sâmbătă , 15 decembrie 2018
roen

Art. 05 – Vol. 22 – Nr. 1 – 2012

SISTEM AUTOMAT CU MICROPROCESOR ŞI MOTOR SINCRON PENTRU REGLAREA FACTORULUI DE PUTERE LA CONSUMATOR

Ioan SĂVULESCU
IOANSAVULESCU52@YAHOO.COM
Universitatea Petrol Gaze Ploieşti

Octavian DINU
octavytza@yahoo.com
Universitatea Petrol Gaze Ploieşti

Petru JUNIE
pjunie2000@yahoo.com
Universitatea Politehnica Bucureşti

George CONDUR
george.condur@yahoo.com
Universitatea Politehnica Bucureşti

Cristian EREMIA
cristian_valentin2003@yahoo.com
Universitatea Politehnica Bucureşti

Rezumat: Pentru creşterea eficienţei economice a oricărei societăţi comerciale se impune ca necesară reducerea costurilor, inclusiv la utilităţi. Întrucât energia electrică este, poate, cea mai importantă dintre acestea, reducerea costurilor determinate de consumul de energie electrică trebuie să constituie o prioritate în acest sens. Una din modalităţile de realizare a acestui deziderat o constituie reducerea „consumului” de energie reactivă prin îmbunătăţirea factorului de putere la nivel de consumator. Sistemul automat cu microprocesor propus  este de fapt un sistem de reglare automată a factorului de putere la valoarea factorului de putere neutral, ce exploatează proprietatea motoarelor sincrone supraexcitate de a genera putere reactivă. Metoda propusă are eficienţă maximă în cazul consumatorilor care, pentru acţionarea unor maşini de lucru, utilizează motoare sincrone.

Cuvinte cheie: microprocesor, factor de putere, motor sincron, curent de excitaţie, putere reactivă, supraexcitare, diagramă fazorială.

Introducere

Sistemul propus se adresează consumatorilor industriali care au în dotare cel puţin o maşină de lucru acţionată de un motor sincron şi exploatează proprietatea motoarelor sincrone supraexcitate de a genera putere reactivă.

După cum se ştie factorul de putere (cosj) este un parametru electroenergetic foarte important, valoarea acestuia fiind o măsură a modului mai mult sau mai puţin raţional de utilizare a energiei electrice. Din cele două componente ale puterii aparente debitate de centralele electrice, numai puterea activă P poate fi transformată în alte forme de energie, puterea reactivă Q fluctuează cu frecvenţa de 100 Hz între sursă de consumator reducând capacitatea liniilor de transport şi distribuţie. Pentru maximizarea puterii active pentru anumite valori ale tensiunii U şi curentului I este necesară maximizarea factorului de putere cosj (deoarece P = UIcosj în c.a. monofazat, sau P = 3UIf cosj  în cazul circuitelor trifazate).

Vizualizează articolul complet

Întrucât majoritatea receptoarelor electrice industriale sunt sarcini inductive (transformatoare electrice, motoare electrice, cuptoare de încălzire prin inducţie etc.) este inevitabilă apariţia unui defazaj j al curentului în urma tensiunii. Valoarea acestui defazaj este determinată de valorile inductivităţilor sarcinilor şi de gradul de încărcare al acestora. Cu cât acest defazaj este mai mare cu atât valoarea factorului de putere cosj este mai mic, motiv pentru care problematica cunoaşterii cauzelor care determină lucrul cu un factor de putere redus precum şi metodele şi mijloacele (naturale şi artificiale) de îmbunătăţire a acestora trebuie bine cunoscute de către specialişti, care vor adopta măsuri în consecinţă.
De altfel, tocmai în scopul utilizării cât mai raţionale a energiei electrice, furnizorul de energie electrică impune consumatorului (prin contractul de furnizare a energiei electrice) lucrul cu un factor de putere mai mare sau egal cu factorul de putere neutral: cosn = 0,92. Acei consumatori care lucrează cu un cosj < cosn, sunt obligaţi să plătească şi „consumul” de energie reactivă, ceea ce conduce indirect la reducerea profiturilor societăţii şi la creşterea preţului produselor fabricate.

Concluzii

  • determinarea punctului de optim A (Ie optim , Imin) pentru o încărcare dată, se poate face experimental;
  • cu creşterea încărcării motorului, domeniul de supraexcitare se reduce, astfel că la încărcare nominală poate dispărea complet;
  • deoarece toate receptoarele trifazate sunt echilibrate iar cele monofazate sunt distribuite uniform pe cele trei faze, puterea activă, tensiunea şi curentul se pot măsura pe o singură fază;
  • modificarea curentului de excitaţie al motorului sincron se poate realiza prin modificarea tensiunii aplicate înfăşurării de excitaţie a motorului sincron Uex utilizând un redresor comandat;
  • prin realizarea factorului de putere neutral, consumatorul (societatea comercială) poate realiza economii considerabile, nemaifiind obligat de furnizor la plata energiei reactive.

Bibliografie

  1. Analog Devices,: Analog-Digital Conversion Handbook. U.S.A., Prentice-Hall, 1986.
  2. Analog Devices: Data acquisition components and Systems 1980, Analog Devices, Data Acquisition Data Book 1993, vol.1, 2.
  3. SĂVULESCU, I.: Maşini şi acţionări electrice. Editura U.P.G. Ploieşti, 2002.
  4. BODEA, M. şi colectiv: Aparate electronice pentru măsurare şi control. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 1985.
  5. BURR-BROWN: Integrated Circuits Data Book 1990, vol.33b.
  6. Texas Instruments: Data Acquisition Circuits 1998, SLADOO IA.
  7. Maxim, Integrated Circuits Data Book 1992, vol. 1. Matra MHS, 8 Bit Microcontrolers, Azimut 1995.
  8. BĂLĂ, C.: Maşini electrice. Teorie şi încercări. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982.
  9. DUMITRESCU, I.; SĂVULESCU, I.; DINU, O. ş.a.: Măsurări electronice. Editura AGIR Bucureşti, 2001.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.