CONSTRUCŢIA sI PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE ALE
MAsINII DE CURENT CONTINUU
|
|
|
|
|
|
Fenomenele descrise pot
fi explicate si utilizând expresia t.e.m. induse prin pulsatie, în
care valoarea t.e.m. este proportionala cu derivata în raport cu
timpul a fluxului magnetic ce strabate planul spirei, adica cu 
. În pozitiile a
si c fluxul este maxim, deci
derivata sa în raport cu timpul este nula; în pozitiile b si d, variatia fluxului este maxima si, odata cu
ea, este maxima si t.e.m. indusa.
|
|
|
|
Miezul polilor de excitatie este realizat din otel masiv sau din tole de grosime mare, dat fiind ca fluxul magnetic prin stator este constant în timp, de aceea în stator nu au loc pierderi în fier. Polul se compune din corpul polului, de sectiune mai îngusta, pe corp fiind montata înfasurarea de excitatie; talpa polului este larga, ea reprezinta 0,7 - 0,8 din pasul polar, în scopul de a oferi o suprafata cât mai mare pentru trecerea fluxului magnetic de excitatie prin întrefierul masinii în indus.
Miezul magnetic al indusului este confectionat din tole de cca. 0,5 mm grosime, astfel încât pierderile Foucault care se produc în miez sa fie mentinute la o valoare mica.
Asa cum s-a aratat, pentru a se obtine o tensiune la borne practic constanta, numarul de sectii si, odata cu acesta, numarul de lamele de colector trebuie sa fie cât mai mare. O sectiune printr-un colector cu 32 de lamele este înfatisata în figura 5.5. Lamelele sunt confectionate din cupru laminat la rece (ecruisat), pentru a prezenta o suprafata dura pe care freaca periile. Lamelele si izolatia dintre ele au forma de coada de rândunica, ceea permite fixarea lor într-un butuc, montat, la rândul lui, pe acelasi arbore cu miezul magnetic al masinii.
Materialul din care se confectioneaza periile este realizat pe baza de grafit si cupru, pentru a avea o buna conductivitate electrica si, în acelasi timp, pentru a fi moale, astfel încât sa provoace uzura minima a suprafetei lamelelor supusa frecarii. Latimea periilor reprezinta, de regula, de 2-3 ori latimea unei lamele.
În cazul în care numarul de perechi de poli ai masinii de curent continuu este mai mare decât 1, în fiecare axa neutra se monteaza câte o pereche de perii; periile de aceeasi polaritate se leaga împreuna, realizându-se în acest fel cele doua borne ale indusului.
Este de remarcat faptul ca curentul total care circula prin circuitul exterior al masinii, în înfasurarea indusului se divide, fiecare fractiune circulând prin câte o cale de înfasurare. Numarul de cai de înfasurare depinde de tipul înfasurarii din rotor: în orice caz, el este par, egal cu 2a, a fiind numarul perechilor de cai de înfasurare. Daca I este intensitatea curentului prin circuitul exterior, curentul pe calea de înfasurare va fi
. (5.1-3)
Dat fiind ca latimea periei depaseste întotdeauna latimea lamelei de colector, de câte ori peria calca simultan pe doua lamele, sectia din înfasurarea indusului va fi scurtcircuitata. Înainte de producerea scurtcircuitului, prin spirele sectiei circula curentul ia, dupa scurtcircuitare sectia trece în alta cale de curent, prin care circula curentul - ia În intervalul de timp în care are loc scurtcircuitarea, curentul variaza de la valoarea ia la valoarea - ia; în sectia scurtcircuitata se va induce o t.e.m. de comutatie, care determina producerea unui arc electric între perie si lamela cu care se stabileste contactul sau lamela pe care peria o stabileste. Fenomenul se numeste producere a scânteilor la colector si poate fi foarte periculos, determinând uzarea prematura a periilor, a lamelelor de colector sau, în cazuri nefavorabile, producerea focului circular la colector, care echivaleaza cu un scurtcircuit al înfasurarii indusului si deci cu un defect grav al masinii.
Pentru preîntâmpinarea acestui fenomen, masinile de curent continuu sunt prevazute cu poli de comutatie. Acestia sunt montati în axa neutra, conform figurii 5.1,b; ei excita un flux magnetic de o valoare proportionala cu cea a curentului din indus. Prezenta acestor poli determina inducerea în sectia care comuta a unei t.e.m. suplimentare care compenseaza t.e.m. de comutatie, ceea ce are ca urmare reducerea sau chiar suprimarea scânteilor la colector.
În cursul functionarii masinii de curent continuu, solenatia circuitului indusului determina excitarea unui flux de reactie a indusului, îndreptat dupa axa neutra. În cazul unor servicii de exploatare grele, acest flux poate determina functionarea defectuoasa a masinii: pentru a preîntâmpina acest fenomen, unele masini au prevazuta în constructia lor o înfasurare de compensatie, montata în talpile polilor, parcursa, de asemenea, de curentul prin indus (fig. 5.1,b). Solenatia acestei înfasurari excita un flux care compenseaza actiunea fluxului de reactie a indusului, ceea ce face masina sa se comporte mult mai sigur în functionare.
În raport cu masinile asincrona si sincrona, masina de curent continuu prezinta o constructie mult mai complicata, ceea ce o face mai putin fiabila în exploatare. Existenta si în prezent în productie si în exploatare a acestei masini se explica prin faptul ca, spre deosebire de celelalte masini, la care reglarea turatiei se face relativ anevoios si cu pierderi de putere, masina de curent continuu permite o reglare simpla si economica a vitezei de rotatie.
Cele doua inele sunt montate pe arborele indusului. Ele au acelasi diametru; în figura 5.1 diametrele lor s-au desenat diferite, pentru ca figura sa poata fi reprezentata în plan.
|
