Calculul condesatorului motorului asincron monofazat

Înfășurarea statorului unui motor asincron monofazat ocupă aproximativ 2/3 din cercumferință, din acest motiv puterea sa este cu 1/3 mai mică decăt puterea unui motor trifazat de aceleașigabarite. Curentul care trece prin înfășurarea statorică creează un câmp magnetic pulsatoriu, ce poate fi reprezentată ca două câmpuri care se rotesc în direcții opuse. Un câmp care se rotește în direcția rotorului se numește câmpul directe și al doilea - invers. Ei acționează asupra rotorului și creaează momentele (Md, și Mi). Datorită direcțiilor de rotație a acestor câmpuri mașina electrică singură nu poate porni, deoarece rotorul este stopat, adică S = 1, iar momentul de pornire Mp este egal cu zero (a se vedea figura 1). Cu toate acestea, în cazul în care rotorului i se conferă o mișcare, atunci momentul direct și invers nu sunt egale, iar motorul va continua să funcționeze în acea direcție în care curentul va trece prin înfășurarea care va oferi efectul de demagnetizare.

 

Figura 1 - Dependența proprietăților mecanice alemomentului direct și invers

Pentru a creea cuplul de pornire este utilizată  bobina de pornire a statorului, care în raport cu bobina de funcționare este deplasată cu 90 de grade electrice. Pentru a îndeplini o pornire sunt utilizate elemente care fac deplasarea fazei a bobinei de pornire. Acestă bobina funcționează în general primele 3 secunde, iar apoi este deconectată manual sau automat. Din acest motiv, este facut din sarma de secțiune transversală mai mică și cu un număr mai mic de spire în comparație cu bobina de lucru. Pentru a porni motorul monofazat avem nevoie de un rezistor sau un condesator.

 

 

 Figura 2 Schema de conectare a motorului asincron monofazat

 

De asemenea este motor bifazat. Prezența condensatorului îmbunătățește performanțele motorului. În acest tip de motor sunt  două bobine de lucru identice, în circuitul unei dintre ele este introdus  un condensator care creeaxă un defazaj de 90 de grade și creează un câmp magnetic circular.

Calculul condesatorului este realizat după formulade mai jos

 unde: 

I-curentul ce trece prin bobina statorului

sinφ1-defazajul între tensiune și curent fără condesator

f- frecvența în rețea

U-tensiunea în rețea

n-coeficientul de transformare

k_об1, k_об2 -coeficentul de bobinare

 W1,W2- numarul de spire

Avantajele și dezavantajele motoarelor de condensatoare
Dezavantaje față de motorul trifazat:
- Putere mică;
- Se mărește alunecare în regim nominal de lucru;
- Viteza de rotație a arborelui la ralanti este mai joasă;
- Cuplul de pornire este scăzut;
- Curentul de pornire este mare.

Avantaje:
- Are o sigurență de exploatare mare;
- Nu este nevoie de alimentare cu trei faze.

Principiul de calcul al puterii active (P), reactive (Q) şi aparentă (S)

Am să vă prezint în cele ce urmează un articol despre: puterea activă (P), reactivă (Q) şi aparentă (S). De fapt în acest articol voi încerca să explic principiul de baza pentru calculul acestor puteri. După cum ştiţi curentul electric alternativ şi tensiunea alternativă, în cazul ideal trec prin valoarea “0″ simultan, dar practic nu e aşa. Bobinele şi condensatorii din circuit influenţează acest lucru aducând o întârziere între curent şi tensiune.
Dacă avem o sursa de tensiune V, un curent i si o sarcina pur rezistiva R, deci avem un circuit pur rezistiv.

Forma de undă a tensiunii si curentului in timp :

După cum se poate vedea forma de undă a curentului şi a tensiunii trece prin valoarea zero simultan, deci pentru un circuit pur rezistiv “φ” reprezintă defazajul dintre curent şi tensiune, în acest caz φ este 0° , deci cos φ = 1 şi sin φ = 0 . Deci factorul de putere este egal cu cosinusul unghiului de defazaj dintre tensiune si curent, putând varia în intervalul (0 , 1).

Forma de undă a puterii pentru un circuit pur rezistiva va fi:

Inlocuind sarcina rezistiva cu o sarcina inductiva vom avea un circuit pur inductiv:

Forma de undă a tensiunii şi curentului in timp va fi :

Forma de unda a curentului si a tensiunii trece prin valoarea zero defazat cu un unghi φ de 90° , deci cos φ = 0 şi sin φ = 1 .

Forma de unda a puterii pentru un circuit pur inductiv va fi:

Înlocuind sarcina inductivă cu o sarcină capacitivă vom avea un circuit pur capacitiv:

Forma de undă a tensiunii şi curentului în timp va fi :

Forma de undă a curentului şi a tensiunii trec prin valoarea zero defazat cu un unghi φ de 90° , deci cos φ = 0 şi sin φ = 1 .

Forma de undă a puterii pentru un circuit pur inductiv va fi:

În cazul în care avem o sarcina R-L

φ devine o variabila si atunci puterea creste invers proporţional cu sarcina rezistiva.

P – puterea activa sau putere reala [W- wati]
Q – puterea reactiva [VAR- volt amper reactiv]
S – puterea aparenta [VA- volt amper]
u – tensiunea [V-volti]
i- curentul [A-amperi]
φ- unghiul de defazaj dintre curent si tensiune.
Teorie:

Se consideră că tensiunea şi curentul sunt mărimi sinusoidale, descrise de expresiile:

Se defineşte ca fiind puterea instantanee, p(t), produsul valorilor instantanee ale tensiunii şi curentului:

Unitatea de măsură a puterii instantanee este watt [W].
Presupunând că mărimile sunt alternative sinusoidale, între valorile maxime şi efective există relaţiile:

Puterea instantanee se poate scrie sub forma:

în care se observă importanţa valorilor efective ale mărimilor alternative, pentru exprimarea puterii transmise în regim sinusoidal. Pe baza relaţiei de mai sus, se poate afirma că puterea instantanee este reprezentată de o componentă sinusoidală, de amplitudine

care oscilează cu o pulsaţie dublă faţă de pulsaţiile tensiunii şi curentului,

, în jurul unei valori medii egale cu

Se defineşte puterea activă sau puterea reală, P, ca fiind valoarea medie a puterii instantanee, pe o perioadă, sau pe un număr întreg de perioade:

Unitatea de măsură a puterii active este watt [W].

-defazajul dintre curent si tensiune.