Acasa » Tehnologii » Ce mare inginerie!Generatorul de curent continuu. Functionare

Generatorul de curent continuu. Functionare

 26 Septembrie 2021, 16:55  |   Rombadconstruct  |   Ce mare inginerie!

Generatorul de curent continuu
Generator de curent continuu

Bobinele de excitatie ale polilor, parcurse de curentul de excitatie de intensitate Ie, produc un camp magnetic ale carui linii se inchid prin carcasa, poli, intrefier si pachetul de tole al rotorului (fig. 1). Totalitatea liniilor de camp care trec de la un pol la indus formeaza fluxul magnetic inductor Φ al masinii. Periile sunt astfel plasate pe colector incat curentul sa treaca numai intr-un anumit sens. La mersul in sarcina, indusul este parcurs de curentul rotoric de intensitate Ir producand si el un camp magnetic denumit camp de reactie. Campurile magnetice ale indusului si inductorului se compun intr-un camp magnetic rezultat. In zonele in care campul inductor are acelasi sens cu campul de reactie, campul rezultat se intensifica, iar zonele in care cele doua campuri au sensuri contrare, campul rezultat este slabit. Ca urmare a deformarii campului rezultat, periile se decaleaza fata de axa neutra geometrica in sensul rotatiei rotorului (la motor, decalarea periilor se face in sens invers).

Fluxul magnetic al motorului
Fig. 1 - Fluxul magnetic al motorului de curent continuu si sensul tensiuni electromotoare induse, la functionarea in gol

Pentru obtinerea unor tensiuni electromotoare mai mari si cu variatii cat mai reduse, pe rotoarele generatoarelor de curent continuu folosite in practica se infasoara mai multe bobine facand intre ele unghiuri egale, colectorul fiind prevazut cu un numar corespunzator de lamele. Astfel, folosind 16 bobine, variatiile tensiunii scad sub 1%, iar cu 30 de bobine, sub 0,1%, adica practic se obtin o tensiune la borne si un curent continuu constante. Dinamul transforma energia mecanica transmisa de motorul primar rotorului in energie electrica.

Tensiunea electromotoare e produsa de un generator de curent continuu (dinam) este proportionala cu numarul de spire N ale rotorului, cu valoarea Φ a fluxului magnetic inductor al masinii si cu numarul de rotatii pe secunda n (turatia) ale rotorului:

E = KNΦn,

unde K este un coeficient care depinde de constructia masinii. O parte din tensiunea electromotoare E acopera caderile interioare de tensiune, iar restul ajunge la borne ca tensiune la borne U.

Scheme generatoare de curent
Fig. 2 - Schemele generatoarelor de curent continuu
a - cu excitatie serie; b - cu excitatie derivatie

In cazul generatorului de curent continuu serie (fig. 2, a) tensiunea la borne, conform legii lui Ohm, va fi:

U = E - (r + ri)I,

in care r este rezistenta rotorului, ri rezistenta infasurarii electromagnetilor inductorului (infasurarea de excitatie), iar I este intensitatea curentului prin consumatorul R din circuitul exterior.

In cazul generatorului de curent continuu derivatie (sut) (fig. 2, b) tensiunea la borne va fi in acelasi timp si tensiunea la perii. Caderea de tensiune pe infasurarile inductorului este:

U = E - rIr = riIe,

unde s-a notat prin Ir intensitatea curentului din rotor si prin Ie intensitatea curentului de excitatie.

Functionarea generatoarelor de curent continuu se bazeaza pe existenta unui magnetism remanent datorita magnetizarii inductorului din functionarile anterioare. La pornire Ie = 0, masina produce o tensiune electromotoare egala cu aproximativ 2-5% din tensiunea electromotoare nominala. Fluxul magnetic inductor creste indata dupa pornire intrucat fie tot curentul indus, fie doar o parte a sa (dupa tipul de autoexcitatie), strabate infasurarea de excitatie si produce un camp magnetic care, daca are acelasi sens cu campul remanent, va da un camp rezultat marit. In acest caz, tensiunea electromotoare a generatorului creste si, ca urmare, va creste si intensitatea curentului de excitatie care mareste, la randul sau, fluxul magnetic inductor si asa mai departe. Se ajunge astfel ca in scurt timp generatorul sa functioneze la parametrii nominali, adica sa dea tensiunea si intensitatea curentului la valorile corespunzatoare functionarii normale a masinii generatoare de curent continuu.

Cuplul rezistiv si randamentul generatorului de curent continuu

In prezenta campului magnetic produs de polii de excitatie, rotorul masinii este invartit de un motor primar, care cedeaza generatorului la capatul de arbore, o putere mecanica P1 egala cu suma dintre puterea electromagnetica definita ca P = EIr, puterea corespunzatoare frecarilor Pfr si puterea corespunzatoare pierderilor in fier PFe. La functionarea in sarcina a generatorului, intre curentii din conductorii rotorului si campul inductor B apar forte electromagnetice Fr, care creaza un cuplu electromagnetic rezistent avand momentul Me; dar

P = 2Frv = 2Frωr = Meω si
P = EIr = KNΦnIr, deci
Me = P|ω = P|2πn = K'NΦIr (fig. 3),

unde ω = 2πn este viteza unghiulara a rotorului, n turatia lui, K' = K|2π.

Producerea cuplului la generator
Fig. 3 - Producerea cuplului rezistiv la generatoarele de curent continuu

Randamentul generatorului de curent continuu (dinamului) este egal cu raportul dintre puterea electrica generata la bornele sale P2 = UI, adica cedata retelei (putere utila) si puterea P1 a motorului care il actioneaza (putere consumata):

η = P2|P1 = UI|P1.

Generatoarele de curent continuu se folosesc in industriile de electroliza, ca excitatoare la generatoarele de curent alternativ, pentru obtinerea curentului necesar sudurii prin arc electric, la autovehicule etc.

Alte articole

    Emisia termoelectrica

Emisia termoelectrica

Thomas Alva Edison (1847-1931) a aratat in anul 1884 ca materialele […]

Mai mult…

    Eroarea de paralaxa

Ce este o dioda?

In aparatele casnice si instalatiile electrice se gasesc o serie de […]

Mai mult…

    Eroarea de paralaxa

Ce este paralaxa si eroarea de paralaxa?

Paralaxa este deplasarea aparenta a unui corp […]

Mai mult…
Categorii
Comentati cu profilul de Facebook