Clasificarea masinilor electrice

Generatoarele electrice si electromotoarele sunt masini electrice rotative. Dupa curentul electric produs sau utilizat, masinile electrice pot fi: de curent alternativ sau de curent continuu. Masinile de curent alternativ pot fi sincrone sau asincrone. Alcatuirea masinilor electrice rotative : Generatoarele electrice functioneaza pe baza fenomenului de inductie electromagnetica, iar electromotoarele pe baza fortei electromagnetice produsa de un camp magnetic asupra unui conductor care se poate deplasa, prin care circula curent electric. Masina electrica rotativa are doua parti principale: inducatorul (sistemul care produce campul magnetic) si indusul (sistemul in care se genereaza tensiunea electromotoare indusa, sistem construit din bobine cu miez de fier). Una din aceste parti este fixa si are denumirea de STATOR, iar cealalta parte este mobile si are denumirea de ROTOR, pentru ca se roteste in timpul functionarii in jurul axului sau geometric. De aici vine si denumirea de masini electrice rotative. Principiul generatorului de curent alternative monofaz (alternatorul) Partea mobila- rotorul- este formata dintr-un numar par de electromagneti care alcatuiesc inductorul alternatorului. Inductorul genereaza fluxul magnetic necesar functionarii alternatorului. Polii electromagnetilor alterneaza. Inductorul este alimentat la curent continuu, curentul de excitatie produs de un mic dinam G (excitatorul) montat pe axul alternatorului. De la excitatoare curentul vine la doua perii P1 si P2 care fac contact alunecator cu doua inele de cupru I1 si I2 fixate pe axul rotorului, dar izolate de ax si intre ele. De inele sunt fixate capetele infasurarii electromagnetilor in R1 si R2. Inductorul este pus in rotatie de un motor care poate fi o turbine cu aburi, sau o turbina hidraulica, un motor Disel etc. Statorul, indusul alternatorului este alcatuit dintr-o carcasa si un miez de otel, in forma inelara, care poarta bobinajele, infasurate ca in figura a. Capetele bobinajelor sunt aduse la bornele B1 B2, de unde se poate lua curentul alternative produs de generator. Functionarea generatorului se poate urmari in figura b. Prin rotirea inductorului, liniile de camp magnetic produse de polii sai taie conductoarele bobinajelor din stator, in care

induc tensiuni electromotoare. In situatia schitata pe figura a, polul N1 se apropie de bobina A1, S1, se apropie de B, N2 se apropie de C, iar S2 se apropie de D, facand sa creasca fluxul in aceste bobinaje. Sagetile indica sensul curentului indus, care face borna B2 pozitiva, iar borna B1 negativa. In momentul cand polii inductorului ajung exact in fata bobinajelor statorului, fluxul de inductie magnetic este maxim, iar tensiunea electromotoare indusa este nula. Polii inductorului depasesc aceasta pozitie si ajung in situatia din figura b, cand induc curent de sens contrar. Astfel borna B1, devine pozitiva si borna B2 negativa etc. Prin urmare in indusul alternatorului ia nastere o tensiune alternativa. Daca notam cu n turatia rotorului exprimata in rotatii pe minut si cu p numarul perechilor de poli ai rotorului, v frecventa curentului alternative este: v= exprimata in 60Hz. In tara noastra, ca dealtfel in toate tariile europene, frecventa curentului alternativ industrial este de 50 Hz, iar in SUA este de 60Hz. Curentul alternative indus in bobinele statorului produce un camp magnetic care se invarteste camp magnetic invartitor. El se roteste cu aceeasi viteza cu care se roteste campul magnetic al rotorului. Cele doua campuri magnetice sunt in SINCRONISM. Alternatorul este un generator sincron. Reversibilitatea masinilor rotative. Motor sincron. Sa revenim la functionarea unei masini electrice rotative. Pot fi doua situatii: 1) Campul magnetic constant al inductorului poate fi fix, iar conductoarele indusului sa se invarteasca si sa intersecteze liniile acestui camp. Ambele fenomene sunt echivalente. Fie conductorul MN care taie campul cu viteza . Electronii liberi din conductor sunt supusi unei forte nagnetice, care-i impinge la capatul N, intre capetele MN luand astfel nastere o tensiune electromotoare e. Masina functioneaza ca generator si furnizeaza energie electrica. Pentru aceasta ea trebuie sa absoarba din exterior energie mecanica, adica rotorul sa fie actionat de catre un motor exterior. Sa deconectam motorul care actioneaza rotorul si sa introducem din exterior in conductoarele indusului curent electric. Consideram la un moment dat polaritatea din figura. Fiecare electron care se misca formand curentul din conductor este supus unei forte magnetice, ceea ce face ca acest conductor sa fie actionat de o forta electromagnetic , care pune rotorul in miscare. Masina functioneaza ca motor si furnizeaza energie mecanica. Pentru aceasta ea trebuie sa absoarba din exterior energie electrica, adica spirele indusului sa fie alimentate de un generator electric exterior. Prin urmare, masinile electrice rotative sunt reversibile, ele pot functiona ca generator electric sau ca electromotor.

Generatorul electric trifazat: Pe statorul inelar se fixeaza trei infasurari identice AA1, BB1, CC1, independente si montate la 120 unul fata de altul. Rotorul inductor NS este alimentat cu curent continuu la bornele B si B. Infasurariile sunt reprezentate perpendicular pe planul figurii. Bornele A, B, C reprezinta inceputurile fazelor, iar bornele x, y, z reprezina sfarsitul fazelor. Prin faza, in acest caz, se intelege unul din circuite. Rotorul este actionat de un motor exterior. Bobinele rotorului sunt excitate de un curent continuu prin periile P1 si P2 . Rotorul trece succesiv prin fata infasurariilorin care induce tensiuni electromotoare alternative, de aceeasi valoare maxima. Daca cele trei tensiuni electromotoare au valori maxime egale, sistemul trifazat se numeste SIMETRIC. Tensiunea electromotoare a celor 3 faze se poate exprima analitic prin expresiile: eA= Em eC= Em sin ( eB = E m ( ) )

)= Em sin(

Ca origine a timpului se considera momentul cand tensiunea electromotoare din infasurarea primei faze Ax trece prin valoarea zero. Reprezentarea grafica a celor trei tensiuni electromotoare va fi un ansamblu de trei sinusoidal, decalate cu figura 3.69. una fata de alta. Reprezentarea fazoriala este facuta in