Masini Electrice 1 Curs 11

8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11

1/23

2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 1

MAŞINI ELECTRICE

Curs 11: Maşina de curent continuu:Regimuri şi caracteristici de funcţionare

Prof.dr.ing. Claudia MARŢIŞ

Departamentul de Maşini şi Acṭionări Electrice

Facultatea de Inginerie Electrică


2/23


Carcasa

(jugul

statoric)

Polii de excitaţie

Înf ăşurarea de excitaţie

Înf ăşurarea de compensare

Înf ăşurarea polului auxiliar

Pol auxiliar (de

comutaţie)

Rotorul

Talpa de prindere

Pol auxiliar (decomutaţie)

Perie

Carcasa (jugul statoric) – fontă, oţel turnat, tablă groasă de oţel groasă, sau din

tole de oţel electrotehnic la maşinile alimentate prin redresoare.

Polii de excitaţie - tole de oţel electrotehnic

Rotorul - tole de oţel electrotehnic


3/23


REGIMUL DE GENERATOR

Se utilizează într-o gamă restrânsă de aplicaţii: pentru excitarea maşinilor

sincrone, la automobile, avioane, la locomotive diesel-electrice şi trenuri

electrice.

Se aplica din exterior un cuplu de rotatie la ax si se alimenteaza infasurarea

de excitatie in curent continuu. Datorita fluxului magnetic variabil ce inlantuie

infasurarile rotorice (induse), in fiecare sectie a infasurarii rotorice se inducetem, care, redresata prin sistemul perii colector se culege la perii ca si

tensiune de c.c.

Tipuri de generatoare, în funcţie de tipul excitaţiei:

Cu excitaţie separată

Cu excitaţie proprie:

derivaţie

mixtă

serie (se utilizează foarte rar).


4/23


Cu excitaţie

separată

Cu excitaţie

proprie

Derivaţie Mixtă (compound) Serie


5/23


Pentru doua spire, asezate in plane

perpendiculare, dar care se rotesc simultan:

Tensiunea culeasa la perii

Fluxurile care inlantuie

fiecare din cele doua spire

Tensiunile electromotoare

induse la bornele celor doua

spire

Pentru un rotor cu mai multe sectii:

nK K E AEEAE

60

N

a

pK respectiv,

2

N

a

pK E


6/23


pFe

pmec ps

pCu_indus pperii

P2 = UA•IA

P1 = Ma·

PE = pE

Bilanţul energetic

Pierderile în

excitaţia separată

Pierderile în excitaţia

derivaţie/serie

Putere mecanică

Putere

electromagnetică

P = M·

Ma – cuplul de antrenare

M – cuplul electromagnetic (se opune cuplului de antrenare)

aAEIK M

2

N

a

pK


7/23


AE

pAAA

EEE

K E

UIR UE

IR U

ECUAŢIILE IN REGIM STAŢIONAR

- Generator cu excitaţie separată -

Ecuaţiile de

tensiuni

Expresia

cuplului AAEAAE IK IpM

Ecuaţia de

mişcare

f 0a k MMM

Cuplul de

sarcină Cuplul de

frecare

Cuplul de mers

in gol


8/23


Caracteristica de mers în gol

cstsi0Ilaif E E0

Se determină numai pentru masina cu excitaţie separată.

Nu se poate determina la maşina cu excitaţie serie.

Er – t.e.m. remanentă

Regim de generator cu excitatie

separata

AE

iA=0 u

A

E

iE

uE

R C

nk E AEE


9/23


iA

iE

AE

uA i

R c

E0

IE

α

α0

eCexcitatie _ circuit

excitatie _ circuit

rR R

R tg

Regim de generator cu

excitaţie derivaţie

Unghiului α0 îi corespunde rezistenţa critică a excitaţiei.

Caracteristica de mers in gol se poate ridica pentru valori ale excitatiei

mai mari decat excitatia corespunzatoare rezistentei critice.


10/23


Caracteristica de mers în sarcină

cstsicstIlaif E E

R S

AE

iA=ct uA

E

iE

uE

R C

A

A0aA

II

UEIR UE

ΔUA – cădere de tensiune datorată reacţiei indusului, în cea mai mare parte

I – curentul de sarcină


11/23


E0,

U

IE

α α0

Regim de generator cu

excitaţie derivaţie

iA

iE

AE

uA

i

R c

R

A1

A2

α’0

Unghiului α’0 îi corespunde rezistenţa critică a

excitaţiei la funcţionarea în sarcină, mai mică

decât cea de la mersul în gol.


12/23


Caracteristica externă

cstsicstIlaIf U E

R S

AE

iA uA

E

iE

uE

R C


13/23


Caracteristica de reglare

cstsicstUlaIf IE

R S

AE

iA u

A=ct

E

iE

uE

R C

Nu se poate determina la maşina cu excitaţie serie!!!


14/23


REGIMUL DE MOTOR

P

pFe

pmec

ps pCu pperii

Pm Pu = M• PA = UA·IA

PE = pE

Bilanţul energetic


15/23


E

iE

uE

AE

iA

uA

AE

pAAA

EEE

K E

EUIR U

IR U


- Motorul cu excitaţie separată -

Ecuaţiile de

tensiuni

Expresia

cuplului AAEAAE IK IpM

Ecuaţia de

mişcare

f s k MM

Cuplul de

sarcină

Cuplul de

frecare


16/23


0AEe

N0

K

Un

Mers î n gol: absenţa cuplului rezistiv

E0 if n

EAE0A

0

0f 0 IIK

PMM

Caracteristica de mers în gol

N0p0AAN0AE0e0 UUIR UnK E

E

N

EmR

UI


17/23


If n

Caracteristica de sarcină

Ik

R nn

AEe

a0

If M

Caracteristica cuplului

electromagnetic

IK M AE


18/23


Caracteristica mecanica

AEe

AA

k

IR Un


19/23


IK K E

EUIR R U

AE

pEA


- Motorul cu excitaţie serie -

Ecuaţiile de

tensiuni

Expresia

cuplului

2

AE IK IpM

Ecuaţia de

mişcare

f s k MM

Cuplul de

sarcină

Cuplul de

frecare


20/23


Caracteristica de magnetizare

1

sat

1

satAEI

tg,II

I

If M

Caracteristica cuplului

electromagnetic

1sat

1

2

II,IK

II,tgIK M

If


21/23


If n

Caracteristica de sarcină

Ik

R R k

Unsate

EA

sate

Caracteristica mecanica

12

sate

EA

sate

N

1

2

EAN

e

II,MK k

R R

k

U

II,M

IR R

M

IU

k

K

n

Mf n


22/23


Reglarea vitezei motoarelor de c.c.

cu excitaţie separată AEe

AA

K

IR Un

Modificarea rezistenţei în circuitul

rotoric (RA+Rp)

E

iE

uE

AE

iA

uA

Rp

Rc

IK M AEe


23/23


Modificarea tensiunii la bornele

circuitului rotoric

Modificarea fluxului de excitaţie Modificarea rezistentei rotorice

Documents

Masini Electrice 1 Curs 11