Mașini Electrice Speciale

Sunt maşini electrice care au o altă construcţie, alt principiu de funcţionare şi alte scopuri decât maşinile electrice obişnuite ( transformatoare – folosite la transportul şi distribuţia energiei electrice, motoare – folosite pentru acţionările electrice, generatoare – folosite la producerea energiei electrice).

Astfel maşinile electrice speciale sunt folosite ca:

- elemente de execuţie în sistemele automate (aceste se numesc servomotoare);

- elemente pentru măsurări de tensiune şi curent (transformatoare de măsură);

- traductoare de viteză (tahogeneratoarele);

- traductoare de poziţie (selsine);

- amplificatoare (amplificatoare magnetice, maşini electrice amplificatoare);

- surse pentru sudare (transformatoare, generatoare), etc.

Dintre principalele cerinţe pe care trebuie să le îndeplinească maşinile electrice speciale se pot aminti următoarele:

- cuplu specific mare pentru servomotoare;

- inerţie electromagnetică cât mai mică, ceea ce înseamnă inductivitate cât mai mică în raport cu rezistenţa circuitului;

- siguranţă în funcţionare (în special depinde de calitatea materialelor folosite);

- gabarit redus;

- precizie ridicată, etc.

Maşini electrice amplificatoare

In prezent maşinile electrice amplificatoare tind să fie înlocuite de amplificatoarele electronice. Totuşi ele mai pot fi întâlnite în industrie în unele sisteme de reglare automată (amplificatoare magnetice-AM, amplidine), sau în ateliere de sudură (generatoare de sudare cu câmp transversal).

Maşinile electrice amplificatoare (MEA) sunt maşini electrice de curent continuu speciale, utilizate în scopul amplificării unor semnale în curent continuu de foarte mică putere în comparaţie cu putere electrică dezvoltată de ele.

Structura unei maşini amplificatoare constă din următoarele elemente:

- circuitul de intrare a semnalului (A);

- convertizorul mecano-electric (B);

- circuitele de control şi reacţie (C);

MEA se caracterizează prin factorul de amplificare în putere kp ce reprezintă raportul dintre puterea electrică debitată şi puterea electrică de comandă şi constanta de timp T , care defineşte viteza de răspuns a maşinii la semnalul de comandă primit pe excitaţie.

Dintre cele mai folosite în practică, amintim maşinile amplificatoare cu câmp transversal(MEAT).

Aceste maşini sunt realizate astfel încât prezintă câte două perechi de perii pentru fiecare pereche de poli (longitudinale –L şi transversale –T).

Principiul de funcţionare a MEAT se bazează pe apariţia fluxului transversal Φt ,produs de către curentul It cauzat la rândul său de tensiunea electromotoare care apare la periile transversale când rotorul se învărte în câmpul produs de înfăşurarea de comandă ΦE . Datorită fluxului transversal şi rotorului care se învârte în acest câmp, va apare şi la periile longitudinale o tensiune Ul. Dacă se conectează o sarcină la aceste borne atunci va circula prin aceasta un curent Il. Acest curent va produce şi el un flux de reacţie longitudinală Φl.

Caracteristica exterioară U=f(Il) a MEAT

MEAT se construiesc în două variante (fig.6.3.): compensate (a) sau necompensate (b). Pentru deducerea caracteristicii vom pleca de la cazul existenţei înfăşurării de compensare.

Tensiunea electromotoare indusă de fluxurile longitudinale (care apare la periile transversale) se poate scrie:

UeT=kEIE-klIl+kklIl (1); unde kEIE – reprezintă tensiunea datorată fluxului înfăşurării de excitaţie, klIl – reprezintă tensiunea datorată fluxului de reacţie longitudinal dat de curentul ce trece prin periile din axa longitudinală şi prin sarcină, kkEIE - tensiunea datorată fluxului înfăşurării de compensare care este funcţie de gradul de compensare k (k=0 – necompensat, k=1- compensat total) şi de fluxul de reacţie longitudinal. Dacă în (1) înlocuim IE=UE/RE putem determina curentul la periile transversale: