Motorul electric. Generalitati
Un motor electric (sau electromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transformă energia electrică în energie mecanică. Transformarea în sens invers, a energiei mecanice în energie electrică, este realizată de un generator electric. Nu există diferențe de principiu semnificative între cele două tipuri de mașini electrice, același dispozitiv dispozitiv putând îndeplini ambele roluri în situații diferite. Principiu de functionare
Majoritatea motoarelor electrice funcționează pe baza forțelor electromagnetice ce acționează asupra unui conductor parcurs p arcurs de curent electric aflat în câmp magnetic. Există însă și motoare electrostatice construite pe baza forței Coulomb și motoare piezoelectrice. Utilizare: Fiind construite într-o gamă extinsă de
puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte multe aplicații: de la motoare pentru componente electronice (hard disc, imprimantă) până la acționări electrice de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale). Clasificare:
Motoarele electrice pot fi clasificate după tipul curentului electric ce le parcurge: motoare de curent continuu și motoare de curent alternativ. În funcție de numărul fazelor curentului cu care funcționează, motoarele electrice pot fi motoare monofazate sau motoare polifazate (cu mai multe faze). Motoare de curent continuu:
Funcționează pe baza unui curent ce nu-și schimbă sensul, curent continuu. În funcție de modul de conectare al înfășurării de excitație, motoarele de curent continuu se împart în patru categorii:
Cu excitație derivație Cu excitație serie Cu excitație mixtă Cu excitație separată Frânarea motorului de curent continuu
În regim de frânare motorul primeşte putere mecanică de la arbore şi putere electrică de la reţea şi le transformă ireversibil în căldură, dezvoltând totodată un cuplu de franare.
Frânarea electrică se foloseşte în următoarele scopuri: - menţinerea constantă a vitezei atunci când apar cupluri datorate unor forţe potenţiale (de inerţie, gravitaţie) sau variaza momentul rezistent M r . - reducerea vitezei unghiulare impusă de procesul tehnologic sau în scopul opririi. - menţinerea în repaus a organului de lucru atunci când apar cupluri destabilizatoare. Avantajele frânării electrice: 1
- lipsa uzurii mecanice - gabarit redus (lipsesc frânele mecanice) - dezvoltarea unor cupluri de franare cu valori controlabile - posibilitatea recuperării parţiale a energiei (transformarea energiei cinetice în energie
electrică) Metode de frânare electrice: -
dinamică (în regim de generator fără recuperarea energiei) recuperativă (în regim de generator cu recuperarea energiei) prin inversarea sensului de rotaţie (propriu-zisă) frânarea la cuplu rezistent constant Frânarea dinamică a motorului c.c.
Constă în decuplarea alimentării rotorului şi cuplarea lui pe o rezistenţă de frânare R f . Excitaţia fiind cuplată, motorul trece în regim de generator nerecuperativ, energia electrică produsă fiind consumată (transformată în căldură) pe rezistenţa de frânare. Deoarece U 0 , rezultă: n
Rr R f
* M
K e * K m * 2
, de unde: M f
n
b
,
deci, o dreaptă ce trece prin origine cu coeficientul unghiular negativ. (caracteristicile 2, 3, 4,-fig. 3.1). Se observă că, cu cât R f este mai mică, cu atât momentul de frânare este mai mare, fiind maxim pentru R f
0 (rotor
în scurt circuit, caracteristica naturala ca
generator 5). Punerea în scurt nu se utilizează datorită şocului termic şi mecanic la care este supus motorul.
Fig. 3.1
2
Frânarea dinamică este bruscă, dar M f scade odată cu scăderea n , de aceea, pentru o oprire mai rapidă se poate face frânarea în trepte (caracteristicile 2,3,4,5), în cadrul unor comutari automate. Exemplu-schemă de pornire – frânare cu o singură treaptă intermediară (fig. 3.2):
Fig. 3.2 d 1 - releu de curent nominal d 2 - releu de tensiune pentru pornire d 3 - releu de tensiune pentru frânare R p , R f - rezistenţă de pornire (frânare)
C 1 , C 2 - contactor de pornire (frânare)
Pornirea se realizeaza prin apasarea butonului b1 , prin aceasta fiind alimentata bobina C1. Ca urmare se deschide contactulC 13 , iar apoi prin inchiderea contactului C 11 se realizeaza pornirea motorului cu rezistenta R p inseriata cu rotorul. Prin crestetea turatiei are loc variatia tensiunii la bornele rotorului care este detectata de releul de tensiune d 2 , care la valoarea programata a tensiunii isi inchide contactul d 2 ,şuntând rezistenta de pornire R p (se sare din punctul B in punctul C). In continuare motorul functioneaza pe caracteristica naturala 2.
3
