Sisteme Electromecanice Complexe

Cap 1

CARATERISTICILE MECANICE ALE MOTORULUI DE CURENT CONTINUU DERIVATIE

1.1. Cuplul electromagnetic dezvoltata de masina de c.c.

Forta electromagnetica ce se exercita asupra conductorului parcurs de curentul ia ,aflat in campul magnetic de inductie Bδ este :

F=B (1.1)

in care:

Bχχ-valoarea inductiei in punctul in care se gaseste conductorul (fig.1.1)

Ia-curentul pe calea de curent ia=Ia/2a

l-lungimea indusului (lungimea ideala a masinii)

Forta Fx este tangenta la suprafata indusului.Cuplul fortei va fi:

CX= CX (1.2)

cuplul electromagnetic mediu al fortelor care se exercita asupra tuturor conductoarelor din cele 2a cai de current este:

M=N (1.3)

seama de expresia pasului polar,rezulta:

M= (1.4)

Cuplul electromagnetic este proportional cu produsul dintre fluxul polilor 2p si curentul Ia schimbat pe la borne cu reteaua.

La flux constant (de exemplu motorul de c.c. derivatie compensate) expresia cuplului electromagnetic devine:

M=Cm (1.5)

In S.I. se observa ca Cm=Ce.

Daca masina este nesaturata fluxul este proportional cu curentul de excitatie ie si expresia cuplului ia forma:

M= (1.6)

cuplului mai poate fi obtinuta si direct din puterea electromagnetica P a masinii:

P=E

de unde: M=

Cuplul electromagnetic este un cuplu active la motor si cuplu rezistent la generator.

Se observa ca cuplul electromagnetic M (ca si t.e.m. indusa E) nu depinde de variatia campului magnetic la periferia rotorului ci numai de valoarea medie a inductiei (Bmed) corespunzatoare unui pol (fig.1.1).

Fig.1.1.

1.2.Expresia caracteristicii mecanice a motorului de c.c. cu excitatie derivatie (separata)

Un motor de c.c. absoarbe de la retea puterea electrica P1=UI si dezvolta la ax o putere mecanica utila P2=M2 ;aceasta conversie fiind insotita inevitabil de pierderi.

In timpul functionarii unui motor de c.c. derivatie intervin urmatoarele marimi:U,Ia, (ie),Ω,M,P2.Dependenta a doua dintre aceste marimi cand celelalte sunt propuse constante se numeste caracteristica motorului.

Calitatile unui motor pot fi exprimate prin urmatoarele categorii de caracteristici:de functionare ,de pornire,de reglaj.Caracteristicile motoarelor de c.c. sunt influentate de felul excitatiei.

Caracteristicile de functionare ale motorului de c.c. derivatie exprima dependenta intre turatia n (viteza unghiulara Ω),cuplul electromecanic M si randamentul η de putere mecanica utila P2 sau de curentul Ia absorbit de motor pentru o tensiune constanta la borne (U=ct.) si current de excitatie (flux) constant.Deoarece tensiunea aplicata indusului este constanta curentul ie de excitatie este complet independent de curentul Ia.In aceste conditii (tensiunea de alimentare a excitatiei fiind aceeasi cu a indusului )motorul cu excitatie separate este identic ca comportare cu motorul derivatie.

Fig.1.2.

Principalele caracteristici dee functionare ale motorului sunt:

a)-caracteristica cuplului electromagnetic:

M=f(Ia)-pentru U=ct. si ie=ct.

Dupa cum s-a aratat cuplul electromagnetic este dat de relatia M=k Φ Ia,rezultadeci ca atat timp cat reactia indusului este negijabila caracteristica cuplului este: M=Cm∙Ia. Datorita reactiei indusului fluxul scade cu sarcina si curba deviaza.

Cuplul util la axul motorului este :M2=M-M0.Curba cuplului util se obtine din cea a cuplului electromagnetic;intersectia acestei curbe cu axa absciselor da curentul Ia0 de mers in gol al motorului(fig.1.1.a).