Motorul electric

Motorul electric

Cuprins

2Introducere

3Motorul de curent continuu

5Motorul de curent alternativ

9Alegerea motoarelor electrice pentru diverse utilizari

10Proprietatile motoarelor elctrice de constructie obisnuita si domeniile principale de folosire

11Bibliografie

Introducere

Electricitatea fiind o forma foarte avantajoasa de energie, generatoarele si motoarele electrice au o utilizare foarte larga de la motoare pentru burghie si pana la locomotive. Electricitatea exista la crearea materiei, intrucat materia este formata din atomi, care contin particule incarcate electric, numite electroni si protoni. Vechii greci stiau ca frecand o bucata de chihlimbar cu o bucata de panza, aceasta va atrage obiecte usoare, dar nu aveau o explicatie a acestui fenomen. De fapt, frecarea genereaza electricitate.

Termenii actuali de electron sau electricitate sunt deviati din grecescul elektron, care inseamna cihlimbar. Cu toate ca vechii greci facusera un mare pas pe drumul unei noi descoperiri, primul motor generator de electricitate a fost inventat abia in jurul anului 1600. Germanul Otto von Guerike a construit un motor simplu, care continea un balon cu sulf. Balonul era pus in miscare prin rotirea unui maner, tinand in acelasi timp o mana pe balon, aceasta se incarca electric din cauza frecarii. Pana in anii 1800 au fost inventate mai multe generatoare de energie de acest tip.Unmotor electric(sauelectromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transforma energia electrica in energie mecanica. Transformarea in sens invers, a energiei mecanice in energie electrica, este realizata de ungenerator electric. Nu exista diferente de principiu semnificative intre cele doua tipuri demasini electrice, acelasi dispozitiv putand indeplini ambele roluri in situatii diferite.Motoarele electrice pot fi grupate in urmatoarele categorii:- motoare de curent continuu;

- motoare de curent alternativ.

Cele de curent alternativ, la randul lor, se clasifica in:- asincrone;

- sincrone.

Indiferent de tipul motorului, acesta este construit din doua parti componente:statorsirotor.Statoruleste partea fixa a motorului, in general exterioara, ce include carcasa, bornele de alimentare, armatura feromagnetica statorica si infasurarea statorica.Rotoruleste partea mobila a motorului, plasata de obicei in interior. Este format dintr-un ax si o armatura rotorica ce sustine infasurarea rotorica. Intre stator si rotor exista o portiune de aer numitaintrefierce permite miscarea rotorului fata de stator. Grosimea intrefierului este un indicator important al performantelor motorului.Majoritatea motoarelor electrice functioneaza pe baza fortelor electromagnetice ce actioneaza asupra unui conductor parcurs decurent electricaflat in camp magnetic. Exista insa si motoare electrostatice construite pe baza fortei Coulomb si motoare piezoelectrice.Fiind construite intr-o gama extinsa de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte multe aplicatii: de la motoare pentru componente electronice (hard disc,imprimantaactionari electrice HYPERLINK "http://ro.wikipedia.org/wiki/Imprimant%C4%83" \o "Imprimant"

) pana la de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale).Motorul de curent continuuMotorul de curent continuua fost inventat in1873de Znobe Gramme prin conectarea unui generator de curent continuu la un generator asemanator. Astfel, a putut observa ca masina se roteste, realizand conversia energiei electrice absorbite de la generator. Astfel el a constatat, ca generatorul "initial" era de fapt o masina electrica reversibila, care putea lucra ca un convertizor de energie bidirectional.

Motorul de curent continuu are pe stator polii magnetici sibobinelepolare concentrate care creeaza campul magnetic de excitatie. Pe axul motorului este situat uncolectorce schimba sensul curentului prin infasurarea rotorica astfel incat campul magnetic de excitatie sa exercite in permanenta o forta fata de rotor.

In functie de modul de conectare a infasurarii de excitatie motoarele de curent continuu pot fi clasificate in:

motor cu excitatie independenta - unde infasurarea statorica si infasurarea rotorica sunt conectate la doua surse separate de tensiune

motor cu excitatie paralela - unde infasurarea statorica si infasurarea rotorica sunt legate in paralel la aceasi sursa de tensiune

motor cu excitatie serie - unde infasurarea statorica si infasurarea rotorica sunt legate in serie

motor cu excitatie mixta - unde infasurarea statorica este divizata in doua infasurari, una conectata in paralel si una conectata in serie.

Infasurarea rotorica parcursa de curent va avea una sau mai multe perechi de poli magnetici echivalenti. Rotorul se deplaseaza in campul magnetic de excitatie pana cand polii rotorici se aliniaza in dreptul polilor statorici opusi. In acelasi moment, colectorul schimba sensul curentilor rotorici astfel incat polaritatea rotorului se inverseaza si rotorul va continua deplasarea pana la urmatoarea aliniere a polilor magnetici.Pentru actionari electrice de puteri mici si medii, sau pentru actionari ce nu necesita camp magnetic de excitatie variabil, in locul infasurarilor statorice se folosesc magneti permanenti.Turatia motorului este proportionala cu tensiunea aplicata infasurarii rotorice si invers proportionala cu campul magnetic de excitatie. Turatia se regleaza prin varierea tensiunii aplicata motorului pana la valoarea nominala a tensiunii, iar turatii mai mari se obtin prin slabirea campului de excitatie. Ambele metode vizeaza o tensiune variabila ce poate fi obtinuta folosind un generator de curent continuu (grup Ward-Leonard), prin inserierea unorrezistoarein circuit sau cu ajutorul electronicii de putere (redresoarecomandate,choppere).

Cupluldezvoltat de motor este direct proportional cu curentul electric prin rotor si cu campul magnetic de excitatie. Reglarea turatiei prin slabire de camp se face, asadar, cu diminuare a cuplului dezvoltat de motor. La motoarele serie acelasi curent strabate infasurarea de excitatie si infasurarea rotorica. Din aceasta consideratie se pot deduce doua caracteristici ale motoarelor serie: pentru incarcari reduse ale motorului, cuplul acestuia depinde de patratul curentului electric absorbit; motorul nu trebuie lasat sa functioneze in gol pentru ca in acest caz valoarea intensitatii curentului electric absorbit este foarte redusa si implicit campul de excitatie este redus, ceea ce duce la ambalarea masinii pana la autodistrugere. Motoarele de curent continuu cu excitatie serie se folosesc in tractiunea electrica urbana si feroviara (tramvaie, locomotive).

Schimbarea sensului de rotatie se face fie prin schimbarea polaritatii tensiunii de alimentare, fie prin schimbarea sensului campului magnetic de excitatie. La motorul serie, prin schimbarea polaritatii tensiunii de alimentare se realizeaza schimbarea sensului ambelor marimi si sensul de rotatie ramane neschimbat. Asadar, motorul serie poate fi folosit si la tensiune alternativa, unde polaritatea tensiunii se inverseaza o data in decursul uneiperioade. Un astfel de motor se numestemotor universalsi se foloseste in aplicatii casnice de puteri mici si viteze mari de rotatie (aspirator, mixer).Viteza cu care un motor cu curent continuu functioneaza, depinde de puterea campului magnetic care actioneaza asupra rotorului, cat si de curentul rotorului. Cu cat este mai puternic campul magnetic, cu atat este mai mica rata rotatiei necesare sa creeze un curent secundar necesar pentru a contracara curentul aplicat. Din acest motiv viteza motoarelor cu curent continuu poate fi controlata prin variatia campului curentului.

Motorul de curent alternativ

Motoarele de curent alternativ functioneaza pe baza principiului campului magnetic invartitor. Acest principiu a fost identificat deNikola Teslain1882. In anul urmator a proiectat un motor de inductie bifazat, punand bazele masinilor electrice ce functioneaza pe baza campului magnetic invartitor. Ulterior, sisteme de transmisie prin curent alternativ au fost folosite la generarea si transmisia eficienta la distanta a energiei electrice, marcand cea de-a doua Revolutie industriala. Un alt punct important in istoria motorului de curent alternativ a fost inventarea de catreMichael von Dolivo-Dobrowlskyin anul 1890 a rotorului in colivie de veverita.

Motoarele electrice de curent alternative se impart in doua categorii principale: motoare asincrone si motoare sincrone.

Motorul electric asincron

Motorul electric asincron este o masina electrica simpla,robusta,usor de manipulat,ieftina,avand un randament bun si un cuplu de pornire ridicat.El este caracterizat printr-o viteza de functionare care variaza cu sarcina (la frecventa constanta a curentului de alimentare).Ca orice masina electrica,motorul asincron este reversibil,adica,daca este antrenat de un alt motor primar la viteze suprasincrone,el functioneaza ca generator electric,iar daca i se caleaza rotorul el functioneaza ca transformator static(regulator de inductie),folosit la reglarea tensiunii retelelor.

Cand transformatorul asincron functioneaza in gol,el absoarbe un current aproape in intregime reactive(pemtru magnetizarea circuitului sau magnetic).Pentru pierderile in fier si in infasurari,mecanica si de ventilatie,el absoarbe un curent activ relativ redus.In aceasta situatie,factorul sau de putere este foarte mic la mersul in gol,deci un dezavantaj.

Motoarele electrice asincrone sunt de mai multe tipuri:

cu rotorul bobinat(si inele colectoare);

cu rotorul in scurtcircuit;

cu rotorul in bare inalte;

cu rotorul de tip Dolivo-Dobrovolski(dubla colivie).

Cele mai uitilizate sunt primele doua tipuri de motoare asincrone.

Reglajul vitezei motoarelor asi