerful pumping stations PPS are usually using synchronous driving motors up to 12 MW, directly started, asynchronous mode. Only in special applications well justified are used indirect starting methods (when the supplying electric network is weak and does not allows the direct start up), like autotransformers, reactors or ferequency convertors. The aim of this paper is to assess more accurate the rotor’s inrush current from the very start-up period of time, up to the stable asynchronous slip, around the value of 5% (the rotor’s winding is closed by one descharging rezistor applied only for this short regime, at the slipping rings) This accurate assessment in time for the induced current is of theoretical interest first; also, it practically allows us to protect the relay devoted to the synchronous checking, so-called RCS. This delicate relay will command the right moment for the excitation which is to be injected and is supplied from the voltage picked-up accros the descharging rezistor coupled at the slipping rings.
1. CONSIDERAŢII INTRODUCTIVE
Motoarele sincrone sunt preferate celor asincrone în acţionarea pompelor de
mare capacitate, în primul rând datorită randamentului lor superior la viteze lente de
rotaţie <1.000 rot./min. In plus, ele asigură în regim de funcţionare capacitiv circulaţia
benefică a puterii reactive injectate, rigidizând astfel, într-o oarecare măsură, nivelul
tensiunii în zonă.
1 prof. dr. ing. 2 as.drd.ing. 3 prof. dr. ing. 4 conf.dr.ing. 5 ing. 6 as.drd.ing.
Impedimentele legate de necesitatea lansării în vecinătatea vitezei de sincronism şi
dezvoltarea cuplului electromagnetic sincron, s-au diminuat mult prin utilizarea metodei
de pornire directe asincrone sau prin cea sincronă cu frecvenţă crescătoare alimentat de
la un bloc convertizor (softstarter). Cum acesta din urmă este deocamdată relativ scump
şi produce motorului încălziri suplimentare, rămâne de utilizat metoda pornirii directe
de regim asincron, remarcabilă prin simplitatea sa, fără alte dispozitive adiţionale
costisitoare.
Procesul de pornire şi accelerare al motorului sincron este asemănător celui
asincron. Deosebirea constă în faptul că apare un cuplu suplimentar datorită infăşurării
de excitaţie - conectată pe o rezistenţă de descărcare Ra. În lipsa acesteia,
supratensiunile induse prin efectul de transformator în înfăşurarea de excitaţie în gol ar
periclita integritatea izolaţiei înfăşurării (deteriorare, eventual prin străpungere).
2. CURENTUL INDUS ÎN ÎNFĂŞURAREA DE EXCITAŢIE
În general, motoarele sincrone cu puteri nominale până la 10-12 MW pornesc în
regim asincron. Acestea se conecteaza direct la reţeaua de alimentare şi numai în
anumite cazuri (când reţeaua de alimentare nu permite) se utilizează pentru pornire
• autotransformatoare,
• bobine de reactanţă sau, în ultimul timp,
• softstartere (blocuri tirisorizate bazate pe cicloconvertor, furnizând frecvenţa
variabilă la pornire).
În general vorbind, procesul asincron de pornire şi accelerare (lansare) până la
alunecarea stabilă a motorului sincron se aseamănă cu cel tipic al motorului asincron, cu
deosebirea că aici apare un cuplu suplimentar datorită înfăşurării de excitaţie, dacă şi
numai dacă, această înfăşurare este închisă pe o rezistenţă de descărcare Ra.
În reperul fix faţă de rotor (FR) , fazorul tensiunii de alimentare us din reperul FS
devine:
( ) ( )
)01(2;
11;0.
2;
2;;
01cos2;01sin2
)01(2)0(12
θωω
ωωθωθωθ
θωθω
θωθωωθ
−=
−=+=⇒==
−====−==⇒
⇒−=−=⇒
⇒−
=+−=−=+=
tsjeUUstct
dtd
ujnU
qUquu
nUdU
duUjqUUdU
tsUqutsUdu
tsjeUtje
tjeUjesuqujdusRu
(1)
unde, θ0 reprezinta poziţia rotorului în raport cu statorul la momentul iniţial.
Tensiunile ud si uq sunt mărimi alternative de pulsaţie sω1 care, în regim
permanent, se reprezintă sub forma complexă: ud = u ; uq = -j u.
In reperul (FR) toate mărimile de stare au pulsaţia sω1 şi modelul matematic al
maşinii sincrone pentru regimul asincron; derivata in raport cu timpul a mărimii y se
poate pune sub forma y' = js y, s-a considerat timpul sincron τ = ω1 t.
Astfel, se obţin relaţiile (2). Înfăşurarea de excitaţie se conectează pe o rezistenţă
Ra, iar această înfăşurare (atenţie !) nu este alimentată de la o sursă de curent continuu;
in unităţi relative rezistenţa totală a circuitului de excitaţie se compune din rezistenţa
infăşurării de excitaţie Re şi din rezistenţa adăugată Ra.
( ) ( )( ) ( )
( )QiqiaqxQiQxQQsjQiQrDiDxeieDxdiadxDDsjDiDr
DieDxeiexdiadxeesjeiear
Qiqiaqxqixqdsqsjqirujqu
Dieidiadxdixdqsdsjdirudu
++=+=
++=+=
++=+=
++=−++=−=
+++=−−+==
σψψ
ψψ
ψψ
σψψψ
σψψψ
;0
;0
0
;1
;1
(2)
Aşadar, în unităţi relative (u.r.) se poate scrie:
1;; >+
==+= αααe
aeeaeea r
rrrrrr (3)
Reactanţele xe , xD si xQ se pot pune sub forma următoare
adeDeDeDDDD
aqQQadDDDadee
xxxxxx
xxxxxxxxx
+=+=
+=+=+=
σσσσ
σσσ
;
;;; (4)
Relaţiile (4) exprimă descompunerea fluxului magnetic produs de infăşurarea
considerată in flux magnetic util ( ale carui linii de câmp traversează întrefierul si
înlanţuie spirele infăşurării statorice) si fluxul magnetic de scăpări ale cărui linii de
câmp nu traversează întrefierul.
Pentru maşinile sincrone MS destinate sta’iilor de pompare de putere mare,
rezistenţa statorică r se poate neglija (r = 0) şi aceasta permite simplificări
semnificative. Pentru condiţiile iniţiale nule, caracterizate prin ra = 0 si tensiunea de
excitaţie nulă (ue = 0), rezultă următoarele relaţii
''01
''1
''01
'01
''1
'1
11
)(
;)1)(1(
)1)(1()(;)(;)(
q
qqq
dd
ddddqqqddd
TjsTjs
xjsx
TjsTjsTjsTjs
xjsxijsxijsx
ω
ω
ωωωω
ψψ
+
+=
++++
===
(5)
Pentru calcule se definesc parametrii zd şi zq ; Apoi se deduc inversele acestora:
:
""1
""''
1
"''
1
'''''
"'''''
11;11;11;1
11111
1
111
1
11111)(;)(
qqqm
dddm
dddm
qmqqqq
dmdddmddddqqdd
Ts
Ts
Ts
sjsxxjxz
sjsxx
sjsxxjxz
sjjxzsjjxz
τωτωτω======
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=⇒==
(6)
Din primele două ecuaţii de tensiuni ale sistemului (2), pentru r = 0, rezultă:
qdqdjuuj ψψψψ =⇒−=−= ;; (7)
Curenţii din axele longitudinală id şi transversală iq se calculează cu relaţiile:
qqqq
dddd z
ujsjxj
ujsjx
uizu
sjxju
sjxuji −
=−
=−
===−
=)()(
;)()(
(8)
Pe baza celor prezentate anterior se poate calcula curentul indus în înfăşurarea
de excitaţie; de remarcat că, în literatura de specialitate, acest curent se calculează
pentru scurtcircuit brusc când maşina funcţionează în regim de generator şi înfăşurarea
de excitaţie este alimentată.
Exploatarea motoarelor sincrone arată că este necesar ca acest curent să fie
calculat şi în alte regimuri, cum ar fi la funcţionarea în regim asincron al motorului
sincron.
Obiectivul principal al acestei cercetări este de a calcula alura temporală pentru
curentul indus în înfăşurarea de excitaţie, în vederea evaluării căderii de tensiune pe
rezistorul de descărcare, mai ales în momentele de început ale pornirii de regim
asincron.
Pentru aceasta, se utilizează ecuaţiile rotorice de axă d, expresia curentului id
fiind astfel cunoscută:
( )( )
( )
eDDD
DD
ee
eD
DD
dad
DD
ee
eD
eDDD
dade
dadDDDeeD
dadDeDeee
xxxxj
sr
xjsr
x
xjs
r
zuxj
xjs
rxj
sr
x
xxjs
r
ixji
ixsjixsjrixsj
ixsjixsjixsjr
−=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ++
+−=
=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ++
−+−=⇒
−=++
−=++
σ
σ
α
α
α
;2
2 (9)
Notă : 1 - zd este exprimat în funcţie de datele de catalog ale maşinii sincrone;
2 - urmează ca şi parametrii xe, xad, xD, xeD - să fi exprimaţi în acelaşi mod.
Dacă însă se cunosc dinainte , din datele de catalog urmatorii parametri,cu notaţiile
lor consacrate din teoria maşinilor: T’d0, T”
d0, T”q0, T’
d, T”d, T”
q, xd, xq, xσ x’d, x”d, x”q ,J
- atunci avem următoarele relaţii de calcul, prezentate în cele ce urmează.
De remarcat că, sunt mai multe ecuaţii decât necunoscute; astfel, ecuaţiile care
nu au fost folosite permit verificarea rezultatelor obţinute şi prin calcule iterative, astfel
se pot obţine cele mai potrivite valori.
Valoare calculată pentru curentul indus în înfăşurarea de excitaţie se obţine în
unităţi relative; Pentru a afla această valoare şi în unităţi fizice, trebuie determinat
curentul de excitaţie de bază, Ieb.
"1
"'1
'"1
"'
1
"
1
"
1
'
1
"
1
'
1
'"
;;;
;111;1111
;111;11;
;11;11;
qqddddadeedoeD
aqQ
eadD
dD
ade
de
qqQqaq
dde
ddDdad
TTTxxrx
xxxr
xxxxr
xxxr
xxxxxxxx
xxxxx
xxxxxxxx
ωτωτωττ
ττ
τ
σσ
σσ
σσσ
σσ
σσσσ
σσσ
σσσσ
===−−=
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++=
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−
−=−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
−−
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−
−=−=
−−
−−
−−
(10)
Sunt două posibilităţi. Astfel,
1) din expresia rezultată din operaţia de trecere a ecuaţiilor de la unităţi fizice la unităţi
relative; în acest caz Ieb = Ib = 21/2 In, dar se calculează I’eb , adică curentul de excitaţie
raportat la stator; sau,
2) Ieb (neraportat) - se poate determina din caracteristica de mers în scurtcircuit.
În fine, se poate considera că I’eb = Ib = 21/2 In. şi Ie = ie I’eb [A].
În studiul regimului asincron, se face ipoteza că intervalul de pornire este format
dintr-o succesiune de stări staţionare pe intervale mici şi pentru aceste intervale viteza
de rotaţie se consideră constantă (s = ct.). Ca urmare, calculul se poate efectua în
domeniul complex, simplificat. Astfel,
Pe baza relaţiei (9) se calculează curentul de excitaţie în funcţie de alunecarea s
pentru diferite valori ale factorului α (care este, în fapt, şi unul din obiectivele
principale ale lucrării):
( ) [ ]
2
2
;
; ; 1; 0,05 ; 1...15 ; 1
DD
e e ade Dd
eD e D
DD
add e D
eD e D
eeb b e b e ct
r j xu si i xr rz x j x j xs s
r j xu sxz r rx j x j x
s s
I i I i I i f s s u
σ
σ
α
α
α
α=
+= = =
⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ + +⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
+=
⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ + +⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = ∈ = =
(11)
Notă : 1 - Se poate face aproximaţia xeD ≈ xad;
2 - Cunoscând curentul ie(t), se poate evalua imediat căderea de tensiune căutată
ΔU =ie(t)·Ra;
3 –Se are în vedere ca această cădere de tensiune la inele să fie limitată
superior, la valoarea tensiunii de încercare a izolaţiei rotorului la probele periodice
PRAM, adică ΔU < 1, 5 kV !
3. STUDIUL DE CAZ PRACTIC DE MOTOR SINCRON ANALIZAT
Se prezintă alăturat, în figura 1, schema de principiu a unui sistem automat de
reglare a tensiunii SRAT aferent unui motor sincron cu demaraj asincron, în realizare
modernă, cu automat programabil; Motorul de bază avut în vedere M este de putere
relativ ridicată, 2 MW, la 6 kV, iar viteza de rotaţie sincronă este de 200 rot/min, restul
datelor nominale fiind consemnate direct pe figură, [comparativ, s-au analizat date
specifice rotorice aparţinând şi altor motoare sincrone mari la 6 kV fabricate de Reşiţa,
de 4,650 MW la 375 rot./min. (lent) şi respectiv 10,5 MW la 1000 rot./min.(cea mai
rapidă maşină sincronă din ţară implicată în realizarea unor centrale hidroelectrice -
echipând agregate de pompare importante)].
De remarcat că, începând din momentul pornirii, cele două regimuri de
funcţionare asincron – sincron, se succed în tandem: astfel, primul durează secunde
doar, dar este intens perturbator, iar al doilea în perioada sa de început a prinderii
sincrone, de asemenea poate deranja sensibil atât motorul cât şi reţeaua
electroenergetică de alimentare prin violente şocuri de putere activă P şi reactivă Q
(diminuând calitatea energiei electrice şi pentru toţi ceilalţi consumatori din zonă). Se
are în vedere trecerea optimizată de la un regim la altul - prin injecţia controlată a
excitaţiei în etapa asincronă stabilizată, bine motivată de următoarele două elemente,
astfel
• alunecarea de regim asincron, redusă < 5 % şi,
• decelarea precisă a momentului poziţiei favorabile al polilor rotorici alunecători
în raport cu cei ficşi statorici, oricum racordaţi prin întreruptorul de cuplare la
reţeaua de frecvenţă fixă 50 Hz.
Fără a schimba definiţiile de principiu ale teoriei maşinii, putem spune că releul
RCS selectează ciclic momentele favorabile relativ la poziţia polilor rotorici alunecători
şi că, în aceste momente, cele două armaturi rotor – stator sunt, prin câmpurile lor, în
sincronism – de unde şi denumirea sugestivă a respectivului dispozitiv, ca releu de
control sincronism (în figura alăturată este consemnat simplificat ca traductor
sincronism)
Prin comanda iniţiată de RCS se realizează cuplarea controlată a excitaţiei;
aşadar, operaţiunea de paralel propriu-zis (prinderea în sincronism) a motorului sincron,
are acum loc din interiorul maşinii, altfel decât în modul tradiţional, din exterior – prin
închiderea deja realizată a întreruptorului principal al maşinii - cu care eram obişnuiţi
până acum.
Armonizarea poziţiei spaţiale a câmpurilor magnetice învârtitoare are loc după
ce mecanic s-au realizat condiţiile de alunecare lentă, urmare a acţiunii cuplului electric
asincron accelerator, aici la studiul de caz - motor (urmare a cuplului mecanic al
turbinei, la studiul de caz al unui generator sincron).
6kV/110V
M3~
-Ex.
+Ex. Proiectat
COD DOCUMENTATIE
Faza: DE
Pl. E03DesenatAprobat
SCHEMA BLOC
3 x 6KV 50Hz
T1 80KVA 6kV/0,300kV
A
A a
a
0
0 0
0
P2
K
K
S1
k
P1
S2
k
P2
S1
l
S2
l
P1
L
L
300
A/5
A
200A
/5A
U V
X
YZ
W ISN= 192.5A PN= 2MW Motor 2,22MVA 6KV cos = 0,9
UexN= 169Vcc. IexN= 209Acc.
φ
RST
>
>
Selec tie MANUAL
01 02 03 04 05 06 07 08
C
A
B
C
D
E
F
G
VF1F2F3
F5
F4V1 V3 V5
V2 V4 V6
RD2 Ohm
RP2 Ohm
P1 250Acc
P2200 Vcc
CURENT MAXIMALSECUNDAR TRAFO EXCITATIE
A
Sh1
R3
B1(
0V)
Selec tie AUTOMAT
CRESTE
Selec tare PFSelec tare VAR
-110V Bat+110V Bat
T
N
3 X 380Vservicii aux.
1
1
1
2
2
2
BLOCADAPTARECURENTISTATORICI
BLOC ADAPTARECURENTI EXCITATIE
xa
XA T2
B2.
+24V
B1.
0V
BLOC ADAPTARE SI CONVERSIE ANALOG/NUMERICA A MARIMILORDE REACTIE
Uα
B3B4
H8
H1
Uα
R
S
AUTOMAT PROGRAMABIL
PLACAAPRINDERE TIRISTORI
PLA
CA
APR
IND
ER
E T
IRIS
TOR
I
B1(0V)
CA
CE
FT1.
1...F
T1.3
B1
B2
H2
H3
H4
H5
H6
H7
SCADE
Semnalizare MANUALSemnalizare AUTOMAT
Semnalizare EX. MINIMUMSemnalizare EX. MAXIMUMSemnalizare SupraexcitareSemnalizare Lipsa U/Is reactieSemnalizare AVARIESemnalizare ALARMA
H9
H10
PF ModeVAR Mode
B5
B6
}1 2
+
+
-
-
}
TRADUCTORSINCRONISM
CONTACTORSTATIC
RELEU PUNERELA PAMANTROTORICA
I
I
Fig. 1 - Schema bloc principială a unui SRAT modern aferent unei maşini sincrone în regim
de motor, cu lansare controlată de regim asincron, prevăzută cu dispozitivul RCS.
Decelarea momentelor ciclice ale poziţiei favorabile a polilor rotor / stator, nu
doar geometric, ci în mod necesar şi magnetic (se evită şi momentele nefavorabile de
sincronism geometric, în care poli de acelaşi nume s-ar afla ciclic faţă în faţă) este
extrasă prin procesare electronică de pe plăcuţa specializată a releului de control al
sincronismului RCS tocmai din informaţia de frecvenţă a curentului rotoric, indus de
stator prin efectul de transformator.
Acesta din urmă este cu atât mai pregnant pentru înfăşurarea de excitaţie cu cât
rezistenţa amortizorului este mai mare; pur şi simplu, curentul indus este refulat spre
excitaţie daca amortizorul este din ce în ce mai rezistiv sau pur şi simplu nu există, altfel
spus are rezistenţa infinită (acest lucru se întâmplă la maşinile de mică putere şi nu face
obiectul acţionărilor tipice întâlnite la staţiile de pompare de mare putere, focalizate în
această lucrare).
Această informaţie de atingere a pragului de frecvenţă scăzută a curentului
rotoric alternativ - favorabilă comenzii injectării excitaţiei - este prelevată din căderea
de tensiune de pe rezistorul de descărcare Ra, către finalul etapei asincrone, spre zona de
alunecare stabilizată şi redusă totodată, tipic la de 20 ori, adică spre 5 %.
4. REZULTATELE MODELĂRII MATEMATICE
Discuţie:
Familiile de curbe sunt trasate în următoarele ipoteze de studiu, încadrând cazurile de
interes practic, astfel:
• fără sau cu colivia amortizoare rotorică, (rD = ∞, sau finit, rD = 0,01...0,2 u.r.),
• pentru diferite valori ale rezistenţei rotorice, (re = 0,0008...0,8 u.r.),
• pentru diferite valori ale coeficientului rezistenţei totale rotorice raportate, α =
(re + ra )/ re = 4, 8, 12 u.r.
Se observă următoarele aspecte din trasarea acestor familii de caracteristici cu
ajutorul programului MATLAB.
Astfel, în figurile de mai jos, parametrul ce variază de fiecare dată este
coeficientul α = 4, 8, 12, iar rezistenţa de excitaţie este crescută progresiv de la o figură
la alta; de asemenea, se modifică rezistenţa circuitului amortizor, de la infinit la f. mică.
Fig. 1 - Curentul indus înfăşurării de excitaţie
funcţie de alunecare pentru valorile caracteristice
ale coeficientului α = 4, 8, 12; cazul familiei de
curbe,fără amortizor (rD = ∞).
Fig. 2 – Idem figura 1, cazul familiei de curbe,
cu amortizor (rD = 0,01...0,2 u.r.), grupele de familii
cu rezistenţa re = 0,0008 u.r.
Fig. 3 – Idem, grupele de familii cu rezistenţa
re = 0,008 u.r.
Fig. 4 - Idem, grupele de familii cu rezistenţa
re = 0,08 u.r.
1 - rezistenţa de descărcare ra marcată şi
prin coeficientul α, are următoarea
influenţă:
• creşte curentul de excitaţie ie indus,
la scăderea ra şi respectiv α,
2 - rezistenţa de amortizare
• c
reşterea curentului de excitaţie ie
indus este maximă la pornire (s=1), numai dacă amortizorul lipseşte (obligând
excitaţia ca pe unicul secundar să suporte efectul întregului câmp inductor) sau
dacă rezistenţa infaşurării de excitaţie tinde spre valorile coborâte ale
intervalului, re → 0,08...0,0008 u.r.,
3 - rezistenţa de excitaţie
• dacă rezistenţa infaşurării de excitaţie tinde spre valorile coborâte ale
intervalului, re → 0,008...0,0008 u.r.,
maximul curentului de excitaţie se deplasează de la s=1, spre alunecări mai
reduse care succed momentului iniţial de pornire, s=0,4 – 0,5→0,3 – 0,4;
acest aspect este interesant şi relevă comportarea maşinii riscantă din punctul
Fig. 5 – Idem, familia de curbe pentru re = 0,8 u.r.
de vedere analizat, nu doar la pornire, dar posibil şi în momentele ulterioare
demarajului asincron, funcţie de datele de catalog ale maşinii sincrone alese,
• riscul depăşirii tensiunii limită pe rezistorul de descărcare la inele este
proporţional cu creşterea curentului de excitaţie şi se manifestă de acord cu
observaţiile de mai sus,
• la creşterea substanţială a rezistenţei de excitaţie, figura 5, saltul modest al
curentului indus rotoric poate tolera alegerea unei rezistenţe de descărcare mai
reduse în diapazonul 5 – 10 u.r., oricum pericolul supratensionării fiind unul
îndepărtat în aceast caz.
4 – curentul de excitaţie
• în situaţiile analizate cu încadrare a realităţii mai frecvent întâlnite, curentul de
excitaţie nu întrece un salt mai mare de aproximativ 3 u.r.,
• acest salt de curent generează valoarea ridicată a tensiunii la inele pe rezistorul
de descărcare, dar, pentru valorile în gama analizată, nu se depăşeşte valoarea
tensiunii de încercare a izolaţiei înfşurării,
• acest salt de curent se produce în primele momente la pornire sau în momentele
ce succed pornirii, cu cât maşina este de putere mai mare şi deci cu cât rezistenţa
excitaţiei sale este mai mică,
• efectul de refulare a curentului spre excitaţie este mai pertinent la creşterea
rezistenţei amortizorului, însă maşini fără amortizor nu sunt practic de interes la
aplicaţiile hidroenergetice de mare putere - staţii de pompare cu parametri
ridicaţi care sunt şi subiectul prefereat aflat în atenţia lucrării de faţă.
5. Concluzii
a. Demarajul asincron al motorului sincron relevă şi aspecte mai puţin cunoscute /
clarificate de teoria standard a maşinii sincrone referitor la această perioadă a
lansării.
b. Este vorba de comportarea rotorului în acest regim, de foarte scurtă durată, dar
intens solicitant atât pe partea de maşină cât şi asupra reţelei şi, implicit, asupra
celorlalţi consumatori.
c. Aceste aspecte delicate au fost relevate de exploatarea staţiilor de pompare de
mare putere SPP care utilizează pe scară largă motorul sincron pentru
binecunoscutele sale avantaje.
d. În ultimul timp exploatarea modernă a SPP presupune tot mai mult utilizarea
unui echipament de automatizare pentru controlul prinderii de calitate în
sincronism şi care de asemenea este implicat indirect in procesul tranzitoriu
asincron deosebit de turbulent.
e. Implicarea se datorează căderii de tensiune la inelele rotorice unde temporar este
branşat rezistorul de descărcare, plasat in acest loc – iniţial - din motive de
limitarea supratensiunii rezultată prin efectul de transformator cu trei înfăşurări,
de către curentul alternativ indus în înfăşurarea de excitaţie (unul din cele două
secundare).
f. Ulterior, acest rezistor a cumulat şi funcţiunea de măsurare a frecvenţei de
alunecare, detectând poziţia favorabilă a polilor rotorici care, la momentul
respectiv de timp permite injecţia controlată a excitaţiei.
g. Prin blocul - releu de control al sincronismului RCS, se prelucrează
informaţia, din căderea de tensiune culeasă de pe rezistorul de descărcare; el este
implicit supus supratensiunii respective, la circulaţia curentului indus în rotor cu
sediul în înfăşurarea de excitaţie, închisă pe rezistorul de descărcare, la pornire.
h. Se stabilesc relaţiile dintre datele de catalog ale maşinii sincrone şi parametrii electrici ai schemei echivalente din axa longitudinală.
i. În lucrarea de faţă se stabileşte pentru prima data cu suficientă acurateţe expresia
curentului indus in rotor la demaraj asincron, discutând în raport cu parametrii
de interes - evoluţia temporală a acestui curent, în funcţie de alunecarea maşinii.
j. În lucrare se indică pentru prima dată în literatura de specialitate, familii de
curbe privind variaţia cu alunecarea a curentului indus rotoric - atenţia fiind
focalizată pe înfăşurarea de excitaţie;
k. Discuţia este făcută în legătură cu rezistenţa înfăşurării de excitaţie re, valoarea
rezistorului ra înserat la inelele colectoare discutată prin valoarea coeficientului
α = (re + ra )/re şi de asemenea cu rezistenţa coliviei de amortizare rD (care nu
lipseşte la motoarele sincrone de mare putere cu lansare de regim asincron din
domeniul comentat în această lucrare, al SPP)
6. BIBLIOGRAFIE
[1] Galan, N., Ghiţă, C., Cistelecan, I – Maşini electrice. EDP, 1980, 300 p. [2] Răduleţ, R., Opaski, M. – Proiectarea hidrogeneratoarelor şi motoarelor sincrone.Vol. I, ET Bucureşti, 1980, p.333 – 366. [3] Adkins B, Harley RG. Alternating Current Machines. Applications to Practical Problems. p.,Chapman & Hall, London, UK, 1979, 279 p. [4] Gheorghiu, I. S., Fransua, A. - Tratat de Maşini Electrice. Vol. IV: Maşina sincronă. EAR, Bucureşti, 1972, p.327 – 432. [5] Zărnescu, H. - Utilizarea optimală a motorului sincron în acţionări. ET Bucureşti, 1985, 200 p. [6] *** Biblioteca de programe MATLAB. [7] *** Motorul sincron - 4650 kW. Date de catalog ale firmei UCM Reşiţa, 1991. [8] *** Motorul sincron - 2 MW. Date de catalog ale firmei ELIN, Austria, 2004. [9] Guzun, B. D., Mucichescu, C., Chiracu, A. Automatizări în HidroEnergetică. ET Bucureşti, 1995, 272 p. [10] Guzun, B. D.,Gall, S.A., Darie, G., Olovinaru, D. Centrale, Staţii şi Reţele Electrice – CSRE. Elemente de bază. EAR, Bucureşti, 2005, 450 p. [11] Nedelcu, V. N. - Teoria conversiei electromecanice. ET Bucureşti, 1978, 290 p. [12] Kovacs, K.P. -Analiza regimurilor tranzitorii ale maşinilor electrice. ET Bucureşti,1980, 550 p.