T.e.m. in masinile de c.c. Ecuatia de echilibru a t.e.m. si caderilor de tensiune

T.e.m. in masinile de c.c. Ecuatia de echilibru a t.e.m. si caderilor de tensiune

In timpul rotatiei indusului generatorului de c.c. in sens stabilit, in infasu-rarea rotorica se induce t.e.m., al carui sens se determina potrivit regulii mainii drepte. In circuitul exterior inchis al generatorului si prin infasurarea indusului acestuia trece curent ce are sensul t.e.m. induse E_G (fig.4.17). Daca aceeasi masina trece in regimul de functionare ca motor si sensul curentului prin infasurarea indusului se pastreaza acelasi ca la generator, atunci sensul de rotatie al indusului in regimul de motor este invers aceluia din regimul de generator. Potrivit regulii mainii drepte, sensul t.e.m. E_M induse in infasurarea rotorica a motorului este invers aceluia de la generator, adica este inversa sensului de trecere al curentului prin infasurarea indusului (fig.4.17).

Fig.4.17 Explicativa privind semnele t.e.m., curentului rotoric I_a si cuplului electromagnetic M

in regimurile de functionare ca generator si motor a masinii de c.c.

Iata de ce la motor, t.e.m. indusa in infasurarea indusului se numeste tensiu-ne contraelectromotoare (t.c.e.m.), ce tinde a se opune curentului prin infasurarea indusului.

Pentru determinarea marimii t.e.m. indusa in infasurarea indusului masinii de c.c., este necesar a se avea in vedere ca inductia magnetica din intrefierul masinii nu este uniform distribuita pe lungimea unui pas polar. In consecinta, ma-rimea t.e.m. indusa in diferitele conductoare ale infasurarii indusului, este diferita si depinde de pozitia lor sub pol. In acest caz, valoarea medie a t.e.m. induse in partea activa a unui conductor al infasurarii indusului atat la generatorul, cat si la motorul de c.c. se determina cu expresia:

unde: - valoarea medie a inductiei magnetice pe un pas polar (fig.4.18).

Fig.4.18 Forma de variatie a t.e.m. induse Fig.4.19 Notatia conventionala a masinilor

in partea activa a unui conductor al electrice de c.c. in schemele electrice; sensul

infasurarii indusului masinii de c.c. t.e.m. E fata de sensul curentului rotoric I_a in

functie de regimul de functionare

Fie D diametrul indusului [m], iar n - turatia [rot./sec]. In acest caz, viteza periferica a indusului este . Sub alt aspect, , unde p este numarul perechilor de poli, iar - pasul polar. Prin urmare:

unde:

- fluxul pentru un pol, ce intersecteaza infasurarea

indusului.

Daca infasurarea indusului are N conductoare si 2a cai de curent in paralel, numarul de conductoare inseriate in fiecare cale de curent a infasurarii este . Daca se are in vedere ca in fiecare dintre conductoarele N_serie se induce una si aceeasi t.e.m. E_med, marimea t.e.m. E indusa intr-o cale de curent, respectiv in infasurarea indusului unei masini de c.c. este:

Marimea este constanta, pentru o masina de curent c.c realizata.

In consecinta

(4.1)

Atunci cand masina functioneaza in regim de generator, obisnuit viteza un-ghiulara Ω, si de aici si turatia n a rotorului este constanta. Din expresia (4.1) rezulta ca marimea t.e.m. in acest caz se poate regla prin variatia fluxului magnetic. Din aceeasi expresie rezulta ca atunci cand masina functioneaza in regim de motor, t.c.e.m. indusa, depinde de turatie si de marimea fluxului magnetic.

Notatia conventionala a masinilor electrice de c.c. in schemele electrice este prezentata in fig.4.19, unde:

R_a - rezistenta infasurarii indusului masinii de c.c.;

E - t.e.m. sau t.c.e.m. corespunzator regimului de generator sau de motor;

U - tensiunea la bornele de iesire ale generatorului sau corespunzator, tensiunea de alimentare pentru motor.

Se prezinta si sensul curentului rotoric in cele doua regimuri de functionare ale masinii. In regim stabil de functionare, cand I_a=const. si n=const., pe schema data, potrivit legii a II-a a lui Kirchhoff se stabilesc urmatoarele ecuatii:

(4.2)

si

(4.3)

Ecuatiile (4.2) si (4.3) exprima conditia de echilibru a t.e.m. si caderilor de tensiune corespunzatoare cand masina functioneaza in regim de generator sau mo-tor. Ele caracterizeaza starea electrica a masinii de c.c. in cele doua regimuri de functionare.