Echipamente Electrice de Transport

1. MOTOARE DE CURENT CONTINUU. PRINCIPII

CONSTRUCTIVE ŞI DE FUNCTIONARE

1.1. GENERALITĂŢI

Maşina de curent cuntinuu se compune în principal din inductorul heteropolar care formează statorul maşinii şi un indus care constituie rotorul maşinii.Un sistem de comutaţie asigură în permanenţă un sens unic al curentului în raport cu câmpul magnetic, deci asigură o forţă în direcţie constantă.

Statorul este echipat cu doi poli inductori denumiţi poli principali. In construcţia uzuală, miezul feromagnetic al polilor inductori este realizat din oţel masiv, sau din tole de tablă feromagnetică cu grosimea de 0,5…2 mm asamblate împreună prin buloane de strângere nituite. Pe miezul polilor inductori sunt aşezate bobinele de excitaţie. Bobinele sunt conectate în serie astfel încât polii de un nume să alterneze la periferia armăturii cu polii de nume contrar, pentru a obţine un inductor heteropolar.

Rotorul constituie indusul maşinii; miezul feromagnetic al acestuia este realizat din tole ştanţate din tablă silicioasă normal aliată, de 0,5 mm grosime izolate între ele. Tolele sunt împachetate fie direct pe axul maşinii, fie pe butucul rotorului. Infăşurarea indusului este o înfăşurare repartizată, închisă, construită în două straturi, aşezată în crestăturile prevăzute la periferia indusului şi este racordată la lamelele colectorului.

Acţionarea cu motoare de curent continuu are avantajul important că momentul creat este practic independent de poziţia şi viteza motorului. Dacă înfăşurările de câmp sunt înlocuite cu un magnet permanent, atunci momentul dezvoltat este proporţional cu valoarea curentului din armături şi deci cu tensiunea aplicată.

Anumite proceduri tehnologice au permis micşorarea greutăţii motoarelor. Ele se referă, de exemplu la eliminarea înfăşurărilor de excitaţie prin utilizarea motoarelor cu magnet sau micşorarea greutăţii rotorului prin motoarele cu rotor disc.

1.2. ECUAŢIILE DE FUNCŢIONARE ALE MOTORULUI DE CURENT

CONTINUU

Dacă în funcţionarea unui motor de curent continuu se modifică tensiunea de alimentare, curentul de excitaţie sau cuplul rezistent, atunci au loc procese de funcţionare dinamice (tranzitorii). Cauzele care provoacă apariţia regimurilor dinamice pot fi accidentale sau provocate voit în scopul optimizării parametrilor de funcţionare ai sistemului de acţionare.

Ecuaţiile de funcţionare ale motorului de curent continuu în regim dinamic sunt (fig. 1.1):

- ecuaţia circuitului de excitaţie cu rezistenţa Re şi inductivitatea de dispersie :

, (1.1)

unde este fluxul util al înfăşurării de excitaţie, a cărui dependenţă în raport cu curentul de excitaţie reprezintă caracteristica de magnetizare a circuitului magnetic al maşinii:

(1.2)

- ecuaţia circuitului indusului cu rezistenta Ra şi inductivitatea

, (1.3)

unde tensiunea contraelectromotoare este proporţională cu fluxul util şi viteza motorului:

(1.4)

- ecuaţia mişcării rotorului cu momentul de inerţie total J, cuplul activ dezvoltat de motor m şi cuplul rezistent mr:

, (1.5)

unde cuplul activ depinde liniar de curentul indusului şi de fluxul util:

, (1.6)

iar cuplul rezistent depinde de viteză printr-o funcţie în general neliniară, conform caracteristicii mecanice a maşinii de lucru:

. (1.7)

Cazuri particulare:

a) Motorul cu excitaţie independentă (curent de excitaţie şi flux constante).

Sistemul de ecuaţii (1.1) - (1.7) devine:

(1.8)

b) Motorul cu excitaţie serie, pentru care există relaţia evidentă