Motorul de CC cu excitație serie

1. Generalități

Ca orice mașină electrică rotativă, mașina de curent continuu se compune dintr-un inductor și un indus, între care există un spațiu de aer numit întrefier. Întotdeauna la mașinile de curent continuu inductorul este fix, constituind statorul mașinii, iar indusul este mobil.

Statorul, parte imobilă a mașinii cu elemente constructive: carcasa, polii de excitație și înfășurarea de curent continuu de excitație, polii de comutație cu înfășurarea de curent continuu corespunzătoare, sistemul de perii, cutia de borne.

Rotorul, parte mobilă a mașinii, constituită din: miezul rotoric, înfășurarea rotorică, colectorul, ventilator.

Carcasa si jugul statoric reprezintă partea imobilă în care se fixează polii de excitație și care la mașinile de putere mare este construită din fontă sau OL turnat și servește drept drum de închidere a fluxului magnetic produs de polii de excitație. La mașinile de putere mică, jugul statoric se realizează din tole de OL electrotehnic ștanțate, realizând simultan și polii de excitație, fiind fixat de carcasa ce nu are rol la conducerea fluxului magnetic. Aceasta se realizează din materiale nemagnetice (aliaje de aluminiu).

Polii de excitație se construiesc din oțel electrotehnic, strânse pachet, ei purtand bobinele de excitație. Bobinele de excitație se realizează dintr-un conductor de cupru, izolat. Bobinele polilor de excitație se leaga între ele în serie sau paralel și se alimentează prin borne din cutia de borne(fluxul magnetic al unui pol N este dirijat dinspre piesa polară spre rotor, iar fluxul magnetic al unui pol S are sens opus).

Polii de comutație (auxiliari) constau dintr-un miez din tole de OL elth si din bobina înfasurată pe miez realizată din cupru si strabatută de curent continuu, plasați în axa de simetrie dintre polii principali.

Miezul rotoric se construiește din tole de OL electrotehnic de formă circulară, cu dinți și crestături, de profil foarte variat, izolate între ele printr-un strat subțire de lac.

Infasurarea rotorică este continuă și construită din secții (spire) de formă specială așezate în crestăturile miezului.Înfășurarea se izolează de miez, iar secțiile înfășurării rotorice se leagă la colector. Colectorul are forma cilindrică, fiind construit din placuțe de cupru (lamele) izolate una fața de cealaltă. Capetele secției se lipesc direct de lamelele colectorului.

Colectorul mașinii are rolul de redresare a t.e.m alternative induse în secțiile rotorului în mișcare.

Să presupunem că o mașina de c.c. are înfășurarea de excitație alimentată astfel încât latura de ducere a unei secții se gaseste sub incidenta unui câmp magnetic B(x).

Dacă mașina de c.c. este conectată la o rețea si există un schimb de putere electrică pe la

bornele mașinii, atunci spirele înfășurării rotorului sunt strabătute de curent.

Mașina de c.c. poate functiona în trei regimuri, din punct de vedere al transformării

energetice efectuate: de generator, de motor si de frână.

În regimul de generator, mașina transformă puterea mecanică primită pe la arbore de la un

motor (care antrenează mașina) în putere electrică debitată într-o retea de curent continuu.

2. Principiul de funcționare

Când curentul trece prin rotorul unui motor de curent continuu, este generat un câmp magnetic care generează o forță electromagnetică, și ca rezultat rotorul se rotește.

Rotația rotorului induce o tensiune în bobinajul rotorului. Acestă tensiune indusă are sens opus tensiunii aplicate rotorului. În timp ce motorul se rotește mai rapid, tensiunea rezultată este aproape egală cu cea indusă.

Viteza motorului va rămâne constantă atât timp cât asupra motorului nu actionează nici o sarcină.Când asupra rotorului se aplică o sarcină, tensiunea va fi redusă, dar motorul va absorbii un curent mai mare pentru a efectua lucru mecanic.

Deoarece viteza rotației controlează trecerea curentului prin rotor, trebuiesc folosite dispozitive speciale pentru pornirea motoarelor cu curent continuu. Când rotorul se afla în repaus, el, efectiv, nu are nici o rezistență, și dacă tensiunea normală este aplicată, va trece un curent mare, ceea ce ar putea avaria periile colectoare sau motorul.

Mijloacele obișnuite pentru prevenirea acestor accidente este folosirea în serie a unei rezistențe, la început, împreuna cu rotorul, pentru a limita curentul pâna când motorul începe sa dezvolte un curent suficient. Pe parcurs ce motorul prinde viteză, rezistența este redusă treptat, fie manual ori automat.