ACTIONAREA ELECTRICA IN

MECATRONICA SI ROBOTICA

REFERATMOTOARE ELECTRICE

CAPITOLUL 1INTRODUCERE

1.1. Definitie: Un motor electric (sau electromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transformă energia electrică în energie mecanică. Transformarea în sens invers, a energiei mecanice în energie electrică, este realizată de un generator electric. Nu există diferențe de principiu semnificative între cele două tipuri de mașini electrice, același dispozitiv putând îndeplini ambele roluri în situații diferite. Majoritatea motoarelor electrice funcționează pe baza forțelor electromagnetice ce acționează asupra unui conductor parcurs decurent electric aflat în câmp magnetic. Există însă și motoare electrostatice construite pe baza forței Coulomb și motoare piezoelectrice. Indiferent de tipul motorului, acesta este construit din două părți componente: stator și rotor. Statorul este partea fixă a motorului, în general exterioară, ce include carcasa, bornele de alimentare, armătura feromagnetică statorică și înfășurarea statorică. Rotorul este partea mobilă a motorului, plasată de obicei în interior. Este format dintr-un ax și o armătură rotorică ce susține înfășurarea rotorică. Între stator și rotor există o porțiune de aer numită întrefier ce permite mișcarea rotorului față de stator. Grosimea întrefierului este un indicator important al performanțelor motorului.

( www.wikipedia.com )

1.2. Clasificarea motoarelor electrice: Motoarele electrice pot fi clasificate după tipul curentului electric ce le parcurge: motoare de curent continuu și motoare de curent alternativ. În funcție de numărul fazelor curentului cu care funcționează, motoarele electrice pot fi motoare monofazate sau motoare polifazate (cu mai multe faze).

( www.wikipedia.com )

CAPITOLUL 2MOTOARE DE CURENT CONTINUU CU

MAGNETI PERMANENTI SI PERII COLECTOARE

Motorul de curent continuu a fost inventat în 1873 de Zénobe Gramme prin conectarea unui generator de curent continuu la un generator asemănător. Astfel, a putut observa că mașina se rotește, realizând conversia energiei electrice absorbite de la generator. Astfel el a constatat, că generatorul "inițial" era de fapt o mașină electrică reversibilă, care putea lucra ca un convertizor de energie bidirecțional.

Motorul de curent continuu are pe stator polii magnetici și bobinele polare concentrate care creează câmpul magnetic de excitație. Pe axul motorului este situat un colector ce schimbă sensul curentului prin înfășurarea rotorică astfel încât câmpul magnetic de excitație să exercite în permanență o forță față de rotor.

Înfășurarea rotorică parcursă de curent va avea una sau mai multe perechi de poli magnetici echivalenți. Rotorul se deplasează în câmpul magnetic de excitație până când polii rotorici se aliniază în dreptul polilor statorici opuși. În același moment, colectorul schimbă sensul curenților rotorici astfel încât polaritatea rotorului se inversează și rotorul va continua deplasarea până la următoarea aliniere a polilor magnetici.

2.1 Motoare de curent continuu cu magneti pernanenti si perii colectoare cu rotor cilindric:

O parte foarte importanta a unui motor electric o reprezinta periile colectoare. Acestea sunt fixate in portperii. De foarte multe ori se intampla ca fixarea periilor in portperii sa fie necorespunzatoare. In aceste cazuri este indicat ca achizitionarea periilor sa se faca montate deja in portperii.

Motoarele de curent continuu cu magneti permanenti si perii colectoare, cu rotor cilindric, se executa in tara in trei familii tipodimensionale codificate prin denumiri distincte:

- “micro motoare de c.c. pentru aplictatii specie” utilizabile doar pentru actionarea lantului cinematic din cadrul sistemelor de orientare a efectorului RI (cuplu sub 0,5Nm);

- “servomotoare de c.c., cu rotor cilindric pentru actionarea RI”, utilizabile pentru aceleasi actionari ca cele descries anterior, sau respective pentru actionarea lantului cinematic din cadrul sistemelor de pozitionare ale RI cu capacitate portanta mica (cuplu de pana la 1,7 Nm);

- “servomotoare de c.c cu rotor cilindric pentru actionarea masinilor-unelte”, utilizabile pentru actionarea lantului cinematic din cadrul sistemelor de pozitionare a efectorului manipulatoarelor si Ri cu comanda secventiala destinati operatiilor de manipulare a unor mase mari sau foarte mari (cuplu intre 11,8 – 220 Nm);

2.1 Motoare de curent continuu cu magneti pernanenti si perii colectoare cu rotor disc:

Motoarele de curent continuu cu magneti permanenti si perii colectoare, cu rotor disc, se executa in tara in trei familii tipodimensionale codificate prin denumiri distincte. - primele doua familii poarta denumirea de “servomotoare de c.c., cu rotor disc pentru actionarea RI”. Ele sunt utilizabile doar pentru actionarea lantului cinematic din cadrul sistemelor de pozitionare ale RI cu capacitate portanta mica-medie;- cea de-a treia familia include “servomotoare de c.c cu rotor disc pentru actionarea masinilor-unelte”;

Domenii de utilizare: a) pentru actionarea axelor de rotatie ale RI ca motoare

concentrate pe cuple, in cazul antrenarii unor sarcini inertiale mici motorul fiind cuplat direct la elemental actionat;

b) pentru actionarea axelor de translatie ale RI;

Firme producatoare: - http://www.ohioelectricmotors.com- http://www.baldor.com- http://www.weg.net

2.1 Motoare de curent continuu cu magneti pernanenti si perii colectoare, cu rotor disc:

Rotorul este de forma unui disc pe care se afla imprimata infasurarea dupa tehnica realizarii cablajelor. Este un motor cu flux axial, cu un design foarte compact. Prin utilizarea unor magneti din pamanturi rare, dimensiunile motorului sunt reduse. Au o inertie redusa, ceea ce duce la un raport cuplu/inertie foarte bun si cu atingerea rapida a vitezei de regim.Cu un numar mare de perii si segmente pe colector se obtine un cuplu neted.Inductanta redusa a masinii permite o viata lunga a periilor, lucrul la viteza mare. Dezavantaje:- gabaritul axial total al acestor motoare este mai mare decat cel al corpului motorului propriu-zis;- gabaritul radial al acestor motoare este cu mult mai mare decat cel al motoarelor cu rotor cilindric;- comportarea termica a acostormotoare este de performante medii bune in regim de sarcina frecvent variabila, doar pentru valori mici ale cuplurilor rezistente applicate motorului (la valori mari ale cuplurilor rezistente aparand incalziri excesive ale rotorului disc);

Domenii de utilizare:a)pentru actionarea axelor de rotatie ale RI ca motoare concentrate pe cuple, in cazul antrenarii unor sarcini inertiale mici motorul fiind cuplat direct la elemental actionat;b)pentru actionarea axelor de translatie ale RI;

( Suport de curs)

2.3 Motoare de curent continuu cu magneti pernanenti si perii colectoare, cu rotor de tip pahar

Denumite si motoare cu rotor gol, cos sau coaja si mai recent cu bobina mobila, sunt realizate prin dispunerea unei înfasurari de cupru sau aluminiu pe un pahar din fibre de sticla sau direct într-o rasina epoxidica. Diametrul lor este între 30% si 50% din lungime, ceea ce face ca, per global, sa prezinte un moment de inertie foarte scazut, cam 10% din cel al servomotoarelor cilindrice sau cu rotor disc. Lipsa materialului feromagnetic din rotor elimina întepenirile magnetice, pierderile prin histerezis, fenomenele de saturatie, masina prezentând o constructie simpla si o constanta electromecanica foarte redusa. Colectoarele acestor servomotoare sunt realizate din lamele de cupru electrotehnic presate pe butuci din materiale plastice, lamelele fiind izolate între ele cu mica sau rasini polimerice. Periile sunt sustinute în portperii de constructie simpla, în forma de tub cu sectiune interioara dreptunghiulara fixat într-o piesa din material electroizolant prins pe scut.

Servomotoarele cu rotor pahar se utilizeaza la antrenarea perifericelor calculatoarelor, în aparatura profesionala de redare si înregistrare a sunetelor etc.

2.4 Servomotoare fara perii

Având în vedere faptul că în literatura de specialitate pentru motoarele incluse în această categorie se utilizează mai multe denumiri, pentru început se impune o sistematizare şi respectiv justificare a diferitelor terminologii uzuale la care se face apel în prezent. Astfel, denumirea uzuală a acestor motoare este aceea de “servomotoare de c.c. fără perii (denumire utilizată atât în literatura tehnică de limbă engleză, “brushless d.c. motors”, cât şi în cea de limbă germană, “burstenlosse motoren”). Avantaje- cuplu masic / volumic cel mai mare; - momentul de inerţie cel mai redus; - gabaritul longitudinal cel mai mic; - plaja de reglare continuă a turaţiei cea mai largă; - comportare termică superioară altor categorii de motoare.

CUPRINS

1. Introducere....................................................................................................pag.21.1 Definitie.1.2 Clasificarea motoarelor electrice

2. Motoare de c.c. cu magneti permanenti si perii colectoare.....................pag.3 2.1 M.c.c. cu magneti permanenti si perii colectoare, cu rotor cilindric..........pag.4 2.2 M.c.c. cu magneti permanenti si perii colectoare, cu rotor disc.................pag.6 2.3 M.c.c. cu magneti permanenti si perii colectoare, cu rotor de tip pahar.....pag.8 2.4 Servomotoare fara perii..............................................................................pag.9