MASINI DE CURENT CONTINUU

MASINI DE CURENT CONTINUU

Masinile de curent continuu au in regim permanent tensiunile la borne si curentul in circuitul exterior stationare. Dupa principiul de functionare si in consecinta dupa felul constructiei se deosebesc : masini de curent continuu cu collector (redresor mechanic ) si masini fara collector (unipolare).

Masinile de curent continuu cu collector au fost primele generatoare industriale de energie electromagnetica. Avantajele curentului al sinusoidal in transportul si distributia energiei electrice au restrans mult domeniul de folosi masinilor de curent continuu. Se mai folosesc totusi: generatoare de sudura, dinamuri pentru autovehicule si in electrochimie, generatoare amplificatoare, tahogeneratoare, motoare in actionari electrice si automatizari etc.

Motoarele de curent continuu cu collector concureaza inca cu success motoarele de curent alternative in tractiunea electrica (tramvaie, troleibuze , trenuri electrice, electoare.), in actionarile care necesita limite largi de reglaj turatiei si in unele automatizari. Realizarea surselor de tensiune continua modificabil cu ajutorul redresoarelor semiconductoare comandabile (tiristoare)a reactualizat utilizarea motoarelor de curent continuu in numeroase domenii ale actionarii electrice.

Masinile unipolare au o utilizare restransa in industria lectrochimica ca generatoare de tensiuni joase si curenti foarte mari.

Masina de curent continuu se compune dintr-un stator (inducator) si un rotor (Indus).

Statorul este format dintro carcasa de fonta sau de otel in careia sunt fixate polii (principali si auxiliari) cu bobinajele respective (inductoare)au fara bobinaje in cazul magnetilor permanenti.

In partile laterale ale casei sunt situate cele doua scuturi ce poarta lagarele.

Rotorul este confectionat din tole de otel electroehnic, fixate pe arbore, avand crestaturi periferice in care se afla laturile active ale bobinelor indusului.

Rotorul poseda un collector cilindric din lamele de cupru, isolate cu micanita montate in coadarandunica pe un butuc al arborelui. Capetele bobinelor ui sunt conectate la lamelele colectorului care fac contact , in timpul rotatiei, succesiv cu periile situate in portperii ce sunt fixate cu material izolant de stator. Periile, din carbine ,cupru, la bornele masinii.

Infasurarile indusului (rotor) de curent continuu alcatuiesc circuite inchise, simetrice, compuse din sectiuni de bobine cu laturile active situate in crestaturi . Sunt folosite mai ales infasurarile in doua straturi (u doua laturi active, apartinand la bobine diferite in aceeasi crestatura ) de tip buclat sau de tip ondulat.

In cazul infasurarilor buclate simple, numarul de cai de curent (ramificatii de la borne prin perii si lamele colectoare in sectiile infasurarii) este totdeauna egal cu numarul de poli, 2a = 2p.

La infasurarile buclate sau ondulate multiple, numarul de cai de curent poate fi diferit de numarul de poli. Infasurarea ondulata simpla are insa 2a = 2, oricare ar finumarul de poli.

Sectiile pot fi formate din mai multe spire dar se deseneaza, pentru simplificare, ca sic and ar avea o singura spira. Ele se conecteaza in serie (inceputul uneia cu sfarsitul celeilalte) si totodata se leaga si la cate o lamela a colectorului.

Periile colectorului sunt fixate in ,, axa neutra'' . Atunci ele scurticrcuiteaza, in timpul rotatiei colectorului , sectiile care au laturile in zona axei interpolare de simetrie magnetica (axa transversala fata de cea a polilor - longitudinala ). Inductia magnetica fiind nula in axa interpolara, tensiunea lectromotoare indusa prin miscare, in laturile acelor sectii este de asemenea nula rezultand o cumutatie (schimbarea sensului curentului in sectie la trecerea periei de la o lamella la alta ) imbunatatita.

Se observa ca in majoritatea cazurilor , axa geometrica de situare a periilor este cea a simetriei polilor (axa longitudinala), desi conventionala (in sensul precizat anterior) se spune ca periile sunt situate in axa neutra (axa transversala).

Pentru imbunatatiurea comutatiei la functionarea in sarcina, masinile de curent continuu mai poseda poli auxiliary situati intre polii inducatori prin cipali sau infasurari de compensatie a reactiei transversale a indusului (campul magnetic al curentului rotoric are directia axei transversale si modifica axa neutral geometrica , inrautatind comutatia).

Prin miscarea laturilor active ale bobinajului rotoric in campul magnetic inducator radial creat de curentul din infasurarea excitatie sunt induse in aceastea tensiuni electromotoare periodice, proportionale cu vitesza v , cu lungimea laturii l si cu inductia magnetica B, e = Blv.

Toate laturile active din zona unui pas polar au tensiunile lectromotoare in acelasi sens, dar cu valori diferite , proportionale cu valoarea inductiei magnetyice locale. Tensiunile electromotoare din laturile de ducere ale unei sectii au sensuri opuse fata de cele din laturile de intoarcere ale aceleiasi sectii deoarece se afla in zone polare cu inductii de sensuri diferite. Ele au insa acelasi sens de-a lungul circuitului sectiei. Datorita simetriei polilor, pentru determinarea expresiei tensiunii electromotoare indusa intr-o cale de curent alcatuita din mai multe sectii conectate prin cele doua lamele colectoare la o pereche de perii (fixate in axa neutral) intereseaza valoarea medie a tensiunii electromotoare din conductoarele situate in zona singur pol. Se poate folosi atunci in relatii fluxul magnetic al unui pol ce intervine in expresia inductiei magnetice medii a campului din intrefierul masinii.

Datorita colectorului si periilor (cu redresor mecanic), tensiunea electromotoare a masinii (masurata ca tensiune la borne la mersul in gol) este o marime practice constanta cand numarul de crestaturi este mare (pulsatia datorita comutatiei lamelelori fiind in acest caz neglijabila). Periile fiind fixe , situatia conducoarelor cai de curent conectata la perii de fata de campul magnetic se modifica cand periile comuta lamelele .