Mașini electrice sincrone

1. ELEMENTE CONSTRUCTIVE DE BAZA

Masinile electrice sincrone sint caracterizate prin faptul ca au viteza de rotatie egala cu viteza cimpului învârtitor, de unde si numele de masini sincrone.

Ele pot funcţiona in regim de motor, in regim de generator sau ca compen-satoare de fază.

Motoarele sincrone se folosesc pentru puteri mai mari de 100 kW, In locul motoarelor asincrone, deoarece, desi au o construcţie mai complicata, au avantajul ca pot funcţiona cu un factor de putere cos cp=l sau chiar capacitiv, compensind astfel energia reactiva consumata de alţi receptori din reţea.

Masinile sincrone se folosec in special ca generatoare de curent alternativ, in care caz sint denumite generatoare sincrone sau alternatoare. Mai sint utilizate denumirile de turboalternator, pentru cazul când este antrenat de o turbina cu abur, sau hidroalternator, pentru cazul când este antrenat de o turbina hidraulica.

Compensatorul de faza este o masina sincrona care debiteaza energie reactiva, in anumite puncte ale unei retele, pentru a imbunatati factorul de putere.

Ca orice masina electrica, masina sincrona are un inductor si un indus.

Inductorul are o infasurare de excitatie alimentata in curent continuu, si poate fi rotor sau stator.

Daca inductorul este rotor, masina sincrona este denumita masina sincrona in construcţie normala, iar daca inductorul este stator, este denumita masina sincrona In consirucţie inversa.

Parţile principale ale maşinii sincrone sânt,: statorul, rotorul, portperiile, scuturi le, lagarele, cutia de borne etc.

1.1.Maşina sincrona in construcţie normala

• Statorul este indus si este format din carcasa, pachetul de tole si înfăşurarea statorului, monofazata sau trifazata, absolut identic ca statorul maşinilor asincrone.

• Rotorul este inductor avind o infasurare de excitatie cu acelasi numar de poli ca si statorul. Infasurarea de excitatie este legata la doua inele colectoare, de care freaca periile prin care se alimenteaza excitaţia cu un curent continuu numit curent de excitaţie.

Bobinele înfăşurării de excitaţie sânt astfel înseriate, încât polaritatea polilor să alterneze la periferia rotorului.

La masinile mari, curentul de excitaţie este furnizat de o masina de curent continuu, denumita excitatoare, montata pe acelasi arbore cu masina sincronă. La masinile mici, generatoarele se pot autoexcita, inelele fiind alimentate de la un redresor conectat la bornele statorului.

În funcţie de forma constructive, rotoarele pot fi cu poli inecati (Anexa 1, a) sau cu poli aparenti (Anexa 1, b).

Rotorul cu poli tnecali se utilizeaza pentru masini cu doi poli si chiar pentru patru poli. El se executa din otel masiv sau tole, sub forma de cilindru, cu crestaturi la exterior, in care se introduce infasurarea de excitatie formata din mai multe bobine repartizate in crestaturi. Crestaturile nu sint uniform repartizate pe circumferinta, ci este prevazut cite un dinte mai lat, in axa fiecarui pol. Aceasta construcţieare o mare robustete mecanica si se foloseste la viteze mari, de exemplu la turbogeneratoare.

Rotorul cu poli aparenţi se utilizeaza la masini cu patru poli si mai mult. Polii se executa din oţel masiv sau tole si sint fixaţi in butucul rotorului montat pe arbore. Înfăşurarea de excitatie este formata din bobine polare introduse pe fiecare pol. Aceasta construcţiese utilizeaza la viteze mai mici si, in special, la hidrogeneratoare care au o turatie de citeva sute de rotatii pe minut.