Reglajul turatiei motoarelor de c.c.

Reglajul turatiei motoarelor de c.c.

Pentru stabilirea metodelor adecvate de reglare a turatiei motoarelor de c.c. se

examineaza expresiile si reprezentarile grafice ale caracteristicilor mecanice (§ 4.5.3).

In cazul motoarelor cu excitatie independenta si derivatie expresiile (4.31) si (4.32)

sugereaza posibilitatile de reglare a turatiei in timpul functionarii. Astfel, se observa ca exista

trei mijloace independente de a actiona, care conduc la urmatoarele metode:

1 - reglajul reostatic se realizeaza cu varierea rezistentei R, prin inserierea unui

reostat de reglaj Rr in circuitul indusului si are ca efect modificarea pantei K a caracteristicii

mecanice, in timp ce turatia de mers in gol n ramane aceeasi; rezulta schema electrica si

caracteristicile mecanice reostatice din figura 4.49.

a. schema electrica b. caracteristici mecanice reostatice

Fig. 4.49 Reglajul reostatic al turatiei motorului de c.c. cu excitatie independenta (U ≠ Uex

sau derivatie (U = Uex

Pentru dimensionarea reostatului Rr se impune observatia ca el functioneaza in regim

de durata, fiind parcurs de curentul de sarcina, pe care trebuie sa-l suporte fara a se

supraincalzi. Din acest motiv nu poate fi utilizat pentru reglaj reostatul de pornire Rp, in afara

cazului in care acesta a fost dimensionat special si pentru reglaj.

]

Pentru dimensionarea reostatului Rr se impune observatia ca el functioneaza in regim

de durata, fiind parcurs de curentul de sarcina, pe care trebuie sa-l suporte fara a se

supraincalzi. Din acest motiv nu poate fi utilizat pentru reglaj reostatul de pornire Rp, in afara

cazului in care acesta a fost dimensionat special si pentru reglaj.

140 M. Morega, MASINI ELECTRICE

Dupa cum rezulta din examinarea caracteristicilor reostatice (fig. 4.49b), reglajul se

poate face doar scazand turatia sub valoarea de la mersul in gol; este deci mai eficient la

sarcini mari decat la sarcini reduse. Din punct de vedere economic, instalatia necesara

(respectiv reostatul) nu este o investitie mare, dar pierderile tip Joule in rezistenta Rr sunt

comparabile cu pierderile in infasurarea rotorica. Din acest motiv nu se recomanda reglajul

reostatic pentru functionarea de durata. Reglajul este simplu ca procedura si accesibil.

2 - reglajul prin scaderea tensiunii de alimentare se realizeaza, ca si pornirea prin

aceeasi metoda, utilizand o sursa de tensiune reglabila care alimenteaza circuitul rotoric (daca

motorul are excitatia derivatie, ea devine astfel independenta si ramane alimentata separat).

Caracteristicile mecanice rezultate difera de caracteristica naturala prin valoarea turatiei de

mers in gol n , avand insa pantele K de aceeasi valoare; se obtin astfel caracteristici paralele.

Schema electrica si caracteristicile mecanice sunt reprezentate in figura 4.50.

Fig. 4.50 Reglajul turatiei motorului de c.c. cu excitatie independenta prin scaderea tensiunii

Se impune observatia ca sursa reglabila este utilizata doar pentru alimentarea

infasurarii indusului, in timp ce infasurarea de excitatie ramane conectata la sursa de tensiune

de valoare nominala, altfel apare o scadere a curentului de excitatie, respectiv a fluxului, care

are influenta si asupra turatiei.

Variatia tensiunii nu se poate face decat in sensul scaderii ei (U < Un), deoarece

valoarea tensiunii nominale a motorului (ca la orice echipament electric), plaseaza masina

intr-o anumita clasa din punct de vedere al proprietatilor dielectrice ale izolatiei, iar solicitarea

acesteia peste limite poate conduce la avarierea masinii.

Reglajul este la fel de eficient indiferent de sarcina, este economic in exploatare si

comod din punct de vedere al manevrelor, dar instalatia necesara (sursa independenta de

tensiune reglabila) este costisitoare; pretul sursei reglabile este de aprox. zece ori mai mare

decat al motorului insusi.

3 - reglajul prin slabire de flux este utilizat pe scara larga, fiind metoda cea mai

economica si simpla de variere a turatiei motoarelor cu excitatie independenta sau derivatie.

Fluxul de excitatie afecteaza atat turatia de mers in gol (n ), cat si panta caracteristicii

mecanice (K). Dupa cum se arata in figura 4.51a, varierea fluxului se pune in practica prin

varierea curentului de excitatie cu ajutorul unui reostat reglabil, deci poate fi realizata numai

scaderea fluxului fata de valoarea din cazul caracteristicii naturale. Astfel, se obtin turatii mai

mari decat cele de pe caracteristica naturala, reglajul fiind mai eficient la sarcini reduse (fig.

4.51b).

Fig. 4.51 Reglajul turatiei motorului de c.c. cu excitatie independenta (U ≠ Uex) sau cu excitatie

derivatie (U = Uex), prin scaderea fluxului

Acest tip de reglaj este foarte economic, atat ca investitie, cat si in exploatare,

pierderile Joule pe reostatul Rex fiind la un curent de excitatie care uzual este sub 10% din

valoarea curentului nominal al motorului. O mentiune speciala pentru reglajul prin slabire de

flux se refera la siguranta instalatiei, respectiv la integritatea circuitului de excitatie. Ecuatia

caracteristicii mecanice (4.30) arata ca la anularea fluxului de excitatie, turatia are tendinta sa

creasca spre infinit; practic, la intreruperea circuitului de excitatie (Iex = 0), motorul se

ambaleaza si se distruge mecanic daca nu este deconectat de la sursa de alimentare.

Datorita sensurilor diferite in care se poate varia turatia prin metodele expuse, se

adopta uneori metode care combina aceste principii avand ca obiectiv un procedeu de reglare

cat mai eficient si economic. Astfel, reglajul reostatic si reglajul prin slabire de flux pot fi

utilizate impreuna, asigurand o gama larga de turatii, in jurul valorilor de pe caracteristica

mecanica naturala.

Reglajul turatiei pentru motoarele de c.c. cu excitatie serie este mai greu de explicat

cu ajutorul ecuatiilor de functionare. Principial, metodele de reglaj sunt aceleasi ca si in cazul

motoarelor cu excitatie separata, dar punerea lor in practica nu se poate face independent,

datorita imposibilitatii de a aplica variatii de tensiune sau reostatice fara a influenta si curentul

de excitatie.

Practic, se procedeaza si in acest caz la reglajul reostatic prin inserierea cu circuitul

indusului a unei rezistente Rr (fig. 4.52), respectiv la reglajul prin scaderea tensiunii de

alimentare (fig. 4.53), caracteristicile mecanice obtinute fiind, in ambele cazuri, plasate sub

caracteristica naturala.

Slabirea fluxului de excitatie al motorului serie se poate realiza, cu afectarea foarte

slaba a curentului prin infasurarea indusului, prin conectarea unui reostat reglabil in paralel cu

infasurarea de excitatie (de valoare totala Re comparabila cu cea a infasurarii de excitatie Rex

Pe ansamblul circuitului serie al indusului rezulta o scadere a rezistentei totale a acestui

circuit, deci o crestere a curentului I, dar efectul este slab, avand in vedere valorile mici ale

rezistentelor Re si Rex. Efectul local este scaderea curentului de excitatie, deci slabirea

fluxului. Schema electrica si caracteristicile mecanice artificiale sunt reprezentate in figura

Observatiile si comentariile privind eficienta, costul si accesibilitatea reglajului prin

fiecare metoda sunt similare cu cele din cazul motorului de c.c. cu excitatie independenta.

Reglajul prin oricare dintre cele trei metode este mai putin eficient decat la motorul cu

excitatie independenta, deoarece, asa cum s-a aratat, variatiile de rezistenta, tensiune si flux

nu se pot realiza independent; actionand, de exemplu, in sensul scaderii turatiei prin una din

primele doua metode, se realizeaza automat si scaderea fluxului, ceea ce stimuleaza cresterea

turatiei; analog, slabind fluxul in cadrul celei de-a treia metode, in scopul cresterii turatiei,

creste curentul de sarcina, ceea ce la cuplu constant tinde sa scada turatia.

Fig. 4.52 Reglajul reostatic al turatiei motorului de c.c. cu excitatie serie

Fig. 4.53 Reglajul turatiei motorului de c.c. cu excitatie serie prin scaderea tensiunii

Fig. 4.54 Reglajul turatiei la motorul de c.c. serie, prin slabirea fluxului