Cursuri de mașini electrice de curent continuu

Obiectivele disciplinei:

- Însusirea fenomenelor specifice functionarii masinilor si transformatoarelor electrice;

- Prezentarea modelelor analitice asociate fenomenelor specifice;

- Cunoasterea tehnicilor de cercetare experimentala în domeniu, determinarea parametrilor

schemelor echivalente si a caracteristicilor de functionare;

- Modelarea numerica a masinilor electrice.

Bibliografie principala:

I.S. Gheorghiu, Al. Fransua: Tratat de masini electrice, Vol I + II, Ed. Academiei, 1970;

C.V. Bala: Masini electrice. Teorie si încercari, EDP, 1989;

A.E. Fitzgerald, C. Kingsley Jr., S.D. Umans: Electric Machinery, McGraw-Hill, 1990;

S.J. Salon: Finite Element Analysis of Electrical Machines, Kluver Academic Publishers,

1995.

A.B.J. Reece, T.W. Preston: Finite Element Methods in Electrical Power Engineering,

Oxford University Press, 2000.

Capitolul 1. FENOMENE ELECTROMAGNETICE CU APLICATII ÎN TEORIA

TRANSFORMATOARELOR SI MASINILOR ELECTRICE

1.1. LEGI ALE ELECTROMAGNETISMULUI

Pentru întelegerea unor fenomene asociate functionarii masinilor si transformatoarelor

electrice este utila rememorarea unor forme particulare ale legilor, caracterizând regimurile

statice, stationar si cvasistationar ale câmpului electromagnetic.

a. Legea conservarii sarcinii electrice are formele integrale:

d t

d q

i ,

v

v dV

d t

d

J dA ,

respectiv forma locala:

t

div J v v

v

Expresiile particulare ale legii în regimul stationar al câmpului electromagnetic, când

0

dt t

d

, si al mediilor imobile, v 0 , sunt:

- pentru forma integrala, i 0 , sau i 0

n

k 1

k ;

- pentru forma locala, div J 0 .

Pentru puncte situate pe suprafete de separatie a doua domenii 1 si 2 cu conductivitate

electrica diferita, forma locala a legii exprima conservarea componentei normale a densitatii

curentului electric de conductie J , respectiv,

1n 2n J J

b. Legea fluxului magnetic exprima proprietatea fluxului magnetic relativ la o

suprafata închisa de a fi întotdeauna nul; forma integrala este:

BdA 0 , 0

n

k 1

k

Forma locala a legii pentru domenii de continuitate a permeabilitatii magnetice este:

divB 0 ,

În puncte situate pe suprafete ce separa doua medii 1 si 2 cu permeabilitati magnetice diferite,

forma locala a legii exprima conservarea componentei normale a inductiei magnetice B ,

1n 2n B B

c. Legea conductiei electrice are formele locale:

E Ei J , respectiv J E Ei

Prin integrarea formei locale între doua sectiuni transversale ale unui conductor, 1 si 2,

parcurs de curentul I J dA, fig. 1.1, rezulta:

E dA dr E dA dr J dA dr

S S

i

S

respectiv:

U U R I 12 i12 12

Fig. 1.1 (1, 2 ????)

unde

2

1

12 U E dr este tensiunea în lungul conductorului,

2

1

i12 i U E dr este tensiunea

imprimata, sau electromotoare, în lungul conductorului, iar

2

1

12 dr

S

R este rezistenta

electrica a conductorului.

În cazul circuitului electric rotoric al unui generator de curent continuu, caracterizat

prin tensiunea la borne Ub, fig. 1.2 a), 12 b i12 e U U si U U ; prin urmare, legea

conductiei electrice se exprima prin relatia:

U U R I b e , sau U U R I b e

În cazul unui motor de curent continuu,

fig. 1.2 b), 12 b i12 e U U si U U ; rezulta

relatia:

a) b) U U R I b e , sau U U R I b e

Fig. 1.2 (sens I ????)

d. Legea inductiei electromagnetice este asociata fenomenului generarii câmpurilor