Procese tranzitorii in masinile electrice rotative clasice. Vol.II

Procese tranzitorii in masinile electrice rotative clasice. Vol. II. Procese tranzitorii in masina de inductie (asincrona) trifazata. Procese tranzitorii in masina sincrona trifazata

Volumul intai al acestei lucrari, publicat in anul 2022, a fost distins cu Premiul „Constantin Budeanu” al Academiei Romane, in cadrul Sectiei de Stiinte Tehnice

Vol.I este disponibil aici https://www.agir.ro/carte/procese-tranzitorii-in-masinile-electrice-rotative-clasice-voli-123985.html

MOTTO

”Space phasors are very helpful to understand the physical background of transient processes in classical three-phase alternating-current electric machines, and to derive the basic equations for their dynamic behaviour. This is the important reason for using space phasors in teaching electric machines to electrical engineering students.”

(D. Naunin – ”The calculation of the dynamic behaviour of electric machines by space phasors”)

PREFATA

Progresele realizate in ultimele decenii in domeniul electronicii de putere si reglajului automat au modificat considerabil conditiile de operare si utilizare ale convertoarelor electromecanice de energie si de semnal in sistemele industriale de actionare electrica si de producere a energiei electrice. Ca urmare, in functionarea actuala a convertoarelor electromecanice intervin in mod organic regimuri variabile in timp cu durata redusa (tranzitorii).

Lucrarea de fata, avand vocatia unei monografii de uz universitar, este consacrata studiului analitic unitar, coerent si comprehensiv al proceselor tranzitorii electromagnetice si electromecanice, de interes practic ingineresc, din masinile electrice rotative clasice – reprezentate de masina de curent continuu cu colector (comutator electromecanic) si masinile de curent alternativ trifazat, de inductie (asincrona) si sincrona.

Structura de continut si forma de prezentare ale lucrarii reflecta experienta autorului in activitatile didactice si de cercetare stiintifica desfasurate cu studentii si doctoranzii Facultatii de Inginerie Electrica din cadrul Universitatii Tehnice din Cluj-Napoca, precum si discutiile metodice asupra cursului secund de „Masini electrice” din curriculum-ul universitar de inginerie electrica, purtate de autor – intr-un forum exigent al schimbului academic de idei – cu colegi de la departamentele de profil ale Universitatii Politehnica Timisoara, Universitatii din Craiova, Helsinki University of Technology (actualmente Aalto University), Finlanda, Technische Universitat Darmstadt, Germania, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Elvetia, Ecole Centrale de Lille, Franta.

Al doilea volum al lucrarii este dedicat studiului analitic al proceselor tranzitorii electromagnetice si electromecanice din masinile electrice rotative trifazate, de inductie (asincrona) si sincrona – efectuat prin utilizarea modelului matematic al ecuatiilor diferentiale complexe liniare in fazori spatiali reprezentativi si a transformarii Laplace asociate.

Prin scop si motivatie, lucrarea se adreseaza cu prioritate studentilor din ciclurile universitare de licenta si de masterat in inginerie electrica si energetica, posesori de cunostinte temeinice de mecanica solidului rigid, bazele electrotehnicii, teoria masinilor electrice in regimuri permanente de functionare, electronica de putere, teoria sistemelor si reglaj automat.

Lucrarea poate fi utila si inginerilor din domeniul proiectarii, constructiei si exploatarii sistemelor industriale destinate producerii si conversiei energiei electrice.

Cluj-Napoca
ianuarie 2026
Mircea M. RADULESCU

CUPRINS

1. Procese tranzitorii in masina de inductie (asincrona) trifazata 1
1.1. Modelarea masinii de inductie (asincrone) trifazate pentru analiza comportarii sale in timpul proceselor tranzitorii 6
1.2. Modelul dinamic in fazori spatiali reprezentativi al masinii de inductie (asincrone) trifazate 10
1.3. Procese tranzitorii electromagnetice in motorul de inductie (asincron) trifazat functionand in regim electromecanic permanent constant 47
1.3.1. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de conectarea brusca la reteaua electrica trifazata de alimentare a circuitului electric al infasurarii statorice a motorului de inductie (asincron) trifazat cu rotorul imobil, respectiv, in miscare cu viteza unghiulara de rotatie constanta in timp 48
1.3.2. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de deconectarea brusca de la reteaua electrica trifazata de alimentare a circuitului electric al infasurarii statorice a motorului de inductie (asincron) trifazat cu rotorul in miscare cu viteza unghiulara de rotatie constanta in timp 99
1.3.3. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de reconectarea rapida la reteaua electrica trifazata de alimentare – dupa deconectarea brusca de la aceeasi retea – a circuitului electric al infasurarii statorice a motorului de inductie (asincron) trifazat, aflat in miscare de rotatie uniforma 114
1.3.4. Procesul tranzitoriu electromagnetic datorat trecerii bruste de la conexiunea in stea a infasurarii statorice trifazate la conexiunea in triunghi, in timpul pornirii motorului de inductie (asincron) trifazat 140
1.3.5. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de scurtcircuitul brusc trifazat la bornele infasurarii statorice a motorului de inductie (asincron) trifazat, aflat in miscare uniforma de rotatie 162
1.4. Procese tranzitorii electromecanice in motorul de inductie (asincron) trifazat 182
1.4.1. Procesul tranzitoriu electromecanic provocat de variatia brusca (in treapta) a amplitudinii sistemului trifazat simetric de tensiuni electrice de alimentare a infasurarilor statorice de faza ale motorului de inductie (asincron) trifazat – aflat, initial, intr-un regim electromagnetic Permanent armonic si electromecanic permanent constant de functionare 189
1.4.2. Procesul tranzitoriu electromecanic provocat de variatia brusca (in treapta) a frecventei sistemului trifazat simetric de tensiuni electrice de alimentare a infasurarilor statorice de faza ale motorului de inductie (asincron) trifazat – aflat, initial, intr-un regim electromagnetic permanent armonic si electromecanic permanent constant de functionare 198
1.4.3. Procesul tranzitoriu electromecanic provocat de aplicarea brusca a sarcinii mecanice la arborele motorului de inductie (asincron) trifazat – aflat, initial, intr-un regim permanent (electromagnetic armonic si electromecanic constant) de mers in gol 205
1.4.4. Procesul tranzitoriu electromecanic provocat de variatia brusca (in treapta) a frecventei sistemului trifazat simetric al intensitatilor curentilor electrici de faza statorici ai motorului de inductie (asincron) trifazat – aflat, initial, intr-un regim permanent (electromagnetic armonic si electromecanic constant) de functionare cu fluxul magnetic rotoric controlat 214
Anexa A1.1. Determinarea experimentala a parametrilor electromagnetici ai modelului dinamic liniar al motorului de inductie (asincron) trifazat pe baza probei de raspuns tranzitoriu la semnal treapta de tensiune continua 228
Bibliografie selectiva 238

2. Procese tranzitorii in masina sincrona trifazata 241
2.1. Modelul dinamic in fazori spatiali reprezentativi al masinii sincrone trifazate 247
2.2. Procese tranzitorii electromagnetice in alternatorul sincron trifazat functionand in regim electromecanic permanent constant 274
2.2.1. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de conectarea brusca a unei surse de tensiune continua la bornele circuitului electric al infasurarii rotorice de excitatie a alternatorului sincron trifazat -aflat in miscare de rotatie uniforma 283
2.2.2. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de scurtcircuitul brusc trifazat simetric la bornele circuitului electric al infasurarii induse statorice a alternatorului sincron trifazat – aflat, initial, in regim permanent de functionare in sarcina electrica si in miscare de rotatie uniforma 296
2.2.3. Procesul tranzitoriu electromagnetic provocat de deschiderea brusca si simultana a circuitelor electrice de faza statorice ale alternatorului sincron trifazat – aflat in regim permanent de scurtcircuit trifazat simetric la bornele infasurarii induse statorice si in miscare de rotatie uniforma 349
2.3. Procese tranzitorii electromecanice in alternatorul sincron trifazat 366
2.3.1. Procesul tranzitoriu electromecanic provocat de variatia brusca (in treapta) a momentului cuplului rezultant de forte mecanice active la arborele alternatorului sincron trifazat – conectat la reteaua electroenergetica de putere infinita si aflat, initial, in regim permanent sincron de functionare 372
Anexa A2.1. Determinarea experimentala a parametrilor modelului dinamic Park al alternatorului sincron trifazat pe baza probei de raspuns tranzitoriu la semnal treapta de tensiune continua la bornele infasurarii statorice 392
Bibliografie selectiva 400