Generatorul Electric de Curent Continuu

1. CONSIDERAŢII TEORETICE

1.1. Elemente constructive

Generatorul de curent continuu prezintă două elemente constructive principale: un

stator numit şi inductor şi un rotor numit şi indus.

Statorul se compune din: carcasă, scuturi portlagăr, poli magnetici aparenţi,(principali

şi auxiliari), înfăşurări(de excitaţie, de compensare şi auxiliare), suport portperii şi cutie de

borne. Carcasa confecţionată din material feromagnetic (de regulă oţel masiv) serveşte

pentru închiderea câmpului magnetic între doi poli alăturaţi. Poli magnetici principali sunt

realizaţi din tole, au talpa polară lată şi sunt echipaţi cu o înfăşurare de tip concentrat (de

excitaţie) realizate din bobine masive înseriate astfel încât doi poli succesivi sunt de nume

contrar. Generatoarele de medie şi mare putere sunt echipate suplimentar cu înfăşurări de

compensare (distribuite în crestături longitudinale practicate în tălpile polilor principali) şi

înfăşurări auxiliare (realizate din bobine masive dispuse pe miezurile polilor auxiliari)

înseriate cu înfăşurarea rotorică. Polii auxiliari sunt realizaţi din tole, au talpa îngustă şi

sunt dispuşi pe axele neutre, alternând cu polii principali.

Rotorul se compune din: miez magnetic, înfăşurare indusă, colector lamelar, arbore şi

ventilator centrifugal. Miezul magnetic realizat din tole are formă cilindrică şi prezintă

crestături longitudinale în care este dispusă înfăşurarea rotorică. Aceasta este realizată din

mai multe bobine înseriate ce formează un circuit închis. Capetele fiecărei bobine sunt

conectate la câte două lamele a colectorului, aşa fel dispuse încât atunci când lamelele trec

pe sub perii (care scurcircuitează temporar bobina) laturile acesteia se află în axele neutre

ale polilor principali. Pe colector calc㠓 2p ” grupuri de perii din grafit (dispuse în axele

polilor principali) prin intermediul cărora înfăşurarea rotorică se leagă la cutia de borne.

Funcţie de modul de conectare a înfăşurării de excitaţie faţă de înfăşurarea rotorică se

deosebesc: generatoare cu excitaţie separată (fig. 1) şi generatoare autoexcitate (cu excitaţie

serie - fig. 2, cu excitaţie derivaţie - fig. 3, şi cu excitaţie mixtă - fig. 4).

1.2 Principiul de funcţionare al generatorului cu excitaţie separată

Dacă se alimentează înfăşurarea de excitaţie cu o tensiune continuă, curentul de

excitaţie Ie care o parcurge dă naştere unui flux de excitaţie (numit şi principal), care

depinde neliniar de curent şi care se închide longitudinal prin maşină. Antrenând rotorul

din exterior la o turaţie “ n ”, în bobinele înfăşurării rotorice se induc tensiuni

electromotoare alternative de frecvenţă :

f = pn / 60 (1)

La regimul de generator, colectorul şi periile au rolul de redresor mecanic, astfel că la

perii apare o tensiune electromotoare rezultantă de mers în gol, continuă (cu mici ondulaţi)

având valoarea medie :

Eo = Ke Fe n (2)

unde Ke este constanta electromecanică a generatorului.

Dacă la bornele înfăşurării rotorice se leagă un consumator care absoarbe curent

rotoric Ia, acesta dă naştere unui câmp propriu Φa (de reacţie a indusului) care se închide

transversal prin generator. În cazul generatoarelor echipate cu înfăşurări de excitaţie şi de

auxiliare, fluxurile acestora, Φk respectiv Φc (transversale) au rolul de a neutraliza reacţia

indusului care are efect nefavorabil asupra funcţionării generatorului. Prin urmare la

funcţionarea în sarcină în întrefier apare un flux magnetic Φ rezultat prin suprapunerea

celor patru fluxuri amintite mai sus. Fluxul Φ este cu atât mai mic decât Φa cu cât sarcina

generatorului este mai mare. Câmpul rezultant acţionează asupra rotorului în sensul frânării

acestuia cu un cuplu electromagnetic de valoare medie