Cuprins1. Argument 2. Coninut 2.1 Generaliti 2.2 Caracteristici nominale 2.3 Construcia generatorului de curent continuu 2.4 Principiul de funcionare 2.5 Marcarea bornelor 2.6 Montarea generatorului de curent continuu 2.7 Deranjamentele si modul lorde remediere 2.8 Masuri specifice de protecia muncii 3.Bibliografie 4.Anexe

2

ArgumentDatorita calitilor deosebite ale energiei electrice in ceea ce privete producerea, transportul si distribuia, cat si multiplelor posibiliti de utilizare a acesteia, ea este indisponibila dezvoltrii economice si civilizaiei moderne, evoluiei tehnico - tiinifice contemporane, mbuntirii nivelului de trai al oamenilor. n toate domeniile vieii economice si sociale, electricitatea produce profunde transformri pe linia progresului si civilizaiei, prin modificarea produselor tehnologice, mecanizarea si automatizarea in toate domeniile activitii omeneti, in sistemul de informare tehnica de calcul, iluminat de energie ( energia chimica a combustibililor, energia potenial a apelor, energia atomica, energia eoliana). Energia electric este transportat pe linii electrice pana in apropierea marilor consumatori ( orae, platforme industriale ) de unde este distribuita in staii de transformare situate cat mai aproape de centralele de greutate ale consumatorilor. Caracteristicile de baza ale unei instalaii electrice sunt: Puterea instalaiei; Sistemul de curent; Tensiunea nominala; Mainile electrice sunt maini care transforma lucrul mecanic in energie electrica si invers. Dup transformarea care are loc, se deosebesc: Generatorul care primete energie mecanica de la un motor primar si o transforma in energie electrica; Motorul care primete energie electrica de la o reea si o transform in energie mecanica prin care se acioneaz o maina de lucru (strung, macara). Mainile electrice sunt reversibile att ca motor cat si ca generator. Mainile electrice funcioneaz pe baza fenomenului de inducie electromagnetica si au doua pari principale: inductorul, care produce fluxul magnetic si indusul in care se induc cureni prin fenomenul de inducie. La cele mai multe tipuri de maini, inductorul este stator, iar indusul rotor. Statorul este partea fixa, iar rotorul, partea mobila a mainii electrice.

3

CONINUT

4

2.1. GeneralitiGeneratoarele electrice transforma energia mecanica in energie electric. De exemplu, in centralele electrice generatoarele transforma energia mecanica primita de la un motor primar (motor termic, turbina) in energie electrica, pe care o transmite unei reele electrice. Transformarea de energie se face cu anumite pierderi, in principal in miezurile magnetice si in nfurri, in care o parte din energia absorbita de generator se transforma in energie termica, ce se rspndete in mediul nconjurtor, De aceea, energia transformat (utila) este mai mica dect energia absorbita de generatorul electric. Raportul dintre energia utila si energia absorbita se numete randament este ntotdeauna subunitar. Pentru definirea funcionrii ca generator sau ca motor a unei maini electrice, sa consideram un conductor al nfurrii indusului, aflat in cmpul magnetic al inductorului. Daca conductorul este deplasat in cmpul magnetic, prin deplasarea relativa dintre inductor si indus, in conductor se induce o tensiune electromotoare care produce in acelai sens un curent electric debitat in reea, maina funcionnd ca generator. Asupra conductorului se exercit o fora electromagnetica ce se opune micrii rotorului de ctre motorul primar. Daca conductorul aflat in repaus este parcurs de un curent electric produs de tensiunea reelei, asupra conductorului se va exercita o for electromagnetica ce deplaseaz conductorul producand un cuplu motor, generatorul funcionnd ca motor. n conductor se induce o tensiune electromotoare, nsa opus curentului i tensiunii aplicata din exterior. Mainile de curent continuu se utilizeaz att ca motoare, cat si ca generatoare.

5

2.2. Caracteristici nominaleServiciul nominal poate fi unul dintre serviciile tip standardizate, dintre care cele mai importante sunt: serviciul continuu caracterizat prin funcionarea la puterea nominala un timp orict de lung, fr ca temperatura nfurrilor sa depeasc limitele admise; serviciul de scurt durat caracterizat prin funcionarea la puterea nominala un timp determinat, dup care trebuie sa rmn in repaus un timp suficient de lung pentru rcire; serviciul intermitent periodic caracterizat prin cicluri de funcionare identice, compuse fiecare dintr-o perioada de funcionare la puterea nominala si o perioada de repaus, Mrimile nominale principale care determina regimul de funcionare in serviciul nominal sunt: puterea utila nominal, msurat in Kilowai [KW]; tensiunea nominal msurat in voli [V]; curentul nominal, msurat in amperi [A]; turaia nominala, msurata in rotaii pe minut [rot/min]; randamentul nominal

6

2.3. Construcia generatorului de curent continuuGeneratorul de curent continuu are doua pri componente principale: Statorul este format din : - partea fixa a circuitului magnetic ( miezul stator); - nfurarea sau nfurrile statorului; - carcasa din fonta, otel sau aliaj de aluminiu, care susine si nchide miezul statorului si care poate fi prevzuta cu tlpi pentru fixarea mainii. Rotorul este format din: - partea mobila a circuitului magnetic ( miezul rotor); - nfurarea rotorului; - arborele din otel, pe care este montat miezul rotorului. Extremitatea arborelui, care transmite energia mecanica se numete capt de arbore. La unele tipuri de generatoare electrice pe rotor se mai gsesc: colectorul format din lamele de cupru de seciune trapezoidala , izolate intre ele cu lamele de micanita, la care este legata nfurarea rotorului; - ventilatorul ntre miezul statorului si miezul rotorului exista un spaiu de aer numit ntrefier. n afar de aceste doua pri de baza generatoarele electrice mai au urmtoarele piese si subansambluri: - lagrele care susin arborele . Ele pot fi lagre cu alunecare (cu rulmeni), - scuturile care se fixeaz pe carcasa n care se monteaz lagrele. Scutul dinspre captul de arbore este numit scut traciune, iar cel opus scut suport. - colierul portperiilor (cruce portperii), pe care sunt fixate portperiile si periile care asigura legtura electrica la colectoare si inelele colectoare ;

7

- cutia cu borne, montat de regula pe carcasa si care are in interiorul ei placa de borne ta care se fac legturile la reeaua electric.

Generatorul de curent continuu Circuitul magnetic al unui generator de curent continuu de uz general este format din (fig. 1): - carcasa cilindrica formata din otel masiv . - poli principali (de excitaie), executai in general lamelai; - poli auxiliari ( de comutaie ), executai din otel masiv sau lamelai; - miezul rotorului, cu crestturi la exterior, executat lamelat (fig. 2).

2.3.1. Polii generatoarelor electricePolii principali si cei de comutaie la generatorul de curent continuu, fiind pentru flux constant in timp, pot fi executai din otel masiv, turnat, forjat sau laminat. Datorit formei lor complicate, polii principali se executa lamelai, din tole stanate din tabla de otel cu grosimea de 1-2 mm . Numai polii principali de dimensiuni mici ( fig. 3) si polii de comutaie (fig. 4), care au o forma mai simpla, se executa masivi. La un pol se deosebesc urmtoarele pri (fig. 5): - miezul polului - poriunea de pol in jurul creia se aeaz bobina de excitaie ; - piesa polara poriunea din sol situata spre ntrefier; - coamele polare extremitile piesei polare . La stanarea tolei, pe ling conturul exterior, se executa si gurile pentru asamblare si un semn de mpachetare lateral. Tolele sunt mpachetate cu semnul mpachetare in aceeai parte, presate intre doua placi de capt si asamblate cu nituri-tija prin sudare. Pe fata curbata destinata prinderii pe carcasa cilindrica polul este prevzut cu guri filetate.

8

2.3.2 Miezul stator laminat pentru generatorul de curent continuuLa generatorul de curent continuu destinate a fi alimentate cu curent redresat, carcasa din otel este nlocuit cu un jug lamelat, de forma inelara, de care sunt prini polii.

2.3.3 Miezul rotor lamelatAceste miezuri se executa din tole de tabla de otel electrotehnic, la care se deosebesc: centrul tolei pentru presare pe arbore sau butuc, prevzut cu canal de pana, jugul rotorului, guri de ventilaie, crestturile si dinii din partea exterioara ( fig. 6). La generatoarele de curent continuu, crestturile pot avea formele din figura 7. Miezurile se mpacheteaz pe arbori sau butuci.

2.3.4 nfurarea generatoruluinfurarea este un ansamblu de bobine care formeaz un circuit sau o parte dintr-un circuit electric ntr-o main electric. Elementele constructive generate ale unei nfurri sunt: - spira partea electrica a nfurrii, care formeaz o bucla simpla conductoare, constituita dintr-un conductor sau mai multe conductoare izolate legate in paralel; - bobina ansamblu format din una sau mai multe spire, in general nfurate cu izolaie comun. Clasificarea : n funcie de miezul magnetic care se aeaz, nfurrile pot fi:9

- concentrate, cnd toate spirele pentru un pol sunt concentrate intr-o singura bobina, de exemplu, bobinele polare ; - repartizate, cnd bobinele nfurrii sunt repartizate in mai multe crestturi ale miezului.

Materiale utilizatenfurrile se execut din dou grupe de material: - conductoarele, care formeaz calea sau cile de curent ale nfurrii; - materiale electroizolante, care izoleaz electric nfurarea fata de miezul magnetic si fata de alte nfurri din maina electric. Conductoarele sunt din cupru obinute pe cale electrica, de seciune rotunda sau dreptunghiulara, izolate cu pelicule de email, straturi din fire de sticla sau combinaie email - fire de sticla . Materialele electroizolante sunt sub forma de filme, folii, esturi, benzi, tuburi si stratificate, pe baza de fire de sticl, solzi de mica, hrtie de mica mcinat, asbest, rina poliesteric.

2.3.5 Sisteme de excitaie ale generatorului de curent continuuGeneratoarele de curent continuu se alimenteaz de la tensiunea electromotoare indusa in nfurarea rotoric. La generatoarele de curent continuu autoexcitate, pornirea se explica prin existenta unui flux creat de magnetismul remanent al polilor de excitaie, capabil sa amorseze funcionarea. Dup modul de conectare a nfurrii inductoare in raport cu cea indusa, exista generatoare de curent continuu cu excitaie serie, derivaie sau mixta. n figura 8 este reprezentat generatorul de curent continuu cu excitaie separat. Sub figura fund indicata si ecuaia de funcionare pentru regimul de generator. U =E Ra - unde :

10

U - tensiunea debitata de generatorul de curent continuu in retea ; I - curentul vehiculat intre maina si reea ; Ra - rezistenta din circuituri rotoric ; Rs - rezistenta nfurrii de excitaie serie. Sensurile curenilor sunt marcate cu linie ntrerupt pentru cei de generator.

2.4 Principiul de funcionareFuncionareaPentru ca maina sa funcioneze ca generator trebuie sa fie alimentata nfurarea statoric (de excitaie) i sa fie antrenant rotorul cu micare de rotaie si astfel creeaz flux inductor si rotorul are turaia n. n nfurarea rotoric se induce tensiunea electromotoare:E = Ke n

- unde : Ke este o constanta care depinde de realizarea constructiva. Aceasta tensiune este culeasa pe la perii sub forma de tensiune la borne U (fig. 8). O parte din tensiunea electromotoare indusa se consuma pe nfurarea rotoric .U = Ra I a

Ra - rezistenta nfurrii; la - curentul prin nfurarea rotoric. Tensiunea culeasa la borne ( la perii ) este:U = E U

11

2.5 Marcarea bornelorLa generatoarele de curent continuu, marcarea se face cu: A1 , A2, pentru nfurarea rotorului; B1 , B2, pentru nfurarea de comutaie; C1 , C2, pentru nfurarea de compensaie ; D1 , D2, pentru nfurarea de excitaie legata n serie cu nfurarea rotorului ; E1, E2, pentru nfurare de excitaie legata in paralel cu nfurarea rotorului; F1, F2, pentru nfurarea de excitaie separata , adic alimentat de la o sursa separat. n figura 9 este reprezentata schema nfurrilor si a plcii de borne la generatorul de curent continuu si modul de conectare a bornelor.

2.6 Montarea generatorului de curent continuun privina montrii generatorului de curent continuu se deosebesc trei cazuri, in funcie de puterea generatorului. a) Montarea generatoarelor electrice de putere mica Montarea este uoar, datorit gabaritului redus, greutii relativ sczute si uurinei n manipulare. Dup modul de instalare se pot deosebi: maini instalate normal, pe perete sau pe tavan, orizontal sau vertical. Fixarea generatoarelor se face pe fundaii de beton in care sunt ncastrate buloane sau sine metalice. Lagrele cer ca axul sa fie perfect orizontal. naintea montrii cuplajului sau rotii de curea, vopseaua de pe ax trebuie ndeprtata prin tergere cu o crp muiat in petrol sau acetona. b) Montarea generatoarelor electrice de putere mijlocie Acesta se face asemntor cu cea a generatoarelor de mica putere. Particularitatea montajului consta in folosirea instalaiilor de ridicare si montare, precum si intr-un control mare si puterea pe care

12

o transmite. Generatoarele de putere mijlocie au poziia de funcionare orizontala. c) Montarea generatoarelor mari Aceasta montare este cea mai dificil, deoarece manipularea, transportului si montarea se fac foarte greu, datorita greutii si gabaritului mare; de aceea ele se livreaz de fabricile constructoare demontate . Aceste generatoare au lagrele separate si fixate pe placa de fundaie, iar carcasa este demontabil. Plcile de fundaie se executa turnate din fonta, otel sau sudate din profile si platbande . Plcile de fundaie sudate sunt cele mai folosite, fiind executate in general cu profile I sau U , solidarizate intre ele prin platbande in care se fixeaz buloanele tlpilor carcasei statorului, lagrelor. Uzinele productoare dau, de obicei, o data cu livrarea generatorului si instruciunile necesare pentru montaj.

2.7 Principalele deranjamente si modul lor de remediere la generatoarele de curent continuu

13

14

2.8 Masuri specifice de protecia munciiAccidentele ce apar in exploatarea, ntreinerea si repararea mainilor electrice se datoreaz neglijentei sau lipsei de atenie. Pentru a evita aceste accidente se impune in mod deosebit la o discipline, a personalului de exploatare a utilajelor si a echipamentului electric, a normelor de protecie a muncii, si PSI, precum si prin folosirea unor mijloace de protecie corespunztoare operaiilor efectuate. Accidentarea unei persoane prin electrocutare se poate produce in urmtoarele condiii: - atingerea cu picioarele a doua puncte de pe sol, aflate la poteniale electrice diferite, in apropierea unei scurgeri de curent in pmnt; - atingerea conductorului de nul, intr-o poriune neizolata, cnd reeaua este dezechilibrata si cnd apar diferene de potenial intre nul si pmnt; - cnd persoana atinge concomitent doua elemente bune conductoare de electricitate, intre care exista diferena de potenial electric (atingerea a doua faze,atingerea unei faze si a pmntului). Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, pe durata exploatrii mainilor electrice se iau urmtoarele msuri de protecie: - Manevrarea echipamentului de pornire a mainilor electrice cu acionare manual se executa purtnd mnui electroizolante. - La motoarele electrice protejarea numai cu sigurane si care nu au alte elemente de separate in fata acestora, nainte de nceperea oricrei lucrri pe circuitul de for, se vor demonta aceste sigurane, folosind mnui electroizolante, - Corpurile mainilor electrice si cele ale echipamentului din circuitul lor de for trebuie sa fie legate la pmnt. - Este interzis a se lucra la conductorul de legare la pmnt att timp cat motorul funcioneaz si alimentarea lui este conectata. - n scopul preveniri personalului de exploatare asupra pericolului de atingere a pieselor aflate sub tensiune, n vecintatea acestora se afieaz inscripii sau placarde specifice; pentru fiecare fel de tensiune si curent se vor utiliza notaiile prevzute in normative.

15

Pe parcursul executrii reparaiei mainilor electrice pot aprea noi cauze de accidentare att prin electrocutare, cat si de ordin neelectric: - Lmpile si sculele electrice portative pot provoca electrocutri prin folosirea unor conductoare necorespunztoare, prin lipsa legrii la centura de pmntare si prin existenta unor defeciuni tehnice ce pot aprea la ele. - n cazul sculelor electrice portative, care lucreaz cu tensiuni de 120 - 220 V, securitatea muncii este asigurata prin construcia si calitatea sculelor, Este necesara verificarea lor periodica, far utilizarea lor se face folosind o fisa de contact ce se racordeaz intr-o priza cu contact de legare la pmnt; - Printre accidentele de ordin neelectric ce pot intervine in procesul reparrii mainilor electrice, se citeaz: lovituri, striviri, intrarea in ochi a corpurilor strine pe timpul suflrii cu aer comprimat, etc.. Masuri de prevenire si stingere a incendiilor: - n timpul exploatrii mainilor electrice, pe lng pericolul electrocutrii curentul electric poate provoca incendii, datorita nclzirii apartajului electric in timpul funcionarii, in timpul scurtcircuitului sau suprasarcinilor. Arcurile electrice produse prin deranjamentele parii electrice pot provoca arsuri oamenilor. Pentru prevenirea pericolului de aprindere din cauza scnteilor si a supranclzirii, trebuie luate urmtoarele masuri: - La regimul de funcionare in plina sarcina , prile generatorului electric nu trebuie sa se nclzeasc pana la o temperatura periculoasa (lagrele nu trebuie sa depeasc temperatura de 80 C). - Siguranele, ntreruptoarele si alte aparate asemntoare care in timpul exploatrii pot provoca ntreruperea curentului electric, trebuie acoperite cu carcase. - Prile reostatelor si ale celorlalte aparate care se nclzesc in timpul funcionarii trebuie montate pe socluri izolate termic. - Pentru a se putea interveni cu eficacitate in caz de incendiu, se recomanda ca lng mainile unele, sa fie amplasate extinctoare cu CO2. Folosirea apei este interzisa la stingerea incendiilor n instalaiile electrice, deoarece prezint pericol de electrocutare si determina si extinderea defeciunii.

16

BIBLIOGRAFIE:1. Aparate electrice si automatizri Ed didactica si pedagogica . Ing D Mihoc ; D. Simulescu ; A. Popa . 2. Maini electrice si acionri Ed didactica si pedagogica Ing M. Popa ; C Popescu ; E Dumbrava ; O. Samoilescu ; St. Popescu . 3. Acionri electrice si automatizri Ed didactica si pedagogica Ing. A. Saal ; I. Topa ; A. Fransua ; E. Micu 4. Acionari electrice Ed didactica si pedagogica A. Fransua ; C. Saal ; I. Topa . 5. Maini, aparate, acionri i automatizri Ed didactica si pedagogica 1998 prof. dr. ing. Nstase Bichir, prof. dr. ing. Corneliu Boan, prof. dr. ing. Dan Mihoc, prof. gr.I Sabina Hilohi. 6. Maini electrice Ed didactica si pedagogica Ing. C Bala . 9. Electrotehnic i electronic Ed didactica si pedagogica 1979 Dr. Ing. Anca Popescu ; Conf. Dr. ing. Stelian Popescu .

17

ANEXE

18