MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII, TINERETULUI I SPORTULUI

Colegiul Tehnic Proiect

Pentru sustinerea examenului

de certificare a competentelor

nivel 3

Profil: Tehnic

Filiera: Tehnologica

Domeniul: Tehnician n Instalaii Electricendrumtor Candidat,Prof. Ing.

Elev:

An Scolar:

2014-2015Maini electrice de curent continuuCuprins1.Argument

2.Noiuni generale3.Generatorul de curent continuu4.Motorul de curent continuu5.1.Argument

Odat cu trecerea timpului tehnologia a avansat, mereu aducnd nouti pentru omenire i utilizatorii ei. Chiar i n domeniul tehnic, mai precis n cel electric, apar modificri zilnice, noi produse, noi tehnologii folosind aceleai legi ale fizicii, aceleai principii de funcionare, aceleai mrimi i fenomene caracteristice.

nc din copilrie mi-a plcut aceast evoluie i am decis s fiu parte a ei sau mcar s ncerc s neleg fenomenele, drept pentru care am ales s urmez un profil tehnic n timpul liceului Tehnician n instalaii electrice.

Urmnd profilul acesta i studiind materiile de profil am ntlnit denumirea de maini electrice, un subiect interesant i frumos, care mi-a plcut i mi-am dorit s m documentez i s aflu mai mult, astfel am cutat informaii despre mainile electrice i am aflat c sunt dou mari categorii i anume: maini electrice de curent alternativ i maini electrice de curent continuu, aadar n paginile acestui atestat va fi prezentat una din aceste categorii, anume, mainile electrice de curent continuu.

Prin noiunea de main, n general, se ntelege un sistem tehnic, format din organe i mecanisme, care execut micri determinate pentru efectuarea unui lucru mecanic util, sau pentru transformarea unei forme de energie n energie mecanic sau orice alt fel de energie.

Cea mai important categorie de maini, datorit largii utilizri n diverse domenii, o constituie mainile electrice care vor fi tratate n continuare. Marea majoritate a mainilor electrice utilizate n tehnic sunt maini electrice rotative i au la baza funcionarii lor fenomenul de inducie electromagnetic.

Maina electric de curent continuu, aa cum o spune i denumirea este o main electric care folosete curentul continuu i nu cel alternativ.

Aadar n paginile acestei lucrri vor fi tratate noiuni despre mainile electrice de curent continuu n sperana c se va nelege principiul de funcionare, mrimile caracteristice i utilitatea lor n mediul nconjurtor.

2.Noiuni generaleMainile de curent continuu se caracterizeaz prin faptul c prin circuitul exterior trece curent continuu, iar tensiunile electromotoare se induc numai prinbmicare. Acestea pot fi cu colector (redresor mecanic) sau cu inele (maini unipolare).

Mainile de curent continuu cu colector au fost primele generatoare industriale de energie electromagnetic realizate be baza induciei electromag-netice. Apariia curentului alternativ sinusoidal, n special a sistemului trifazat de producere, transmitere i distribuie a energiei electrice, a restrns mult domeniul de utilizare a mainilor de curent continuu. Se mai folosesc generatoare de curent continuu pentru sudur, pentru autovehicule sau aplicaii n electrochimie.

Principala utilizare actual a mainii de curent continuu este cea de motor electric, datorit caractersiticilor mecanice mai avantajoase. Astfel, motoarele de curent continuu se utilizeaz n traciunea electric (tramvaie, troleibuse,locomotive electrice), n industria metalurgic i siderurgic pentru acionarea unor mecanisme (laminoare, bluminguri, maini de trefilat etc.) i n general n acionrile care necesit reglajul turaiei n limite largi. n ultimul timp, motoarele de curent continuu i-au lrgit domeniul de aplicare n acionrile electrice datorit surselor de tensiune continu reglabil cu ajutorul redresoarelor comandate.

Maina de curent continuu se compune, ca orice main electric, din dou pri principale: statorul, care este partea fix a mainii i reprezint inductorului i rotorul, care este partea mobil i reprezint indusul. Statorul are urmtoarele elemente componente: carcasa, scuturile, polii de excitaie, polii auxiliari (de comutaie), nfurarea de excitaie, nfurarea auxiliar, dispozitivul port perii cu perii, cutia cu borne.

Rotorul are urmtoarele elemente componente: miezul magnetic rotoric (confecionat din tole de oel electrotehnic cu grosimea de 0,5mm, izolate ntre ele cu lac sau oxizi, fixat de axul rotorului prin intermediul unor pene), nfurarea rotoric (este o nfurare nchis, ale crei bobine sunt nseriate la lamelele colectorului), arborele (axul mainii), colectorul (este un corp cilindric format din lamele de cupru dispuse radial sub form de coroan, izolate ntre ele i fa de ax prin plcue de micanit, i rigidizate prin conuri de strngere, inele de fretare, sau prin turnare ntr-o mas izolant), ventilatorul, care este situat la extremitatea arborelui, opus colectorului. Fiecare lamel de colector este prevzut la unul din capete cu un canal radial n care se lipesc legturile de la nfurarea indusului. Pe colector freac periile din grafit sau cupru grafitat, ghidate n portperii, care sunt susinute de suporii portperii. Tijele portperii sunt conectate la cutia cu borne. Miezul magnetic este prevzut n exterior cu cretturi longitudinale n care sunt aezate bobinele nfurrii induse rotorice.3.Generatorul de curent continuu

Principiul de funcionare

Generatorul de curent continuu este o main electric de curent continuu care transform energia mecanic a unei surse primare de energie n energie electric sub forma curentului continuu.La baza funcionrii generatorului de curent continuu, se afl fenomenul de inducie electromagnetic, care const n inducerea unei tensiuni electromotoare ntr-un conductor care delimiteaz o suprafa prin care exist o variaie de flux magnetic.Pentru a examina funcionarea generatorului de curent continuu se ia n considerare cel mai simplu generator format dintr-o spir, care se rotete ntr-un cmp magnetic constantCapetele spirei sunt conectate la dou semiinele, care se deplaseaz odat cu spira, n contact cu aceste dou semiinele fiind dou perii fixe.n urmtoarea imagine este prezentat schema generatorului de curent continuu.

Se consider c spira, format din conductoarele active ab i cd, este rotit de ctre o for exterior n sensul indicat n figur. n timpul rotirii conductoarele ab i cd, spira intersecteaz liniile cmpului magnetic, realizndu-se astfel o variaie de flux magnetic.Polaritatea tensiunilor induse n conductoarele ab i cd se poate determina cu regula minii drepte, innd seama de sensul fluxului magnetic i de sensul de deplasare a conductoarelor. Aplicnd aceast regul pentru poziia spirei din figur, se obin polaritile indicate n reprezentare.Cnd un conductor de lungime l se deplaseaz ntr-un cmp magnetic de inducie constant B, cu o vitez v, iar deplasarea conductorului se face sub un unghi oarecare fa de vectorul inducie magnetic, tensiunea electromotoare indus n conductor are expresia:u e = l v sin

n cazul rotirii spirei, unghiul este variabil n timp. S-a considerat ca origine pentru unghiul axa neutr. Astfel, dac spira se gsete n planul orizontal ca n figura urmtoare, unghiul are valoarea zero. n acest moment conductoarele ab i cd se deplaseaz paralel cu liniile de cmp magnetic i tensiunile induse n cele dou conductoare sunt nule (ue = 0).

Dac spira se rotete cu 90 ajunge n poziia din figura urmtoare, unghiul devenind egal cu 90. n acest caz, tensiunile induse n cele dou conductoare devin maxime, doarece = 90 i sin 90 = 1. Se observ c tensiunea indus n spir este maxim atunci cnd conductoarele care o formeaz se gsesc pe axa polar. n figur s-a indicat i polaritatea tensiunii induse la capetele a i respectiv d ale celor dou conductoare.

Prin rotirea spirei cu nc 90 se ajunge n poziia din figura urmtoare, cnd = 180 i tensiunile induse sunt nule.

Spira fiind rotit cu nc 90 se ajunge n poziia din figura urmtoare cnd = 270. Tensiunile induse sunt maxime, ca i n cazul = 90, dar se observ c s-a schimbat polaritatea acestora, acum captul a are semnul minus i captul d plus.

n concluzie n spir se induce de fapt o tensiune alternativ sinusoidal,reprezentat n urmtorul grafic:

Trebuie reinut ns faptul c, odat cu rotirea spirei, se rotesc i cele dou semiinele, n timp ce periile A i B sunt fixe. Astfel, pentru unghiul cuprins ntre 0 i 180, cnd la captul a exist potenialul pozitiv, semiinelul conectat la aceasta se gsete n contact cu peria A i deci, aceasta se gsete la potenialul pozitiv. Cnd spira ajunge pe poziia axei neutre, semiinelul conectat la captul a trece n contact cu peria B. Astfel, pentru unghiul cuprins ntre 180 i 360, cnd extremitatea a se gsete la un potenial negativ, semiinelul respectiv rmne n contact cu peria B.n concluzie, sistemul format din cele dou semiinele, care reprezint lamelele colectorului, i periile formeaz de fapt un redresor de tensiune i polaritatea tensiunii culese la cele dou perii rmne neschimbat: plus la peria A i minus la peria B. Prin aceasta se obine un sens neschimbat al curentului i prin circuitul exterior, reprezentat prin sarcina RS.

Dup cum se poate vedea i n urmtorul grafic tensiunea culeas la perii, n cazul unei singure spire, nu este de fapt o tensiune continu, ci o tensiune pulsatorie. Dac ns, aa cum se ntmpl de fapt n realitate, rotorul nu este format dintr-o singur spir, ci din mai multe spire dispuse decalat la periferia sa, tensiunea culeas la perii va reprezenta suma tensiunilor electromotoare induse n spirele conectate n serie la un moment dat ntre cele dou perii. n acest caz tensiunea culeas la perii va avea o pulsaie mult mai mic i dac numrul spirelor, care sunt nseriate se mrete mult, tensiunea culeas la perii va avea pulsaii foarte mici putnd fi considerat tensiune continua

Tensiunea obinut la bornele generatorului de curent continuu este proporional cu fluxul magnetic produs de curentul de excitaie (ex) i cu viteza de rotaie a rotorului generatorului (n):

Ue = K n exunde K este un factor de proporionalitate care depinde de construcia generatorului de curent continuu, avnd expresia:K=pNa60unde:- p este numrul perechilor de poli

- a este numrul cilor de curent - N este numrul total de conductoare din care este alctuit nfurarea rotoric.

n cazul n care la bornele generatorului de c.c. este conectat o sarcin RS, tensiunea la perii va fi mai mic datorit cderilor de tensiune pe rezistena echivalent a nfurrii rotorice i pe rezistenele de contact perii lamele colectoare.Reacia indusului

Cnd generatorul funcioneaz n gol (nfurarea rotoric nu este parcus de curent), n interiorul su exist numai fluxul magnetic statoric produs de curentul de excitaie. Fluxul de reacie a indusului se obine atunci cnd generatorul funcioneaz n sarcin, deoarece curentul care trece prin nfurarea rotoric produce un flux magnetic, care compunndu-se cu fluxul magnetic de excitaie duce la apariia unui flux magnetic rezultant, care nu mai este orientat de-a lungul axei polare, ceea ce are ca efect deplasarea axei neutre a generatorului.Astfel, n timp ce fluxul magnetic de excitaie (ex) este orientat de-a lungul axei polare, fluxul magnetic al rotorului (R) va fi orientat de-a lungul axei geometrice neutre (sensul su fiind determinat cu regula burghiului drept innd cont de sensul curentului Ir prin nfurarea rotoric).n concluzie, cmpul magnetic rezultant din compunerea celor dou cmpuri magnetice va fi orientat de-a lungul unei axe, deplasat cu un unghi fa de axa geometric neutr. Valoarea unghiului depinde de intensitatea curentului prin nfurarea rotoric, deci de valoarea sarcinii generatorului.Acest fenomen are o serie de consecine negative, care sunt urmtoarele:

Micorarea tensiunii culese la perii, deoarece periile sunt astfel dispuse pe colector nct s culeag tensiuni induse n conductoarele care se afl n dreptul polilor de excitaie. Datorit reaciei indusului, tensiunile nu vor mai fi maxime n conductoarele situate n dreptul polilor de excitaie, ci n conductoarele decalate ca poziie cu un anumit unghi (polii se deplaseaz datorit reaciei indusului). Apariia de scntei la perii, deoarece trecerea periei de la o lamel la alta trebuia s aib loc cnd tensiunile induse n conductoarele conectate la lamelele colectorului sunt minime, adic cnd conductoarele respective se afl pe axa geometric neutr. Astfel, prin modificarea poziiei axei geometrice neutre, rezult c tensiunile induse n conductoare vor avea o numit valoare, ducnd la apariia de scntei ntre lamel i perie, datorit fenomenului de autoinducie.Pentru reducerea efectelor negative ale reaciei indusului, se pot lua urmtoarele msuri: Dispunerea periilor pe colector, decalat cu un anumit unghi fa de axa geometric neutr, n sensul de rotaie a rotorului. Aceast msur nu este eficient, deoarece curentul prin nfurarea rotoric depinde de sarcina generatorului, astfel, pentru anularea efectelor reaciei indusului, odat cu modificarea valorii sarcinii generatorului ar trebui modificat unghiul de dispunere a periilor. Montarea unor poli auxiliari pe axa geometric neutr, care s creeze un cmp magnetic suplimentar orientat invers fa de cmpul magnetic de reacie a indusului. nfurrile polilor suplimentari se conecteaz prin intermediul periilor n serie cu nfurarea rotoric, rezultnd o anulare permanent a cmpului magnetic de reacie a indusului.Clasificarea generatoarelor de curent continuu

Dup modul n care se alimenteaz nfurarea de excitaie a generatorului de curent continuu, se disting dou tipuri de generatoare: generatoare de curent continuu cu excitaie separate

generatoare de curent continuu cu autoexcitaie

Generatoarele de curent continuu cu autoexcitaie sunt de urmtoarele tipuri:-generatoare de curent continuu cu excitaie derivaie (nfurarea de excitaie este alimentat n serie cu circuitul indusului);

-generatoare de curent continuu cu excitaie serie (nfurarea de excitaie este alimentat n serie cu circuitul indusului);-generatoare de curent continuu cu excitaie mixt (este prevzut cu dou nfurri de excitaie, una alimentat n paralel, iar cealalt n serie cu circuitul indusului).Pentru puteri mici, generatoarele de curent continuu pot fi realizate i cu magnei permaneni, acestea avnd caracteristici similare cu generatoarele de curent continuu cu excitaie separat.La generatorul de curent continuu cu excitaie separat, nfurarea de excitaie este alimentat de la o surs de tensiune continu separat. n urmtoarea figur este prezentat schema electric a unui generator de curent continuu cu excitaie separate:

Deoarece tensiunea electromotoare indus n nfurarea rotoric este proporional cu valoarea fluxului magnetic de excitaie i cu turaia rotorului, rezult c tensiunea electric produs de generator se poate modifica modificnd mrimea fluxului de excitaie. Astfel, reglarea tensiunii de ieire se poate realiza cu ajutorul poteniometrului Rp prin modificarea intensitii curentului de excitaie, deci implicit i a fluxului de excitaie, care este proporional cu Iex.

n figura urmtoare este prezentat schema electric echivalent a circuitului format din nfurarea rotoric a generatorului i sarcina Rs:

Unde: -Rr este rezistena nfurrii rotorice - rp este rezisten de contact perie-colector - E este tensiunea electromotoare indus n nfsurarea rotoric

Generatorul de curent continuu cu autoexcitaie, pentru acest model de generator alimentarea nfurrii de excitaie se realizeaz cu tensiune proprie produs de generator, datorit magnetismului remanent al polilor de excitaie.

Deoarece polii de excitaie rmn excitai, rezult c n interiorul generatorului exist permanent un flux magnetic de excitaie slab, care induce n nfurarea rotoric o tensiune electromotoare de valoare mic, atunci cnd este rotit rotorul.

Aceast tensiune electromotoare va alimenta nfurarea de excitaie, rezultnd un curent de excitaie i deci un flux magnetic de excitaie, care se va aduga la fluxul magnetic remanent determinnd creterea tensiunii electromotoare induse n nfurarea rotoric, cretere curentului de excitaie i n continuare a fluxului de excitaie. Fenomenul se produce n avalan pn la obinerea regimului nominal de funcionare a generatorului.

n figura urmtoare este prezentat schema electric a generatorului de current continuu cu excitaie derivaie. n furarea de excitaie este conectat n paralel cu nfurarea rotoric i cu sarcina. Cu poteniometrul RP se regleaz curentul de excitaie, deci i tensiunea electric produs de generator.

Ecuaia de funcionare se obine la fel ca i n cazul precedent i este dat de relaia:US = E (Rr + rp ) Ir

curentul prin nfurarea rotoric fiind dat de relaia:Ir = Iex + ISPentru a se obine un curent prin sarcin ct mai mare, este necesar ca rezistena nfurrii de excitaie s fie mult mai mare ca rezistena de sarcin. Astfel, nfurarea de excitaie trebuie s se realizeze din srm cu un diametru ct mai mic i s aib un numr ct mai mare de spire.Caracteristicile generatoarelor de curent continuuProprietile generatoarelor de curent continuu pot fi studiate cu ajutorul caracteristicilor lor, curbe care descriu dependena dintre dou mrimi ale generatorului, celelalte fiind considerate constante.Funcionarea generatorului de curent continuu poate fi caracterizat prin mrimile: tensiunea electromotoare Ue, tensiunea la borne U, curentul de excitaie Ie, curentul de sarcin I i turaia rotorului generatorului n. La generatoare turaia rmne practic constant.Principalele caracteristici ale generatorului de curent continuu sunt:

Caracteristica de mers n gol - reprezentnd dependena dintre tensiunea electromotoare la funcionarea n gol i curentul de excitaie, atunci cnd turaia generatorului este meninut constant, iar curentul de sarcin este egal cu zero (circuitul exterior este deschis). Caracteristica extern - reprezentnd dependena tensiunii la borne de valoarea curentului de sarcin, atunci cnd turaia generatorului i curentul de excitaie sunt meninute constante. Caracteristica de reglaj - reprezentnd dependena curentului de excitaie de valoarea curentului de sarcin, atunci cnd turaia generatorului i tensiunea la borne sunt meninute constante.Caracteristicile generatoarelor de curent continuu, fiind puternic influenate de modul n care se face excitaia, depind i de tipul generatorului de curent continuu.4.Motorul de curent continuu

Motorul de curent continuu transform energia electric de curent continuu n energie mecanic. Motorul de curent continuu prezint o serie de avantaje, cum ar fi: posibilitatea reglrii vitezei n limite largi i posibilitatea schimbrii sensului de rotaie, relativ simplu.Funcionarea motorul de curent continuu se bazeaz pe fenomenul de apariie a forei electromagnetice care acioneaz asupra unui conductor parcurs de curent i situat n cmp magnetic.Pentru ca maina electric de curent continuu s funcioneze ca motor este necesar s fie alimentat cu tensiune continu att nfurarea de excitaie ct i nfurarea rotoric.Funcionarea motorului de curent continuu poate fi explicat utiliznd urmtoarea schema:

nfurarea de excitaie este conectat la o surs de tensiune continu, care nu a fost reprezentat n figur. Ca urmare, prin nfurrile polilor de excitaie va trece curentul continuu Ie avnd sensul reprezentat n figur. Curentul Ie creeaz cmpul magnetic de excitaie; sensul acestui cmp s-a reprezentat prin vectorul inducie magnetic B.

nfurarea rotoric este alimentat prin intermediul sistemului perii-colector, de la sursa de tensiune continu U. Prin conductoarele nfurrii rotorice circul curentul continuu Ia, pentru care s-a considerat sensul reprezentat n figur.Astfel, prin conductoarele situate n dreptul polului nord s-a considerat c sensul lui Ia este de a iei, iar prin conductoarele situate n dreptul polului sud, curentul Ia are sensul de a intra.Conductoarele nfurrii rotorice sunt parcurse de curentul continuu Ia i se gsesc n cmpul magnetic constant de inducie B creat de curentul Ie. Ca urmare a acestui fapt, asupra conductoarelor care formeaz nfurarea rotoric vor aciona fore electromagnetice F , al cror sens se poate determina cu regula minii stngi. Aplicnd aceast regul rezult c asupra conductoarelor situate n dreptul polului nord acioneaz fore orientate de la stnga spre dreapta, iar asupra conductoarelor situate n dreptul polului sud fore orientate de la dreapta spre stnga.Forele electromagnetice F , produc un cuplu Mc, denumit cuplu electro-magnetic, care acioneaz asupra rotorului. Dac acest cuplu este mai mare dect momentul rezistent al rotorului, rotorul va cpta o micare de rotaie n sensul indicat n figur, cu o anumit turaie n.n timp ce rotorul se rotete sub aciunea cuplului electromagnetic Mc, n main se manifest i fenomenul de inducie electromagnetic, ca i la generatorul de curent continuu, deoarece conductoarele care formeaz nfurarea rotoric sunt deplasate n cmpul magnetic creat de curentul de excitaie. Ca urmare a acestui lucru, n conductoarele nfurrii rotorice se va induce o tensiune Ue, denumit tensiune contraelectromotoare, deoarece are polaritatea invers tensiunii de alimentare a nfurrii rotorice U. Polaritatea tensiunii contraelectromotoare Ue se poate determina cu regula minii drepte. Aplicnd aceast regul se obine sensul curentului pe care l-ar genera aceast tensiune prin conductoarele nfurrii rotorice, sens care a fost reprezentat n figura anterioar lng conductoarele nfurrii rotorice. Se consider c acest curent are un sens invers fa de curentul Ia generat n nfurarea rotoric de ctre sursa de alimentare U. Rezult c tensiunea contraelectromotoare Ue indus n nfurarea rotoric are polaritatea invers tensiunii de alimentare U.

La motoarele de curent continuu se conecteaz n serie cu sursa de alimentare un reostat, care n momentul pornirii motorului s aib o rezisten maxim pentru a limita curentul prin nfurarea rotoric.Clasificarea motoarelor de curent continuu

Motoarele de curent continuu, din punct de vedere al modului de alimentare a nfurrii de excitaie pot fi:

Motoare de curent continuu cu excitaie separate

Motoare de curent continuu cu excitaie derivaie

Motoare de curent continuu cu excitaie serie

Motoare de curent continuu cu excitaie mixt

La motorul de curent continuu cu excitaie separat sunt utilizate dou surse de tensiune continu pentru alimentarea nfurrii de excitaie i a nfurrii rotorice. Schema electric a acestui motor este prezentat n figura urmtoare. La acest motor curentul prin nfurarea rotoric este egal cu curentul de alimentare, Ia = I.

Pornirea motorului se face prin reglarea tensiunii de alimentare U, valoarea acestei tensiuni reglndu-se treptat de la o valoare foarte mic pn la valoarea nominal. Turaia motorului se regleaz cu reostatul Rc.Schema electric a motorului de curent continuu cu excitaie derivaie este prezentat n figura urmtoare:

La motorul de curent continuu cu excitaie derivaie nfurarea de excitaie este conectat n derivaie cu nfurarea rotoric.Reostatul Rp conectat n serie cu nfurarea rotoric este utilizat pentru limitarea curentului Ia la pornire, iar reostatul Rc conectat n serie cu nfurarea de excitaie este utilizat pentru reglarea turaiei. ntre curenii din circuit exist urmtoarea relaie:I = I a + I exLa motorul cu excitaie serie nfurarea de excitaie este conectat n serie cu nfurarea rotoric, aa cum este prezentat n figura urmtoare.

Reostatul Rp este utilizat pentru limitarea curentului Ia la pornire, iar reostatul Rc, conectat n derivaie cu nfurarea de excitaie, este utilizat pentru reglarea turaiei motorului. ntre curenii din circuit exist urmtoare relaie:I = I a = I exSchema electric a motorului de curent continuu cu excitaie mixt este reprezentat n figura:

Motorul cu excitaie mixt are dou nfurri de excitaie, o nfurare de excitaie fiind conectat n serie, iar cealalt n derivaie, cu nfurarea rotoric. Reostatul Rp este utilizat pentru limitarea curentului Ia la pornire, iar reostatul Rc, conectat n serie cu nfurare de excitaie derivaie, este utilizat pentru reglarea turaiei motorului. Din schem rezult c intensitatea curentului de alimentare este dat de relaia:I = I a + I exdMotorul cu excitaie mixt poate fi cu excitaie adiional (cele dou fluxuri de excitaie au acelai sens i se nsumeaz) sau cu excitaie diferenial (cele dou fluxuri de excitaie au sensuri contrare i se scad).Pornirea motoarelor de curent continuu

Motoarele de curent continuu cu excitaie derivaie nu pot fi pornite prin conectarea lor direct la tensiunea nominal, deoarece la pornire, cnd viteza de rotaie a rotorului este nul, curentul care strbate nfurarea rotoric ar fi foarte mare (tensiunea contraelectromotoare indus Ue este egal cu zero, iar rezistenanfurrii rotorice Ra are o valoare sczut).

Micorarea curentului de pornire se poate realiza prin mrirea rezistenei din circuitul indusului. O alt metod de limitare a curentului de pornire o reprezint micorarea tensiunii de alimentare a motorului.Pe msur ce turaia motorului crete, crete i tensiunea electromotoare indus, curentul din indus scade i se acioneaz asupra reostatului de pornire n sensul reducerii valorii rezistenei lui, astfel nct valoarea curentului de pornire s nu scad sub o anumit valoare impus. Aceast metod de pornire a motoarelor de curent continuu se utilizeaz la motoarele de curent continuu alimentate de la o reea de alimentare cu tensiune constant.Metoda de micorare a tensiunii de alimentare a motorului este utilizat, n special, la motoarele de curent continuu de puteri mari, la care intercalarea unui reostat de pornire ar duce la pierderi mari prin efect Joule-Lenz. Metoda necesit o instalaie special pentru reglarea tensiunii. Deoarece fluxul magnetic trebuie s rmn constant, pentru a nu modifica valoarea acestuia odat cu variaia tensiunii aplicate, motorul trebuie s aib excitaie separat.Pentru obinerea unui cuplu de pornire ct mai mare, se poate aciona asupra curentului din indus la pornire Ip, ct i asupra fluxului magnetic inductor .Curentul de pornire este limitat la valoarea (1,5...2,5)In i ca urmare va trebui s se acioneze asupra fluxului magnetic.n acest scop, la motoarele cu excitaie derivaie sau mixt, reostatul de excitaie este scurtcircuitat, iar alimentarea nfurrii de excitaie derivaie se face naintea reostatului de pornire.Motoarele cu excitaie derivaie se pornesc n mod obinuit prin scoaterea succesiv a unor rezistene din circuitul indusului. Schema de principiu a unui motor de curent continuu cu excitaie derivaie care se pornete cu ajutorul rezistenelor de pornire este reprezentat n figura urmtoare:

La nceput, n circuitul indusului se introduce rezistena (R1 Ra) care limiteaz curentul pn la valoarea Imax. Procedeul continu pn cnd, scondu-se din circuitul indusului ultima treapt de rezisten, curentul ajunge la valoarea Imin, corespunztoarea cuplului rezistent respectiv i rezistenei indusului Ra.Automatizarea procesului de pornire duce la creterea eficienei mecanismelor, n special n cazul funcionrii acestora n regim intermitent. n figura urmtoare este reprezentat diagrama de pornire a unui motor de curent continuu cu excitaie derivaie n trei trepte. Conform acestei diagrame, motorul poate fi pornit manual sau automat.

Dac pornirea se execut cu un reostat manual, atunci trecerea de pe o treapt pe alta a reostatului de pornire se face innd seama de indicaiile ampermetrului din circuitul indusului. Pornirea automat permite s se menin condiiile impuse (la pornire) cu o precizie mai mare.Din examinarea diagramelor din figura precedent rezult c decuplarea treptelor de rezisten trebuie s se fac pentru anumite viteze de rotaie a motorului (n1, n2, n3), pentru o anumit valoare a curentului Imin i dup anumite intervale detimp (t1, t2, t3).n concluzie, comanda pornirii poate fi fcut astfel: n funcie de vitez

n funcie de timp

n funcie de curent

Se prefer ns, n general, ca viteza motorului s fie fixat pe cale indirect, cu ajutorul unor parametri electrici legai de vitez. Pentru motorul de curent continuu un astfel de parametru este tensiunea contraelectromotoare. Tensiunea, care depinde de tensiunea contraelectromotoare, este adus la bornele bobinelor releelor, care, intrnd n funciune pentru o anumit valoare a acestei tensiuni, realizeaz trecerea de pe o treapt pe alta a reostatului de pornire, n ordinea stabilit.Schema electric pentru pornirea automat a motorului de curent continuu cu excitaie derivaie n funcie de vitez (tensiunea la bornele indusului) este prezentat n figura urmtoare:

Elementele din montaj au urmtoarele semnificaii: M motor de curent continuu cu excitaie derivaie;

Exd nfurarea de excitaie derivaie;

1R releu de tensiune cu contact normal deschis 1R;2R releu de tensiune cu contact normal deschis i contact normal nchis 2R;

r1 i r2 rezistene pentru reglarea tensiunilor releelor;

A ampermetru;

V voltmetru;

R1, R2 rezistene de pornire;K ntreruptor bipolar;

S sigurane;

n figura prezentat fiecare releu de tensiune este acordat pentru o anumit valoare a tensiunii, pentru care miezul su este atras, nchizndu-i n felul acesta contactele. Pornirea motorului ncepe dup nchiderea ntreruptorului K, cnd schema este conectat la tensiunea de alimentare. Prin indus se stabilete un curent care este limitat de

rezistenele R1 i R2. Pe msur ce viteza de rotaie a motorului crete, crete i tensiunea contraelectromotoare, scade curentul, iar tensiunea la bornele indusului crete. Pentru o anumit vitez de rotaie n1 , tensiunea la bornele bobinei releului de tensiune atinge o valoare la care releul acioneaz i nchide contactul normal deschis 1R, untnd astfel prima treapt R1 a rezistenei de pornire i lsnd n circuitul indusului numai rezistena R2. Cnd viteza de rotaie a motorului devine n2 (viteza de rotaie nominal), iar tensiunea atinge o valoare apropiat de valoarea tensiunii de alimentare, intr n funciune releul 2R, care i nchide contactul normal deschis 2R i n felul acesta se scurtcircuiteaz ambele trepte ale rezistenei. n acelai timp se deschide contactul normal nchis 2R i astfel bobina releului 1R i pierde alimentarea i nu rmne sub tensiune n timpul funcionrii motorului, evitndu-se astfel nclzirea acestui releu sau arderea lui. n figura prezentat, reglarea releelor pentru tensiunile respective se realizeaz cu ajutorul rezistenelor r1 i r2.Caracteristicile motoarelor de curent continuu

Caracteristica mecanic a motorului de curent continuu reprezint dependena turaiei motorului n, de cuplul electromagnetic M (aproximativ egal cu cuplul mecanic M2), n = f(M), atunci cnd tensiunea de alimentare i curentul de excitaie sunt constante, U = const., Ie = const.Caracteristica mecanic a motoarelor de curent continuu cu excitaie derivaie sau separat prezint o variaie mic a turaiei la o variaie mare a cuplului rezistent, motiv pentru care aceste motoare sunt utilizate n acionrile electrice unde este nevoie de o turaie aproximativ constant la o variaie mai mare a cuplului rezistent.n figura urmtoare este reprezentat caracteristica mecanic a motorului de curent continuu cu excitaie serie, care este caracteristic mecanic supl sau de tip serie. Se observ c la o variaie mic a cuplului de sarcin, apareo variaie mare a vitezei.

Din analiza caracteristicii mecanice, rezult c motorul de c.c. cu excitaie serie nu poate porni n gol, deoarece turaia ar fi foarte mare, motiv pentru care la pornire se impune un cuplu rezistent de minimum 0,25Mn.