SISTEME ELECTROMECANICE – SURSE SI RECEPTORI DE PERTURBATII ELECTROMAGNETICE Structura unui sistem electromecanic Surse de perturbatii in sisteme electromecanice - generalitati CEM - CURS 8

STRUCTURA SISTEMELOR ELECTROMECANICE Surse si receptori de perturbatii BLOC DE ALIMENTARE CIRCUIT DE REGLARE, COMANDA SI CONTROL BLOC DE ACTIONARE BLOC CINEMATIC BLOC DE LUCRU BLOC DE UNGERE CEM - CURS 8

aici se executa operatiile pentru care este construit sistemul BLOCUL DE LUCRU este blocul principal aici se executa operatiile pentru care este construit sistemul aici apar solicitarile de baza determina puterea utila dezvolta cuplurile/fortele de sarcina utilizeaza in procesul de productie energia mecanica data de sistemul de antrenare sub parametrii transferati de organul de transmisie CEM - CURS 8

Transmisiile si mecanismele care alcatuiesc partea mecanica BLOCUL CINEMATIC CUPRINDE LANTURILE CINEMATICE SCHEMA CINEMATICA Transmisiile si mecanismele care alcatuiesc partea mecanica Lanturi principale Lanturi secundare Pentru miscari de rotatie Pentru miscari continue Pentru miscari rectilinii Pentru miscari intermitente CEM - CURS 8

ANGRENAJE CU ROTI DINTATE SISTEME DE TRANSMISIE RIGIDE ELASTICE ANGRENAJE CU ROTI DINTATE ANGRENAJE MELCATE CUPLAJE DIRECTE CUPLAJE ELECTROMAGNETICE TRANSMISII PRIN CURELE CEM - CURS 8

Schema bloc a unui sistem de acţionare electrică BLOCUL DE ACTIONARE este responsabil de a asigura puterea necesară dezvoltării mişcărilor principale, secundare şi auxiliare. Sistemele de acţionare folosite sunt: electrice pneumatice hidraulice hibride Sursă de alimentare CIRCUIT DE FORŢǍ CONVERTOR ELECTROMECANIC Schema bloc a unui sistem de acţionare electrică Element de execuţie CEM - CURS 8

MASINI ELECTRICE MASINI ELECTRICE CU PERII MASINI ELECTRICE FARA PERII Masini electrice de curent continuu cu perii Masini electrice de curent alternativ cu perii Masini electrice de curent continuu fara perii Masini electrice de curent alternativ fara perii CEM - CURS 8

BLOCUL DE REGLARE, COMANDA SI CONTROL Comandă şi/sau reglează un proces astfel încât să se obţină performanţele cerute de utilizator Elementele componente: sistemul de măsură, reprezentat de senzori şi traductoare care preiau din circuit mărimile supuse controlului (tensiuni, curenţi, temperaturi, presiuni, cupluri, etc) sistemul de comandă, prelucreaza si elaboreaza semnalului de comandă în conformitate cu tehnica de reglare şi control implementată în sistem. poate fi reprezentat de: o simplă bobină a unui contactor un controler analogic sau digital un microprocesor automat programabil un calculator de proces CEM - CURS 8

TIPURI DE PERTURBATII IN SISTEME ELECTROMECANICE Probleme ce apar in sistemele electromecanice: gradul de poluare a mediului electromagnetic, indus de sistemele electromecanice; compatibilitatea electromagneticǎ între structura convertoarelor electromecanice şi circuitele electronice de alimentare, mǎsurǎ şi control; metoda de control aplicatǎ ca mijloc de reducere a perturbaţiilor electromagnetice. CEM - CURS 8

Armonici şi fluctuaţii de tensiune Echipamentele 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 Componentele spectrale: armonici, componente ale unui semnal având frecvenţa egală cu multiplu întreg al fundamentalei interarmonici, componente ale unui semnal având frecvenţa egală cu multiplu neîntreg al fundamentalei subarmonici, interarmonici cu frecvenţa mai mică decât a fundamentalei CEM - CURS 8

sisteme de acţionare cu motoare de c.c. Surse de armonici sisteme de acţionare cu motoare de c.c. acţionǎri reglabile de c.a. redresoarele de putere din staţiile de transformare transformatoarele şi maşinile electrice CEM - CURS 8

50 Hz frecventa fundamentalei 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

fn REPREZENTAREA UNEI ARMONICI: Tn An t An(t) In domeniul timp A An In domeniul frecventa CEM - CURS 8

PARAMETRII ARMONICII DE ORDIN n: Amplitudinea teoretica Frecventa : Amplitudinea fundamentalei Frecventa fundamentalei Observatie. Amplitudinea armonicii de curent depinde de impedanta circuitului CEM - CURS 8

Fundamentala si armonica de ordinul 3 u(t) t Utilizand dezvoltarea in serie Fourier u1(t) t u3(t) T1 Semnalul periodic T3 Fundamentala si armonica de ordinul 3 CEM - CURS 8

Un prim criteriu (natura marimii) CLASIFICARE Un prim criteriu (natura marimii) Un alt criteriu Armonici de curent Armonici de tensiune Armonici de timp Armonici de spatiu CEM - CURS 8

DE UNDE VIN ARMONICILE DE CURENT/ u(t) t Sarcina liniara: i(t) u(t) Sarcina neliniara: t i(t) CONCLUZIE: Armonicile de curent sunt rezultatul prezentei sarcinilor neliniare in retea. CEM - CURS 8

PCC DE UNDE VIN ARMONICILE DE TENSIUNE? e Zs Δu i=i1+i2+i3 i i1 i2 i3 Δu va contine armonici Δu i=i1+i2+i3 i PCC Sarcina l iniara 1 i1 Sarcina liniara 2 i2 Sarcina neliniara i3 Curentul i3 contine armonici Curentii i1 si i2 vor contine armonici CEM - CURS 8

! ! DE CE ARMONICILE SUNT INTERESANTE? Armonicile provoaca perturbatii in retea si functionari proaste ale 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

reducerea factorului de putere Efecte negative: reducerea factorului de putere Produc suprasolicitări dielectrice şi termice ale condensatoarelor şi motoarelor funcţionǎri 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 perturbarea instalaţiilor de telecomandǎ şi a instalaţiilor de semnalizare la distanţǎ În 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-ochi-creier CEM - CURS 8

TRATAREA ARMONICILOR u(t) Û û1 Û1 t  1 T (a) (b) Reprezentarea unei mărimi perturbatoare sinusoidale în domeniul timp (a) şi în domeniul frecvenţă (b). CEM - CURS 8

Reprezentarea unui semnal u(t) sub forma de serii Fourier: CEM - CURS 8

Û(fn) Û1 u(t) u1(t) u3(t) Û3 fn=nf1 t f1 f3 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

Supratensiuni tranzitorii si căderi bruşte de tensiune Surse: Comutarea sarcinilor capacitive Comutarea inductivităţilor cea mai des întâlnitǎ sursǎ de perturbaţii tranzitorii din instalaţiile industriale de forţǎ şi de comandǎ Exemple de inductivităţi: înfăşurări de relee şi contactoare la locul de interfaţare dintre circuitele de comandă şi cele de execuţie ale unui proces înfăşurările dispozitivelor de acţionare însăşi (acţionarea electromagnetică a unui ventil, de exemplu) înfăşurările maşinilor electrice CEM - CURS 8

Mecanismul de aparitie a perturbatiei: Aparitia unei variatii de curent Inducerea unei tensiuni de autoinductie Deschiderea circuitului Mentinerea arcului intre cele doua contacte In circuitele de c.c. arcul se stinge numai cand contactele s-au departat destul de mult In circuitele de c.a. arcul se stinge putin inainte de trecerea prin zero 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

Vibratii ale contactelor Conectarea circuitului Odata cu apropierea contactelor se produc preamorsari in intervalul de gaz Vibratii ale contactelor Conectarea circuitului 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

Capacitatea parazita a bobinei Supratensiunea maxima de deconectare = CP L Capacitatea parazita a bobinei CEM - CURS 8

Metode de antiparazitare: In curent continuu: Diode Varistoare Grupuri RC In curent alternativ CEM - CURS 8

Antiparazitarea utilizand diode - L + Limitarea timpilor de scadere a curentului Pentru tensiunea de autoinductie dioda este conectata in sensul de conductie si reprezinta un scurtcircuit aproape perfect CEM - CURS 8

Antiparazitarea utilizand varistoare Se utilizeaza pentru echipamente care necesita supratensiuni minime si timpi de deconectare redusi - + L CEM - CURS 8

Antiparazitarea utilizand grupuri RC Se utilizeaza pentru echipamente care necesita supratensiuni minime si timpi de deconectare redusi 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 L + - / ~ Grup RC pe contact L + - / ~ CEM - CURS 8

ZS ZR UMN ~ UMC ~ Buclele de pamantare Sunt generatoare de perturbatii conductive Apar datorita legarii carcaselor echipamentelor electrice in functiune ZS ZR UMN ~ UMC ~ CEM - CURS 8

ZS ZR UMN ~ ZP=1/jCP ZL=jL UMC Intreruperea unei bucle de pământare prin punerea la pământ intr-un singur punct. CEM - CURS 8