Mașini de Curent Continuu

MAŞINI DE CURENT CONTINUU

1. Generalitati

Maşinile de curent continuu au două forme constructive de bază: cu colector şi fără perii (fără colector).Maşinile de c.c. cu colector sunt şi până acum cele mai larg răspândite în diverse domenii de utilizare a maşinilor electrice. Construcţiile lor moderne sunt rezultatele studiilor continuate şi perfecţionării primelor motoare şi generatoare electrice create la jumătatea secolului XIX. În acest caz, sursele de curenţi electrici sunt cu elemente galvanice, cunoscuţi şi utilizaţi fiind şi magneţii permanenţi.

Actualmente, generatoarele, obişnuit sunt destinate alimentării consumatori-lor de c.c. stabiliţi în mijloacele de transport inclusiv în aviaţie, transport naval, transport feroviar, sudură, excitatoare pentru maşinile sincrone, procese electrochi-mice ş.a. Se realizează pentru diferite puteri: până la sute de kW şi pentru tensiuni până la 1500 V.

O utilizare mult mai mare în comparaţie cu generatoarele au motoarele de c.c. Avantajul lor constă în posibilitatea reglării turaţiei lin şi în domenii largi, iar puterea lor este de la ordinul Waţilor până la sute de kW.

Deficienţa de bază a maşinilor de c.c. o constituie necesitatea redresorului de curent–invertor pentru înfăşurarea indusului. La maşinile cu colector această func-ţie se realizează prin dispozitivul mecanic cu contacte alunecătoare.

A doua formă a maşinilor de c.c.–fără perii au construcţia fără colector şi sunt examinate în § 8.9. Ele au obţinut o largă răspândire practică inclusiv în echi-pamentele de calcul, scheme de automatizare ş.a.

2. Construcţia de principiu şi elementele constructive ale maşinilor de c.c. cu colector

2.1. Construcţie. Date nominale.

Forma constructivă tipică a maşinii de c.c. se prezintă în fig. 1.

Fig.1 Forma constructivă tipică a maşinii de c.c.:

vedere cu porţiune dislocată; vedere spaţială a armăturii rotorice.

Elementele constructive ale maşinii de c.c. sunt indicate în fig.2 iar forme-le lor se prezintă în fig.3.

Fig.2 Elementele constructive ale maşinii de c.c.; secţiuni cu vederi longitudinal – transversale.

Fig.3 Vederi spaţiale ale unor componente ale maşinii de c.c. (pol inductor; ansamblu rotor - colector, ansamblu port perie, perie).

Statorul maşinii de c.c. constă dintr-un corp cilindric feromagnetic gol 1, în care sunt montaţi polii 2 cu înfăşurările 3 de excitaţie în c.c. Fluxul ce trece prin poli şi se închide prin jug este constant.

Aceasta nu obligă ca aceste elemente să fie realizate din tole de oţel electro-tehnic. De aceea, jugul şi polii se execută din tole de tablă silicioasă cu diferite grosimi: jug–peste 10 mm, poli–obişnuit 1-2 mm. Polii se pot realiza şi din oţel compact, dar atunci în tălpile lor polare se induc curenţi turbionari datorită pulsa-ţiilor inducţiei din întrefier. În fig.3 se văd tole şi polul obţinut prin împache-tarea tolelor şi rigidizarea (consolidarea lui) prin nituri, lipiri, prezoane.

Pe corpul polilor se montează bobinele polare, care se izolează cu izolaţie suplimentară faţă de poli şi faţă de tălpile polare. Înfăşurările de excitaţie în c.c. se execută din conductor de cupru cu izolaţie ce corespunde clasei de stabilitate ter-mică a maşinilor de c.c. Secţiunea conductorului poate fi circulară (pentru curenţi mici) sau dreptunghiulară.

Rotorul 4 al maşinii de c.c. se numeşte obişnuit indus. Prin această parte a maşinii se produce schimbul de energie electrică cu consumatorii în regim de gene-rator sau cu instalaţia de alimentare pentru regimul de motor.

El este compus din circuitul magnetic 5 şi înfăşurarea 6 plasată în crestă-turile lui. Rotirea are loc cu turaţia n în spaţiul dintre polii ce crează câmpul mag-netic constant.Potrivit acestui procedeu, circuitul magnetic este supus continuu magne-tizării ciclice şi pentru reducerea pierderilor prin histerezis şi curenţi turbionari este necesar a se realiza prin împachetarea tolelor din tablă de oţel elec-trotehnic. Se stanţează crestăturile pentru înfăşurare şi dacă este necesar se practică canale axiale de ventilaţie ca şi în rotoarele maşinilor asincrone.

Pe arborele indusului se montează colectorul 7: redresor de curent – invertor, mecanic. În carcasa acestuia cu orificiul cilindric pentru fixare pe arbore se pla-sează lamele din cupru tare (exemplu: cadmiu cupru), care alternează cu lamele izolante din micanită sau mică. În procesul de exploatare al maşinilor electrice de c.c. este necesar ca spaţiile canalelor deasupra lamelelor de izolaţie să nu fie umplute cu praf conductor sau izolaţia să fie mai înaltă decât lamelele de cupru. Aceste abateri înrăutăţesc funcţionarea normală a colectorului şi periilor 8, care calcă pe el. Astfel se realizează contactul electric dintre înfăşurarea indusului roti-toare şi ieşirile ei imobile din cutia de borne a maşinii de c.c.

Colectorul se poate realiza din două bucşi auxiliare izolante care fixează pachetul cu lamele de cupru şi de izolaţie, sau aceste lamele se presează în masă plastică. La ieşirea fiecărei lamele de colector se lipesc, sudează sau se leagă prin diferite procedee mecanice începuturile şi sfârşiturile înfăşurării indusului.

Periile se execută din material ce conţine cărbune şi se fixează în suporturile port perii. Prin arcuri se crează presiunea necesară deasupra periei. Suporturile de perii se fixează pe construcţia mecanică – (traverse) care se prind la carcasă sau pe scuturile lagărelor.