TEHNIČKA ŠKOLA

Nikole Tesle 9C

Zadar

Završni rad iz elektrotehnike

ISTOSMJERNI STROJEVI

školska godina 2012/2013

Mentor: Luka Gilić, dipl.ing.

Učenik: Jure Perić, IV.C

Zadar, svibanj, 2013.

SADRŽAJ

1. Uvod..........................................................................................................1

2. Načelo rada istosmjernog stroja...............................................................2

2.1. Općenito.............................................................................................2

2.2. Generatorski rad.................................................................................3

2.3. Rad stroja kao motora.........................................................................4

3. Konstruktivna izvedba istosmjernih strojeva...........................................5

3.1. Stator...................................................................................................5

3.1.1. Kućište i ležajni štitovi.................................................................5

3.2. Rotor istosmjernog stroja....................................................................6

3.2.1. Rotorski paket.............................................................................6

3.2.2. Namot armature..........................................................................6

3.3. Kolektor (komutator)...........................................................................7

3.3.1. Spajanje namota na lamele kolektora.........................................8

4. Fizikalna slika rada istosmjernog stroja....................................................9

4.1. Prazni hod istosmjernog generatora...................................................9

4.2. Opterećenje i djelovanje armature.....................................................10

4.2.1. Posljedice djelovanja armature...................................................11

4.2.2. Otklanjanje posljedica djelovanja reakcije armature..................12

4.3. Komutacija...........................................................................................13

4.3.1. Proces i vrste komutacije.............................................................13

4.3.2. Posljedice loše komutacije...........................................................14

4.4.Vrste istosmjernih strojeva i uzbuda....................................................15

4.4.1. Paralelni rad istosmjernih generatora.........................................16

1. Uvod

Istosmjerni strojevi su električni rotacijski strojevi kod kojih u vanjskom strujnom krugu teče

istosmjerna struja. Mogu raditi reverzibilno, tj. kao generatori (na svojim stezaljkama daju

istosmjerni napon) ili motori (na njihove stezaljke dovodi se istosmjerni napon). Istosmjerni

strojevi po svojoj izvedbi slični su sinkronim strojevima.

Razlika je u tome, što se uzbudni dio kod istosmjernog stroja nalazi na statoru, a armaturni na

rotoru, dok je kod sinkronih strojeva to u pravilu obratno. Zbog dobrih regulacijskih

karakteristika istosmjerni se strojevi primjenjuju u reguliranim pogonima, ali se zbog

poteškoća vezanih za postojanje kolektora danas sve manje primjenjuju i uglavnom se

zamjenjuju izmjeničnim reguliranim strojevima, odnosno statičkim pretvaračima.

U postojećim reguliranim pogonima susreću se najveći sporohodni motori snage i do 10

MW. Uobičajeni naponi istosmjernih strojeva su 110 V, 220 V i 440 V za motore,

odnosno 230 V i 460 V za generatore.

Istosmjerni strojevi imaju vodeću ulogu sve do 1960-tih godina. Sadrže gotovo idealnu

vanjsku karakteristiku motora koja povezuje brzinu vrtnje i razvijeni moment, mogućnost

jednostavnog dobivanja promjenljivog istosmjernog napona napajanja, jednostavnost u

upravljačko-regulacijskom smislu i široki opseg upravljivosti brzinom vrtnje.

U daljnjem tekstu ćemo nabrojiti i opisati neke od djelova istosmjernog stroja, područja u

kojima se koriste i ostale važne stvari koje su potrebne za rad istosmjernog stroja.

Slika broj 1. Istosmjerni stroj

2. Načelo rada istosmjernog stroja

2.1. Općenito

Slika broj 2. Dvopolni istosmjerni stroj

Glavni magnetski polovi učvršćeni su na statoru i na sebi nose uzbudni namot. Pusti li se kroz

uzbudni namot istosmjerna struja, u magnetskom polu uzbuđuje se magnetski tok. To je stalni

magnetski tok, a njegova vrijednost ovisi o veličini uzbudne struje. Svaki stroj ima jednaki

broj sjevernih (N) i južnih (S) polova.

Općenito se uzima da je sjeverni pol izvor magnetskih silnica; one iz njega izviru, a u južni

pol poniru, kao što se to vidi iz slike 2. Magnetske silnice skupile su se u dva odvojena

magnetska kruga, a svaki magnetski krug ulančuje jednu polovinu armaturnog namota.

Dvopolni stroj ima dva magnetska kruga. Prostorni položaj magnetskih krugova u stroju,

određen je prostornim položajem magnetskih polova, pa se položaj ne mjenja, bez obzira da li

armatura miruje ili se okreće.

Aktivni dio rotora (armatura) sastavljen je od dinamo-limova u obliku valjka s utorima u koje

je smješten armaturni namot. Učvršćen je na osovinu koja ulazi u ležište i slobodno se okreće.

Na osovini je učvršćen kolektor na koji su spojeni izvodi iz armaturnog namota. Po kolektoru

klize četkice učvršćene na držaču četkica.

2.2. Generatorski rad

Na slici 2. Armatura ima samo dva utora (zbog jednostavnosti razmatranja) u kojima je

smješten po jedan vodič. Vodiči su spojeni na lamele kolektora, a na lamele su prislonjene

četkice. Strelicom je označen smjer vrtnje rotora.

Zamisli li se oko rotora cilindar na kojem će se registrirati raspodjela magnetskog toka u

zračnom rasporu i razvije li se taj cilindar u ravninu, na njemu će se dobiti krivulja koja ima

oblik prikazan na slici 3.

Slika broj 3. Raspored magnetskog toka u zračnom rasponu

Iz krivulje se jasno vidi da je magnetski tok najgušći u zračnom rasporu između polnih papuča

i rotora, a izvan polnih papuča opada te je u neutralnoj zoni jednak nuli. Krivulja magnetskog

toka ima izmjeničan oblik, pa će i inducirani napon u promatranim vodičima biti također

izmjeničan. Promatraju li se naime pojave u jednom od vodiča npr. u vodiču 2 kada se ovaj

okreće, vidi se da će se u njemu inducirati to veći napon što je veća gustoća magnetskog toka,

tj. napon će biti najveći ispod polnih papuča, a najmanji u neutralnoj zoni. U vodiču se dakle

inducira napon koji je razmjeran gustoći magnetskog toka, dužini vodiča i brzini vrtnje.

Dobiveni ispravljeni napon u promatranom istosmjernom stroju sa samo jednim svitkom jako

pulzira i daleko je od stvarnog istosmjernog napona. Pulziranje će se smanjiti tako da se na

rotor stavi više zavoja u odgovarajuće utore. Što više ima utora po obodu rotora, tj. više

raspoređenih svitaka, to manja biti će pulzacija ispravljenih napona i struje.

2.3. Rad stroja kao motora

Kad se motor priključi na mrežu, u armaturni namot preko četkica poteče struja. Struja koja

preko četkica i lamela kolektora ulazi u namot armature pretvara se od istosmjerne na

četkicama u izmjeničnu na namotu. Svaki svitak tog armaturnog namota povezan je sa svojim

krajevima na dvije lamele pomaknute međusobno za 180 stupnjeva.

Slika broj 4. Djelovanje sile F na vodič istosmjernog motora

Magnetski tok ulančuje vodiče kroz koje protječe izmjenična struja pa će u tom slučaju na

vodiče djelovati mehanička sila koja ih nastoji izbaciti iz magnetskog polja. No kako su

vodiči čvrsto vezani za masu rotora, oni će nekom silom F djelovati na rotor da se zakrene.

Tako počinje vrtnja rotora, što je jedan od uvjeta da bi stroj radio kao motor. Na slici 4.

prikazano je djelovanje sprega sila F na jedan zavoj. Rotor će zadržati isti smjer vrtnje, jer sila

F pod jednim od polova djeluje uvijek u istom smjeru. Npr. na slici 4. ispod pola N sila F

djeluje uvijek s lijeva na desno, a ispod pola S zdesna nalijevo. Budući da rotor rotira, to će na

sve vodiče koji dođu ispod pola N djelovati sila F od lijeva na desno, a obrnuto na vodiče

ispod pola S. To se neprekidno ponavlja i traje sve dotle dok kroz vodiče protječe struja u

prikazanom smjeru. Smjer djelovanja sile F na vodič određen je pravilom lijeve ruke, a njezin

je izraz:

F=B I i l [N]

B[T] – magnetska indukcija

I[A] – struja u vodiču

l[m] – dužina vodiča

3. Konstruktivna izvedba istosmjernih strojeva

3.1. Stator

Slika broj 5. Stator

Istosmjerni strojevi su rotacijski električni strojevi, pa njihova konstrukcija mora udovoljiti

tom osnovnom zahtjevu, kao što je to bilo i kod ostalih rotacijskih električnih strojeva. Stroj

mora imati vanjski stabilni dio koji nosi sve unutarnje djelove stroja, a ujedno služi i kao

zaštitni oklop. To je stator.

Stator je sastavljen od kućišta koje nosi glavne, a kod nekih strojeva i pomoćne magnetske

polove s namotom, dok ga bočno zatvaraju ležajni štitovi.

3.1.1. Kućište i ležajni štitovi

Kućište je izvedeno u obliku šupljeg valjka sa stjenkama nešto veće debljine u srednjem

dijelu; taj dio kućišta naziva se statorski jaram. Kućište se izrađuje od lijevana ili valjana

čelika, a vrlo rijetko od sivog lijeva.

Kućište statora ima višestruku zadaću, i to:

- da nosi magnetske polove

- da omogući zatvaranje silnica magnetskog toka

- da štiti unutrašnjost stroja od vanjskih utjecaja

- da nosi cijeli stroj.

Ležajni štitovi zatvaraju stator s obje strane otvorenog dijela kućišta. Izrađuju se od sivog

lijeva i od valjanih čeličnih profila. Na sredini imaju otvor u koji se ugrađuju ležaji za osovinu

rotora. Učvršćuju se na kućište statora potrebnim brojem vijaka.

3.2. Rotor istosmjernog stroja

Rotor istosmjernog stroja sastoji se od rotorskog paketa, armaturnog namota i kolektora.

Rotorski paket s pripadajućim namotom naziva se armatura, a učvršćuje se na osovinu na koje

je učvršćen i kolektor.

3.2.1. Rotorski paket

Sastavlja se od dinamo-limova debljine 0,5 mm, izoliranih s obje strane. Tako se smanjuju

vrtložne struje i njihove posljedice. Zadatak mu je da nosi armaturni namot u utorima

izvedenim na obodu rotorskog paketa, da provodi magnetski tok, te da prenosi sve sile koje

nastaju na rotoru bilo da stroj radi kao generator bilo da radi kao motor.

Rotorski paket istosmjernog stroja građen je slično kao i rotorski paket asinkronog motora, pa

sve ono što je rečeno za rotorski paket kod asinkronog motora vrijedi i u ovom razmatranju.

3.2.2. Namot armature

Slika broj 6. Armaturni namoti

Uzbudni namot istosmjernog stroja izvodi kao posebni izolirani svitak sa slobodnim

krajevima za priključak.

Ti se svici postavljaju na svaki pol, a spajaju se redovito serijski i to tako, da je polaritet

polova izmjeničan, tj. iza N-pola dolazi S-pol itd. Armaturni namot izvodi se kao petljasti

(paralelni) ili valoviti (serijski) kako je shematski predočeno.

3.3. Kolektor (komutator)

Kolektor je jedan od najvažnijih i najosjetljivijih dijelova istosmjernog stroja. Učvršćen je na

osovinu rotora i od njega dobro izoliran. Kolektor ili komutator je naprava koja omogućuje

pretvaranje izmjenične struje i napona u istosmjerne ili obrnuto.

Kolektor se sastoji od velikog broja bakrenih lamela, kojih ima i po više stotina, a kod nekih

strojeva i više od tisuću. Lamele moraju biti međusobno i prema tijelu stroja dobro izolirane.

Velike centrifugalne sile koje djeluju na lamele kod rotacije stroja, ne smiju olabaviti ili

deformirati kolektor po kliznoj površini.

Danas se kolektori izrađuju u dvije osnovne izvedbe, i to:

- mali kolektori s lamelama učvršćenim plastičnom masom,

- veliki kolektori u svodnoj izvedbi

Slika broj 7. Kolektor

Između lamela dolazi izolacija od tinjca, tzv. Kolektorski mikanit, debljine 0,6 do 1,2 mm

potpuno jednakih debljina. Mikanit sadržava oko 3% vezivnog sredstva u obliku šelaka.

Kasnije kod toplinske obradbe kolektora šelak potpuno izađe iz izolacije i ostane samo

mikanit, koji ne izgara i zbog toga je vrlo povoljan za izolaciju.

Kolektor se redovito postavlja na glavu kolektora, izrađenu od metala koja se navlači zajedno

s kolektorom na osovinu rotora. Između lamela kolektora i glave kolektora stavlja se dobar

sloj izolacije od tinjca s vezivnim sredstvom. Izolacija od tinjca stavlja se i na konuse za

stezanje kolektora. U pogonu se može dogoditi da zbog nečistoća koje se s vremenom

natalože na konuse kolektora dođe do proboja na masu.

3.3.1. Spajanje namota na lamele kolektora

Na svaku lamelu kolektora priključuje se kraj jednog svitka i početak sljedećeg svitka. Na

lameli se u tu svrhu izradi utor na strani namota. Kod malih strojeva kraj i početak svitaka

izravno se priključuje na lamele, i to lemljenjem. Utori se u lamelama izrađuju prije

sastavljanja kolektora, dok su lamele još slobodne. Tada se glodalicom na svakoj lameli izradi

utor, i to takvih dimenzija koje omogućuju ulaz vidičima. Utor se pokositri, a pokositriti treba

i sve krajeve i početke svitaka namota, kako bi se pri stavljanju krajeva namota u utore lamela

moglo izvesti brzo i dobro lemljenje.

Početci i krajevi namota u dovodnom dijelu od rotora do lamela dobro su izolirani, omotani

izolacijskom vrpcom i čvrsto pritegnuti uz tijelo rotora, kako pri rotaciji ne bi došlo do

deformacija dovoda i oštećenja.

Kod većih strojeva rotor ima velik promjer, pa izravan priključak namota na lamelu nije

moguć. Osim toga vodiči namota velikih su dimenzija pa se ne bi mogli uvući u utore lamela.

Tada se namoti i lamele spajaju zastavicama, tj. bakrenim trakama.

Zastavice se jednim krajem obaviju oko krajeva namota, a drugim krajem ulaze u utor lamele

gdje se zaleme. Lemi se i na mjestu gdje zastavica obavija vodič. Zastavice se izrađuju od

bakrenog lima debljine do 1 mm. Izložene su djelovanju centrifugalne sile, pa nastoje iščupati

lamelu iz kolektora. Kako je lamela dobro učvršćena, često dolazi do oslabljenja spoja u utoru

lamele ili do pucanja zastavice na ulazu u lamelu. Da se spriječi oslabljenje spoja, redovito se

tvrdo lemi, a kod velikih i važnih strojeva spaja se zakivanjem.

Na sljedećim slikama dani su presjeci istosmjernog stroja sa svim konstruktivnim elementima.

Slika broj 8. Poprečni presjek IS Slika broj 9. Uzdužni presjek IS

4. Fizikalna slika rada istosmjernog stroja

4.1. Prazni hod istosmjernog generatora

Istosmjerni generator radi u praznom hodu, ako ga se uzbudi, a rotor potjera nekim

pogonskim strojem da rotira. U namotu rotora inducirat će se tada napon praznog hoda.

Glavni magnetski tok uzbuduje se uzbudnom strujom. Ako se mjenja uzbudna struja mijenjat

će se i magnetski tok, a s njim i napon.

Pokus praznog hoda vrši se tako da se u uzbudni strujni krug uključi ampermetar kojim se

mjeri uzbudna struja, a na stezaljke generatora (armature) priključi se voltmetar i mjeri napon

za određenu uzbudnu struju. Pritom stroj rotira sa stalnim brojem okretaja.

Slika broj 10. Karakteristika praznog hoda

Iz karakteristike praznog hoda vidi se da napon na stezaljkama generatora raste s porastom

uzbudne struje u početnom dijelu linearno, a pri zasićenju željeza magnetskim tokom, uz isti

prirast uzbudne struje, napon raste sve manje i manje. Kada su magnetski polovi potpuno

zasićeni magnetskim tokom, karakteristika se približava horizontalnom pravcu, tj. napon

praznog hoda neće se mjenjati znatno s povećanjem uzbudne struje. Pokus praznog hoda

može se izvršiti i tako da je uzbudna struja konstantna, a mjenja se broj okretaja. S porastom

brzine napon raste linearno, tj. po pravcu koji prolazi kroz ishodište kao što je prikazano na

slici broj 11.

Slika broj 11. Karakteristika induciranog napona kod raznih brojeva okretaja

4.2. Opterećenje i djelovanje armature

Armaturni tok djeluje nepovoljno na rad istosmjernog stroja, a njegovo djelovanje naziva se

reakcija (djelovanje) armature. U praznom hodu nema reakcije armature, jer u armaturnom

namotu ne teče struja. Struje kroz armaturni namot teče samo onda kada je stroj opterećen, tj.

da radi bilo kao generator, bilo kao motor. Kao generator bit će opterećen ako se na njegove

stezaljke priključi potrošač u koji će tada iz armaturnog namota preko četkica teći struja. Kao

motor bit će opterećen ako se na osovinu rotora priključi neki teret (radni stroj i sl.) i da bi

motor svladao protumoment mora iz mreže povući struju koja će u armaturi razviti okretni

moment dovoljno velik da svlada protumoment tereta. U oba slučaja kroz armaturni namot

protječe struja koja stvara armaturni magnetski tok.

U praznom hodu dvopolnog istosmjernog stroja postoji samo uzbudni magnetski tok koji

nastaje u magnetskim polovima i zatvara se preko armature u zatvoreni magnetski krug.

Pretpostavi li se da kroz armaturni namot protječe struja koja stvara armaturni tok, a u istom

trenutku glavni polovi nisu uzbuđeni, tada u stroju postoji samo armaturni tok. U praksi, kada

je istosmjerni stroj u pogonu, u stroju istodobno postoje oba toka, uzbudni i armaturni. I jedan

i drugi djelu u istodobno i zajedno daju rezultantni tok. Promatra li se put magnetskih silnica

rezultantnog magnetskog polja, vidi se da je na polnim papučama i u zračnom rasporu došlo

do zgušnjavanja, odnosno do razrijeđivanja magnetskih silnica u nekim zonama.

Slika broj 12. Uzdužni tok Slika broj 13. Poprečni tok Slika broj 14. Rezultantni tok

U lijevom dijelu pola N silnice su se razrijedile, a u desnom su gušće. Obrnuto je na polu S.

To isto vrijedi i za zračni raspor i armaturu. Armaturni tok prouzročio je dakle nesimetričnost

magnetskog polja u zračnom rasporu, na polnim papučama i na armaturi te pomak neutralne

zone. To djelovanje armaturnog (rotorskog) toka naziva se protudjelovanje armature ili

reakcija armature.

4.2.1. Posljedice djelovanja armature

Zbog djelovanja armature javljaju se četiri naugodne i neželjene posljedice, i to:

- smanjenje rezultantnog magnetskog toka,

- povećanje gubitaka u željezu,

- pomak neutralne zone,

- Povećanje napona između pojedinih lamela kolektora.

Smanjenje rezultantnog magnetskog toka

Istosmjerni strojevi građeni su tako da pri punom opterećenju i nazivnom naponu rade u

zasićenom dijelu magnetske karakteristike (karakteristike praznog hoda). Zbog djelovanja

armature, kod normalnog pogona s punim opterećenjem i nazivnom uzbudom magnetskih

polova, rezultantni magnetski tok neće imati vrijednost koju ima u praznom hodu, već će ona

biti manja.

Povećanje gubitaka u željezu

Armaturni tok istosmjernog stroja izmjeničan je. To znači da se u željezu armature pojavljuju

gubitci zbog pojave histereze i vrtložnih struja. Zbog reakcije armature rezultantni tok

rasporedi se tako da u nekim zonama armature dođe do velikog zasićenja. To zasićenje

najveće je upravo u zonama vanjskog oboda armature, tj. tamo gdje su utori s namotom.

Magnetske silnice prelaze iz zračnog raspora u armaturu uglavnom preko zubova utora.

Pomak neutralne zone

Zbog djelovanja armature, rezultantni magnetski tok zaokrenuo se za neki kut β pa se i

neutralna zona zaokrenula za kut β u odnosu na stanje pri praznom hodu. Pomak neutralne

zone dovodi do daljnjeg smanjenja induciranog napona u armaturnom namotu i pogoršava

komutaciju.

Povećanje napona među lamelama kolektora

Zbog toga što magnetsko polje nije homogeno, tj. u nekim zonama je gušće, a u drugima

rjeđe, u istom trenutku rotacije armature, svitci ne presjecaju magnetske silnice jednake

gustoće na svim mjestima, pa će se u nekim svitcima inducirati veći napon, a u drugim manji.

4.2.2. Otklanjanje posljedica djelovanja reakcije armature

Suzbijanje ili nadzor djelovanja armature jedna je od glavnih zadaća projektanata istosmjernih

strojeva. Mjera za suzbijanje djelovanja armature ima više. Kod manjih strojeva, gdje su

prilike komutacije povoljnije, ne isplati se provoditi sve moguće mjere, jer je to skupo. Kod

velikih strojeva gdje su uvjeti komutacije vrlo teški, a težina komutacije raste s porastom

snage stroja, isplati se poduzeti sve mjere koje će poništiti nepovoljno djelovanje armature, ne

samo zbog težine komutacije, već i zbog drugih posljedica.

Mjere za suzbijanje posljedica djelovanja armature jesu:

- pomak četkica

- ugradnja mješovitog (kompaudnog) namota

- ugradnja pomoćnih magnetskih polova

- ugradnja kompezacijskog namota.

Slika broj 15. Kompenzacija reakcije armature

Slika broj 16. Smještaj kompenzacijskog namota

4.3. Komutacija

4.3.1. Proces i vrste komutacije

Promjena polariteta induciranog napona i promjena smjera struje kada svitak prolazi kroz

neutralnu zonu, naziva se komutacija. Komutacija je dakle pretvaranje (promjena) izmjenične

struje u istosmjernu pomoću komutatora (kolektora).

Slika broj 17. Tri karakteristična trenutka u komutacijskom procesu

Na slici 17. Promatra se svitak u trenutku kad četkica prekriva cijelu lamelu. U tom početnom

trenutku uzeto je da je vrijeme t=0, struja Ip iz promatranog svitka ulazi u četkicu preko

lamele. U susjednom svitku u promatranom trenutku također teče struja Ip, ulazi preko lamele

u četkicu i zajedno sa strujom iz svitka čini struju I.

Struja Ip je struja koja teče u paralelnoj grani. Kao što se vidi, struje iz lijeve i desne paralelne

grane jednake su. Međutim, kako kolektor rotira, u nekom sljedećem trenutku lamela će počet

napuštat četkicu, a na njezino mjesto dolazit će druga lamela.

Magnetski tok promatranog svitka poništava se magnetskim tokom iz pomoćnih polova, pa

stoga magnetski tok pomoćnih polova mora imati smjer suprotan magnetskom toku koji

nastaje u svitku. Poništenje magnetskog toka svitka glavna je zadaća pomoćnih polova, pa se

prema tome i dimenzioniraju. Ovisno o dimenzioniranju pomoćnih polova može se dobiti više

vrsta komutacija.

4.3.2. Posljedice loše komutacije

Posljedica loše komutacije je jako iskrenje na kolektoru. Jako iskrenje oštećuje četkice i

kolektor, a može se čak pretvoriti u duge lukove koji mogu sasvim onesposobiti stroj. Hoće li

se pri komutaciji pojaviti iskrenje ili ne, ovisi o mnogim okolnostima. Razlozi koji dovode do

iskrenja gotovo su svi električkih ili mehaničkih uzoraka. Glavni električni uzrok loše

komutacije je velika gustoća struje pod četkicama u trenutku napuštanja lamela kolektora.

Četkica, naime, pri komutaciji može podnijeti ograničenu struju koja se kreće oko 10 A/cm²

površine četkica.

Električne posljedice loše komutacije, kao što je već rečeno, sprečavaju se ugradnjom

pravilno dimenzioniranih pomoćnih polova, te pravilno izvedenim namotom i spojevima

namota.

Mehanički uzroci iskrenja različiti su i mnogobrojni, a najvažniji su ovi:

- neokruglost i istrošenost kolektora, vibriranje kolektora što izaziva poskakivanje

četkica,

- neuglačanost četkica, izbrazdane površine četkica ili lamela uzrokovane prašinom,

nečistoćom ili lošom atmosferom u kojoj stroj radi,

- loš položaj četkica u držačima, naispravni pritisak ili smjer pritiska na četkice.

Spomenuti uzroci iskrenja po sebi upućuju kako se ti nedostatci mogu otkloniti. Što se tiče

posljedica one su jednake bilo iskrenje električkog ili mehaničkog podrijetla, pa u praksi

pojavi iskrenja treba obratiti posebnu pažnju.

4.4. Vrste istosmjernih strojeva i uzbuda

U uvodnom razmatranju spomenuto je da je svaki istosmjerni stroj upotrebljiv i kao generator

i kao motor. Ipak u pogonu između generatora i motora postoji razlika u raznim međusobnim

spojevima uzbude i armaturnog namota. Razna električka i mehanička svojstva, koja se u

pojedinim pogonskim slučajevima zahtjevaju od motora ili generatora, postižu se u prvom

redu raznim sustavima uzbude stroja ili raznim spojevima uzbude i izvora uzbude te raznim

spojevima stezaljki armature. Prema tome, da bi se upoznale razne vrste istosmjernih strojeva,

potrebno je prvo upoznati sve načine uzbude, zatim izvore uzbudne struje i, na kraju, način

spajanja.

U istosmjernom stroju postoji više namota u kojima se pobuđuju magnetski tokovi. Postoji

glavni uzbudni namot, namot pomoćnih polova, kompenzacijski namot i kompaudni namot.

Namot pomoćnih polova, kompenzacijski namot i kompaudni namot služe za poništenje

djelovanja reakcije armature, pa zato kroz te namote protječe cjeloukupna armaturna struja.

Upotreba permanentnih magneta za dobivanje glavnog magnetskog toka primjenjuje se samo

kod malih motora, jer se od istosmjernih strojeva većih snaga u pogonu zahtijevaju razni

uvjeti rada, a to permanentni magneti onemogućuju.

Istosmjerni strojevi većih snaga grade se samo s elektromagnetom kao glavnim magnetskim

polom. Po tome razlikujemo stranu i vlastitu uzbudu. Strana uzbuda sadrži uzbudnu struju

koja se dobiva iz nekog stranog izvora struje (npr. akumulatorske baterije). Vlastita uzbuda ili

samouzbuda dijeli se dalje u podskupine, ovisno o tome kako je uzbudni namot priključen na

armaturu. Tako postoji:

- serijska uzbuda, kod koje je uzbudni namot spojen u seriju s armaturnim namotom,

- paralelna uzbuda, kod koje je uzbudni namot priključen paralelno armaturnom

namotu,

- mješovita uzbuda, kod koje stroj ima dva uzbudna namota koji djeluju zajednički.

4.4.1. Paralelni rad istosmjernih generatora

U praksi se često upotrebljava paralelni rad istosmjernih generatora. To diktiraju pogonske

situacije i ekonomski razlozi.

Ako se u pogonu koji se napaja iz nekog istosmjernog generatora potrošnja električne energije

toliko povećava da postojeći generator ne može podmiriti sve potrebe, uključuje mu se

paralelno još jedan generator. Tada se opterećenje podijeli na oba generatora.

Ekonomski je to opravdano, jer je jeftinije od nabave novog velikog generatora koji bi mogao

podmiriti sve potrebe.

Pri uključivanju generatora u paralelni rad moraju biti ispunjeni uvjeti:

- generatori moraju imati slične vanjske karakteristike,

- naponi koje generatori daju mreži moraju biti jednaki,

- u pogonu generatori moraju biti stabilni,

- međusobno moraju biti spojene istoimene stezaljke.

Uvjet da generatori moraju imati slične vanjske karakteristike bit će ispunjen ako se u

paralelni rad uključe generatori jedne vrste npr. paralelni ili kompaudni. Serijski generatori ne

upotrebljavaju se za paralelni rad.

Datum predaje rada: ______________

Datum obrane rada: ______________

Komentar:

Ocjena: ______________