Generatorul de curent continu

1.GENERALITATI

Masinile eteropolare la care in directia periferica alterneaza un pol nord cu un pol sud,au colectoarele cu mai multe lamele si tensiunea la perii este ondulata;cele omopolare,care pe toata periferia masinii au un singur pol,au colectoare cu o singura lamela si tensiunea la borne,in gol,este riguros constanta,la turatie si camp constante.Masinile normale de curent continu au campului magnetic produs cu ajutorul curentului electric de conductie,numit curent de excitatie;infasurarea de excitatie este plasata in stator.Numai unele masini mici au  magneti permanenti.Sursa de curent continu poate fi exterioara masinii,cand se spune ca masina are excitatia separata,sau curentul de excitatie poate fi produs de masina respectiva, cand se spune ca masina este autoexcitanta.

Dupa modul in care este conectata infasurarea de extitatie,masinile cu autoexcitatie pot fi:

-masina cu excitatie in paralel sau derivatie,la care infasurarea de excitatie este conectata in paralel cu infasurarea indusului;

-masini cu excitatie serie,la care infasurarea de excitatie este conectata in serie cu infasurarea indusului;

-masini cu excitatie mixta,care au doua infasurari de excitatie,una in derivatie si una in serie

Masinile de curent continu au infasurarea de excitatie concentrata.

MARIMI NOMINALE

Marimile nominale ale masinii electrice de curent continu sunt cele pentru care se dimensioneaza masina si sunt trecute pe placuta ei.Pentru masinile de curent continu sunt nominalizate urmatoarele marimi:

Tensiunea la borne:

Generatoare:              115V;230V;460V;660V

Generatoare pentru tractiune electrica:        825V;990V;1320V;1650V;3300V

Turatia

Turatiile nominale masinilor de curent continu sunt aceleasi ca si ale masinilor de curent alternativ corespunzatoare frecventei nominale de 50 Hz si numerilor perechilor de poli. Pentru masinile de curent continu cu destainatie speciala,marimile nominale sunt prevazute in norme speciale ,STAS 5700-64,cuprinde normele pentru masinile electrice rotative de curent continu,iar STAS 7814-89,cuprinde metode de incercare

GENERATOARE DE CURENT CONTINUU

1. ELEMENTE DE BAZA

Din punct de vedere constructiv, masinile electrice moderne sunt exe­cutate astfel incat, de cele mai multe ori, se pot distinge doua corpuri cilin­drice goale, de otel, dintre care unul, notat cu A in figura1, este fix, numit stator, iar celalalt, B, este mobil si se roteste in cavitatea primului, numit rotor. Din motive mecanice, intre stator si rotor este un spatiu liber   , numit intrefier. La rotirea rotorului in campul magnetic, au loc pierderi in miezul de otel prin fenomenele de histerezis si curenti turbionari. Pentru micsora­rea acestor pierderi, toate partile feromagnetice ale masinii, in care campul magnetic variaza, se fac din table subtiri de otel electrotehnic, izolate elec­tric intre ele, asezate in pachete in asa fel incat campul magnetic sa le stra­bata longitudinal.

Statorul masinii se face din material masiv (fonta sau otel), daca campul este constant in timp, altfel se face din tole.

In stator si in rotor sunt plasate infasurari, in apropierea intrefierului   , parcurse de curenti electrici care excita campurile magnetice, statoric, respec­tiv rotoric.

In figura 1. este data schematic o masina care are intrefier constant de-a lungul intregii periferii.

Se spune ca este o masina cu poli plini sau ine­cati.

Fig. 1. Forma constuctiva de baza a unei masini electrice:

a – stator ; b – rotor ;

Document online: Condensul - ce putem face pentru a micsora riscul aparitiei condensului? Proiect: Echipamente si instalatii de stingere a incendiului - prescriptii generale

In fig. 2, a este prezentat un al doilea tip de masina electrica , numit tip cu poli aparenti exteriori , iar in fig. 2 ,b o parte dintr-o masina cu poli aparenti interiori.

Se observa modul de realizare a celor doi poli magnetici: polul nord N si polul sud S. Ambii poli constituie un circuit magnetic complet. Campul magnetic trece prin intrefier de doua ori, sub fiecare pol cate o data.

Cu linie intrerupta este indicat drumul de urmat pentru a parcurge cir­cuitul magnetic al masinii.

La aceasta masina, statorul consta din urmatoarele elemente compo­nente:

A1 - jugul statoric; A₂ corpul polului pe care se plaseaza infasurareacu 1/2N1spire pe pol, parcurse de curentul i care excita campul magnetic almasinii; A1, talpa polului sau talpa polara; K₁ si K₂ muchiile talpii polare, la rotatia rotorului in sensul sagetii, K1 fiind muchia de intrare, iar K₂ mu­chia de iesire; B rotorul.

Figura  Forma constructiva a masinii bipolari cu poli protmintnfi a - cu poli exteriori; b - cu poli inferiori.

Distanta intre mijloacele a doi poli consecutiv , masurata pe periferia indusului spre intrefier, se numeste pas polar si se noteaza cu .Acestei distante ii corespunde la centru un unghi care depinde de numarul polilor repartizati pe intreaga periferie a masinii.

Masina de curent continuu. Daca la masina dinfigura 1.4, a capetelc infa§urarii, a, x, in loc sa fie conectate la sistemul de inele colectoare, se conecteaza la un sistem de lamele colectoare cum se vede infigura 1.9, a, in acest caz, pentru pozitia periilor A, B din figura, intre perii se obtine o tensiune la care semiunda negativa este inversata, iar tensiunea nu are decal
semiunde de acelasi semn, cum se vede in figura 1.9, b. Tensiunea obtinuta este continua, iar masina este o ma$ind de curent continuu.

Masinile obisnuite au mai mult de doua lamele de colector in care caz
curba tensiunii are neregularitati foarte mici, putand fi considerata o dreapta
paralela cu axa absciselor. Ansamblul lamelelor formeaza colectorul ma-
sinii.

Un caz limita de masina de curent continuu cu colector il constituie
marina unipolard, la care este utilizat in mod activ numai unul din cei doi
poli ai circuitului magnetic.

Principiul de functionare este dat in figura 1.10. Un miez magnetic de
forma cilindrica este strabatut de un camp magnetic radial spre interior si
apoi axial, liniile de camp urmand un drum adecvat pentru a se inchide. Pe
acest cilindru se plaseaza doua inele colectoare C si C₂ pe care calca periile
colectoare A si B, unite cu o bara conductoare de lungime /. Suprafata prin
care variaza fluxul magnetic este formata din o suprafata fixa, cea a circui-
tului exterior, si din cea generata de conductorul care uneste inelele C si C₂
variabila liniar cu timpul la viteza constants. La inductie constants, fluxul magnetic prin suprafata considerata variaza liniar in timp si ca urmare, se obtine o t.e.m. constants. O astfel de masina este reprezentata in figura 1.11.
S-au executat masini unipolare* pentru curenti mari si tensiuni mici. Sunt in functiune masini unipolare pentru 45 V si 550.000 A, la care colectarea se realizeaza prin intermediul contactului metalo-lichid din aliajul Na-K.

Trebuie remarcat faptul ca masina unipolara are colector, numai ca el are o singura lamela pentru o perie de o polaritate data, intrucat se utilizeaza un singur pol. Nu se poate concepe obtinerea de tensiuni continue in masini electrice care sa functioneze pe baza inductiei electromagnetice fara a utiliza colectorul. Din acest motiv colectorul este o parte necesara unei masini de curent continuu si nu poate fi evitat.