SISTEME ELECTROMECANICE SURSE SI RECEPTORI DE PERTURBATII ELECTROMAGNETICE
SISTEME ELECTROMECANICE – SURSE SI RECEPTORI DE PERTURBATII ELECTROMAGNETICE 1. Structura unui sistem electromecanic Surse de perturbatii in sisteme electromecanice - generalitati CEM - CURS 8 1
STRUCTURA SISTEMELOR ELECTROMECANICE Surse si receptori de perturbatii BLOC DE ALIMENTARE BLOC DE ACTIONARE BLOC CINEMATIC BLOC DE UNGERE CIRCUIT DE REGLARE, COMANDA SI CONTROL BLOC DE LUCRU CEM - CURS 8 2
q. BLOCUL DE LUCRU Øeste blocul principal Øaici se executa operatiile pentru care este construit sistemul Øaici apar solicitarile de baza Ødetermina puterea utila Ødezvolta cuplurile/fortele de sarcina Øutilizeaza in procesul de productie energia mecanica data de sistemul de antrenare sub parametrii transferati de organul de transmisie CEM - CURS 8 3
q. BLOCUL CINEMATIC SCHEMA CINEMATICA CUPRINDE LANTURILE CINEMATICE Transmisiile si mecanismele care alcatuiesc partea mecanica Lanturi principale Lanturi secundare Pentru miscari de rotatie Pentru miscari rectilinii Pentru miscari continue Pentru miscari intermitente CEM - CURS 8 4
SISTEME DE TRANSMISIE RIGIDE ANGRENAJE CU ROTI DINTATE ELASTICE CUPLAJE DIRECTE CUPLAJE TRANSMISII ELECTROMAGNETICE PRIN CURELE ANGRENAJE MELCATE CEM - CURS 8 5
q. BLOCUL DE ACTIONARE Øeste responsabil de a asigura puterea necesară dezvoltării mişcărilor principale, secundare şi auxiliare. ØSistemele de acţionare folosite sunt: velectrice vpneumatice vhidraulice vhibride Sursă de alimentare CIRCUIT DE FORŢǍ CONVERTOR ELECTROMECANIC Element de execuţie Schema bloc a unui sistem de acţionare electrică CEM - CURS 8 6
MASINI ELECTRICE CU PERII Masini electrice de curent continuu cu perii MASINI ELECTRICE FARA PERII Masini electrice de curent alternativ cu perii Masini electrice de curent continuu fara perii CEM - CURS 8 Masini electrice de curent alternativ fara perii 7
q. BLOCUL DE REGLARE, COMANDA SI CONTROL ØComandă şi/sau reglează un proces astfel încât să se obţină performanţele cerute de utilizator ØElementele componente: vsistemul de măsură, reprezentat de senzori şi traductoare care preiau din circuit mărimile supuse controlului (tensiuni, curenţi, temperaturi, presiuni, cupluri, etc) vsistemul de comandă, prelucreaza si elaboreaza semnalului de comandă în conformitate cu tehnica de reglare şi control implementată în sistem. Øpoate fi reprezentat de: vo simplă bobină a unui contactor vun controler analogic sau digital vun microprocesor vautomat programabil vun calculator de proces CEM - CURS 8 8
TIPURI DE PERTURBATII IN SISTEME ELECTROMECANICE ØProbleme ce apar in sistemele electromecanice: vgradul de poluare a mediului electromagnetic, indus de sistemele electromecanice; vcompatibilitatea electromagneticǎ între structura convertoarelor electromecanice şi circuitele electronice de alimentare, mǎsurǎ şi control; vmetoda de control aplicatǎ ca mijloc de reducere a perturbaţiilor electromagnetice. CEM - CURS 8 9
q. Armonici şi fluctuaţii de tensiune ØEchipamentele electrice având caracteristica tensiune-curent neliniarǎ sau variabilǎ (sarcini neliniare) în timp determinǎ apariţia unor efecte perturbatoare în reţelele de joasǎ tensiune sub forma de componente spectrale şi fluctuaţii de tensiune ØComponentele spectrale: varmonici, componente ale unui semnal având frecvenţa egală cu multiplu întreg al fundamentalei vinterarmonici, componente ale unui semnal având frecvenţa egală cu multiplu neîntreg al fundamentalei vsubarmonici, interarmonici cu frecvenţa mai mică decât a fundamentalei CEM - CURS 8 10
ØSurse de armonici vsisteme de acţionare cu motoare de c. c. vacţionǎri reglabile de c. a. vredresoarele de putere din staţiile de transformare vtransformatoarele şi maşinile electrice CEM - CURS 8 11
DEFINITIE: - O componenta sinusoidala a unui semnal periodic avand frecventa egala cu multiplu intreg sau nu al fundamentalei. 50 Hz frecventa fundamentalei 250 Hz frecventa armonicii de ordin 5 350 Hz frecventa armonicii de prdin 7 CEM - CURS 8 12
REPREZENTAREA UNEI ARMONICI: An(t) An In domeniul timp t Tn A An In domeniul frecventa f fn CEM - CURS 8 13
PARAMETRII ARMONICII DE ORDIN n: Amplitudinea fundamentalei ØAmplitudinea teoretica Observatie. Amplitudinea armonicii de curent depinde de impedanta circuitului ØFrecventa : Frecventa fundamentalei CEM - CURS 8 14
u(t) Utilizand dezvoltarea in serie Fourier t u 1(t) u 3(t) T Semnalul periodic t T 3 T 1 Fundamentala si armonica de ordinul 3 CEM - CURS 8 15
CLASIFICARE Un prim criteriu (natura marimii) Armonici de curent Un alt criteriu Armonici de tensiune Armonici de timp CEM - CURS 8 Armonici de spatiu 16
DE UNDE VIN ARMONICILE DE CURENT/ u(t) ØSarcina liniara: i(t) t u(t) ØSarcina neliniara: i(t) t CONCLUZIE: Armonicile de curent sunt rezultatul prezentei sarcinilor neliniare in retea. CEM - CURS 8 17
DE UNDE VIN ARMONICILE DE TENSIUNE? e Δu va contine armonici Δu Zs i i 2 i 1 Sarcina l iniara 1 Sarcina liniara 2 i 3 Sarcina neliniara PCC i=i 1+i 2+i 3 Curentul i 3 contine armonici Curentii i 1 si i 2 vor contine armonici CEM - CURS 8 18
DE CE ARMONICILE SUNT INTERESANTE? ! Armonicile provoaca perturbatii in retea si functionari proaste altor echipamente electrice, electronice si informatice. Se pot dezvolta masuri de reducere a armonicilor ! Armonicile pot da informatii asupra starii de functionalitate a unui sistem Se pot dezvolta sisteme de diagnoza CEM - CURS 8 19
ØEfecte negative: vreducerea factorului de putere v. Produc suprasolicitări dielectrice şi termice ale condensatoarelor şi motoarelor vfuncţionǎri false ale instalaţiilor de măsurare, comandǎ şi reglare, precum şi ale instalaţiilor de prelucrare a datelor, regulatoarelor electronice de iluminare, sistemelor de conducere a proceselor industriale vperturbarea instalaţiilor de telecomandǎ şi a instalaţiilor de semnalizare la distanţǎ vÎn cazul fluctuaţiilor de tensiune, poate fi afectatǎ şi fiinţa umanǎ, deoarece fluctuaţiile luminozităţii instalaţiilor de iluminat provoacă, în anumite condiţii, reacţii fiziologice intolerabile în lanţul lampǎ-ochicreier CEM - CURS 8 20
TRATAREA ARMONICILOR u(t) Û û 1 Û 1 t 1 T (b) (a) Reprezentarea unei mărimi perturbatoare sinusoidale în domeniul timp (a) şi în domeniul frecvenţă (b). CEM - CURS 8 21
Reprezentarea unui semnal u(t) sub forma de serii Fourier: CEM - CURS 8 22
Û(fn) u(t) Û 1 u 1(t) Û 3 u 3(t) fn=nf 1 t f 3 f 1 T (a) (b) Reprezentarea unei funcţii periodice nesinusoidale ca o suma de tensiuni sinusoidale în domeniul timp (a) şi în domeniul frecvenţă (b). CEM - CURS 8 23
q. Supratensiuni tranzitorii si căderi bruşte de tensiune ØSurse: v. Comutarea sarcinilor capacitive v. Comutarea inductivităţilor ücea mai des întâlnitǎ sursǎ de perturbaţii tranzitorii din instalaţiile industriale de forţǎ şi de comandǎ üExemple de inductivităţi: o înfăşurări de relee şi contactoare la locul de interfaţare dintre circuitele de comandă şi cele de execuţie ale unui proces oînfăşurările dispozitivelor de acţionare însăşi (acţionarea electromagnetică a unui ventil, de exemplu) oînfăşurările maşinilor electrice CEM - CURS 8 24
üMecanismul de aparitie a perturbatiei: Deschiderea circuitului Aparitia unei variatii de curent Inducerea unei tensiuni de autoinductie Mentinerea arcului intre cele doua contacte In circuitele de c. a. arcul se stinge putin inainte de trecerea prin zero In circuitele de c. c. arcul se stinge numai cand contactele s-au departat destul de mult Interferenta cea mai importanta se obtine in momentul taierii curentului, cand stingerea arcului, respectiv refacerea rapida a rigiditatii dielectrice a intervalului dintre contacte, forteaza curentul sa tinda catre zero cu o panta mare. CEM - CURS 8 25
Conectarea circuitului Odata cu apropierea contactelor se produc preamorsari in intervalul de gaz Vibratii ale contactelor Aparitia unei variatii de curent Fenomene repetitive Inducerea unei tensiuni de autoinductie Mentinerea arcului intre cele doua contacte Genereaza salve de impulsuri CEM - CURS 8 26
Supratensiunea maxima de deconectare CP L = Capacitatea parazita a bobinei CEM - CURS 8 27
üMetode de antiparazitare: o. In curent continuu: §Diode §Varistoare §Grupuri RC o. In curent alternativ §Varistoare §Grupuri RC CEM - CURS 8 28
Antiparazitarea utilizand diode Limitarea timpilor de scadere a curentului + + L L - - Pentru tensiunea de autoinductie dioda este conectata in sensul de conductie si reprezinta un scurtcircuit aproape perfect CEM - CURS 8 29
Antiparazitarea utilizand varistoare v. Se utilizeaza pentru echipamente care necesita supratensiuni minime si timpi de deconectare redusi + L - CEM - CURS 8 30
Antiparazitarea utilizand grupuri RC v. Se utilizeaza pentru echipamente care necesita supratensiuni minime si timpi de deconectare redusi v. Se dimensioneaza astfel incat condensatorul de stingere, incarcat la tensiunea de lucru, sa se descarce la deconectare prin infasurare in regim periodic critic. Grup RC pe infasurare Grup RC pe contact ++ / ~ L - ++ / - ~ CEM - CURS 8 L 31
q. Buclele de pamantare ØSunt generatoare de perturbatii conductive ØApar datorita legarii carcaselor echipamentelor electrice in functiune ZS ZR ~ UMN UMC ~ CEM - CURS 8 32
ZS ~ ZL=j L ~ ZR UMN ZP=1/j CP UMC Intreruperea unei bucle de pământare prin punerea la pământ intr-un singur punct. CEM - CURS 8 33
- Slides: 33