Generatorul de CC cu excitație separată

1. Introducere. Stadiul actual privind constructia masinii electrice:

Între primele aplicatii ale fenomenului inductiei electromagnetice, descoperit în 1831 de Faraday, se afla masina de curent continuu, respectiv dispozitivul de conversie electromecanica a energiei, functionând pe principiul electromagnetic.

Motorul de curent continuu a fost inventat în 1873 de Zénobe Gramme prin conectarea unui generator de curent continuu la un generator asemănător. Astfel, a putut observa că mașina se rotește, realizând conversia energiei electrice absorbite de la generator. Astfel el a constatat, că generatorul "inițial" era de fapt o mașină electrică reversibilă, care putea lucra ca un convertizor de energie bidirecțional.

Generatorul de curent electric pulsatoriu, inventat de Ritchie în 1833, marcheaza inventarea într-o forma primara a colectorului. Se succed apoi dezvoltari legate si de numele unor inventatori cum ar fi:

Hjorth – 1851, construirea generatorului cu autoexcitatie;

Siemens – 1856, construirea indusului în dublu T, respectiv plasarea înfasurarilor în crestaturi;

Pacinotti – 1860 construirea indusului în inel, prevazut cu crestaturi, a carui dezvoltare industriala este facuta de Gramme începând cu anul 1866;

Hefner-Alteneck – 1872, construirea indusului în tambur cu înfasurare într-un singur strat;

Weston – 1882, înfasurarea în doua straturi;

Mordey – 1883, utilizarea legaturilor echipotentiale;

Mengos – 1884, înfasurarea pentru compensarea câmpului de reactie al indusului.

Utilizarea polilor de comutatie dateaza din anul 1885, perioada care încheie practic configurarea masinii de curent continuu în structura în care aceasta se realizeaza si astazi. Dezvoltarile din ultima vreme sunt legate de perfectionarea functionarii în regimuri dinamice si în conditiile alimentarii prin convertoare statice, a caror tensiune de iesire nu este perfect continua.

Regimul de motor a fost si este din ce în ce mai preponderent în utilizarea masinilor de curent continuu, ca urmare a posibilitatii reglarii comode si în limite largi a turatiei.

1.1 Elemente constructive

Masina de curent continuu se compune în principal dintr-un inductor care în constructia clasica formeaza statorul, capabil sa genereze în întrefier un câmp magnetic heteropolar si un indus, care constituie rotorul masinii. În figura 2.1 pot fi evidentiate în detaliu elemente constructive specifice.

Statorul masinii din figura are 2p = 4 poli, denumiti poli principali sau poli inductori. Miezul magnetic al acestor poli poate fi masiv, sau din tole de 0,5…2 mm grosime, asamblate prin nituire. Cea de-a doua varianta este mai usor de executat si în plus asigura reducerea pierderilor datorate eventualului caracter pulsatoriu al câmpului magnetic. Bobinele apartin circuitului de excitatie al masinii, fiind plasate în jurul acestor miezuri; modul lor de conectare este astfel încât sensul câmpului magnetic sa alterneze de la un pol la altul în lungul periferiei statorului. Câmpul magnetic creat de polii principali se închide prin jugul magnetic statoric, care poate îndeplini uneori si rolul de carcasa a masinii, cazul din figura 2.1., prin întrefierul dintre stator si rotor si apoi prin miezul magnetic al rotorului.