masini electrice 1 curs 11
TRANSCRIPT
-
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
2/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 2
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
3/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 3
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).
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
4/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 4
Cu excitaţie
separată
Cu excitaţie
proprie
Derivaţie Mixtă (compound) Serie
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
5/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 10 5
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
6/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 6
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
7/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 7
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
8/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 8
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
9/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 9
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.
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
10/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 10
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
11/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 11
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.
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
12/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 12
Caracteristica externă
cstsicstIlaIf U E
R S
AE
iA uA
E
iE
uE
R C
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
13/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 13
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!!!
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
14/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 14
REGIMUL DE MOTOR
P
pFe
pmec
ps pCu pperii
Pm Pu = M• PA = UA·IA
PE = pE
Bilanţul energetic
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
15/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 15
E
iE
uE
AE
iA
uA
AE
pAAA
EEE
K E
EUIR U
IR U
ECUAŢIILE IN REGIM STAŢIONAR
- 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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
16/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 16
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
17/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 17
If n
Caracteristica de sarcină
Ik
R nn
AEe
a0
If M
Caracteristica cuplului
electromagnetic
IK M AE
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
18/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 18
Caracteristica mecanica
AEe
AA
k
IR Un
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
19/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 19
IK K E
EUIR R U
AE
pEA
ECUAŢIILE IN REGIM STAŢIONAR
- 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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
20/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 20
Caracteristica de magnetizare
1
sat
1
satAEI
tg,II
I
If M
Caracteristica cuplului
electromagnetic
1sat
1
2
II,IK
II,tgIK M
If
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
21/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 21
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
22/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 22
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
-
8/15/2019 Masini Electrice 1 Curs 11
23/23
2015-2016 Masini electrice 1 - Curs 11 23
Modificarea tensiunii la bornele
circuitului rotoric
Modificarea fluxului de excitaţie Modificarea rezistentei rotorice