Maşinile electrice (ME) reprezintă nişte convertoare electromecanice şi
electromagnetice de forţă, care transformă în regim de generator (G) energia sau
puterea mecanică în energie sau putere electrică de curent continuu
invers, folosind în ambele cazuri energia sau puterea reactivă Q a câmpului
magnetic, numit şi câmp de excitaţie, pentru a asigura conversiile sau
transferurile de energie menţionate (Fig.1) :
Evident, că aceste transformări nu pot fi efectuate fără anumite pierderi de
pătratul curentului din ele şi cu rezistenţa lor interioară I R ; Fe M P 2 R - pierderile
magnetice sau pierderile în fier, proporţionale cu pătratul fluxului din circuitul
magnetic şi cu rezistenţa (reluctanţa) magnetică a acestui circuit M R ; M P -
pierderile mecanice în rulmenţi, cuplaje, transmisii, aer, datorate diferitor frecări.
Ţinând cont de faptul , că aceste pierderi nu pot fi evitate, eficacitatea
conversiilor menţionate în ME se apreciază cu ajutorul randamentului , care
reprezintă raportul dintre puterea utilă U P , egală cu puterea de ieşire, şi puterea
În regim de generator E M P / P , unde M P reprezintă puterea mecanică a
unei turbine de abur, hidraulice sau a unui motor de antrenare, iar E P - puterea
electrică de la bornele de ieşire ale generatorului. În regim de motor M E P / P ,
unde P M M - puterea de ieşire la arborele motorului, egală cu produsul dintre
cuplul dezvoltat de motor şi viteza unghiulară de rotaţie a lui. Această putere pune
în mişcare, de regulă, o maşină de lucru (ML) sau un mecanism industrial –
pompă, ventilator, conveier, strung etc.
Valoarea maximă a randamentului ME este cuprinsă în intervalul
0.75 0.97 max , unde valorile mici corespund maşinilor de putere mică, iar
valorile mari – maşinilor de putere mare ( P 300kW ). Evident, că totdeauna se
tinde spre obţinerea unui randament cât mai mare. Randamentul motoarelor cu
ardere internă este comparativ . De exemplu, 0.4 max - pentru motoare Diesel şi
0.3 max - pentru motoare de benzină. În plus la aceasta, motoarele cu ardere
internă poluează mediul ambiant, sunt mai complicate şi necesită cheltuieli sporite
în exploatare.
Ţinând cont de faptul, că nici puterea reactivă de excitaţie nu poate fi
exclusă, în practică se tinde spre minimizarea ei sau spre creşterea unui parametru
invers, numit factor de putere
valorile nominale ale căruia pentru
diferite maşini sunt cuprinse în
intervalul 9,8-0,93. Însă la micşorarea
sarcinii U P <PN, ambii parametri
energetici se micşorează faţă de
valorile nominale (fig.2)
Părţile principale ale unei maşini electrice rotative sunt următoarele:
statorul – partea fixă şi rotorul – partea mobilă, care se roteşte cu o anumită
viteză şi care este fixat la capete pe nişte rulmenţi. Evident, că pentru a se roti liber,
rotorul nu poate avea un contact mecanic cu statorul, de aceea între aceste părţi
există o porţiune radială de aer, numită întrefier, notat prin
, care este de dorit să fie cît mai mic ( 1 2 mm ) (Fig.3).
Transferul de energie dintre stator şi rotor, sau invers, se
face prin acest întrefier pe cale magnetică, adică cu ajutorul
câmpului magnetic. Liniile acestui câmp se închid prin
stator şi rotor, care servesc totodată ca elemente ale
circuitului magnetic, străbătând, de asemenea, şi întrefierul.
Rezistenţa sau reluctanţa magnetică a acestuia însă este mult
mai mare decât a statorului şi rotorului, de aceea este
necesară o putere magnetică relativ mare şi un cosφ < 1, pentru a forţa trecerea
fluxului magnetic prin întrefier. Acest flux poate creat pe 2 căi.
1) pe cale naturală - cu ajutorul magneţilor permanenţi , confecţionaţi din
materiale magnetice speciale. Însă energia lor este limitată, de aceea poate fi
folosită pentru maşini de putere ( P 20 30kW ). În afară de aceasta magneţii
permanenţi, creează un flux magnetic constant const. inv.t
2) pe cale artificială - cu ajutorul electromagneţilor
UTM Electromecnica
Acest Material Este Pentru IME
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
