Motorul electric. Definitie. Randament. Caracteristica mecanica.

Motorul electric. Definitie. Randament. Caracteristica mecanica.

Masina electrica poate fi definita ca fiind o masina, in general rotativa, care converteste puterea electrica in putere mecanica sau invers.

Ea poate functiona in regim de motor, de generator sau de frana electrica.

In regim de motor masina primeste putere electrica si furnizeaza, la arbore, putere mecanica.

Generatorul realizeaza conversia inversa, din putere mecanica in putere electrica.

Frana electrica este acel regim de functionare in care masina primeste atat putere electrica cat si putere mecanica, pe care le transforma, in cea mai mare parte, in caldura, furnizand la arbore un cuplu opus miscarii.

In cele ce urmeaza se vor face referiri la cazul motoarelor electrice.

Aceatea 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.

Procesul de conversie al energiei este insotit de aparitia unor pierderi,å_p, in interiorul motorului. In functie de acestea se defineste randamentul,,h

unde,,P₁'' este puterea electrica primita de motor iar,,P₂'' puterea mecanica transferata transmisiei (fig.23).

Fig.23. Semnificatiile puterilor P₁ si P₂.

In principal, intr-un motor electric pot aparea urmatoarele categorii de pierderi:

- pierderi in infasurari ;

- pierderi in miezul feromagnetic (datorate fenomenului de histerezis si curentilor turbinari) ;

- pierderi mecanice si de ventilatie (datorate frecarilor partilor in miscare cu aerul, frecarilor din lagare etc.).

Punter orice tip de motor curba randamentului in functie de puterea mecanica (utila) la arbore, P₂, are alura clasica din figura 24.

Fig.24. Dependenta h=f(P₂)

In cele mai multe cazuri, randamentul atinge valoarea maxima, h_max, punter o putere mecanica, P₂, cuprinsa in intervalul (0,5 0,75) P_2N(P_2N fiind asa numita putere utila nominala stabilita de catre fabricant).

Aceasta valoare a randamentului este, in general, cu atat mai mare cu cat puterea nominala a motorului este mai mare. Ea se modifica de la 0,1 0,5 pentru motoarele de putere foarte mica (1 100 W), pana la 0,93 0,95, pentru cele de puteri foarte mari (sute de MW).

Indiferent de tipul lor, motoarele electrice sunt caracterizate de anumite dependente turatie-cuplu, n=f(M), numite caracteristici mecanice.

Acestea pot avea diverse forme particulare (fig.25).

- caracteristica mecanica rigida (turatia este constanta indiferent de valoarea cuplului), intalnita, de exemplu in cazul motoarelor sincrone ;

- caracteristica mecanica dura, pentru care turatia variaza liniar cu cuplul dar scade foarte putin odata cu cresterea acestuia (ex. motorul de curent continuu cu excitatie derivatie sau cel asincron) ;

- caracteristica mecanica elastica (turatia variaza foarte mult in functie de valoarea cuplului), situatie intalnita in cazul motoarelor de curent continuu cu excitatie serie.

Trebuie mentionat faptul ca exista motoare electrice ale caror caracteristici mecanice nu apartin uneia nu alteia din categoriile enumerate mai sus. Aceasta observatie nu micsoreaza insa importanta practica a clasificarii anterioare.

Fig.25. Forme specifice de caracteristici mecanice.