Macchine elettriche - Motore a corrente continua

Deformazione del campo elettromagnetico

Le correnti che circolano nelle spire del rotore generano a loro volta un campo elettromagnetico che deforma quello statorico. La deformazione del campo è dipendente dall'intensità della corrente rotorica. In conseguenza della deformazione del campo dovuta alla presenza delle correnti rotoriche si ha lo spostamento dell'asse neutro. Anche questo spostamento dipende dalla corrente che circola nel rotore.

In corrispondenza delle spazzole si verifica quindi il fenomeno dello scintillio che va sotto il nome di "flash al collettore". Per ovviare a questo fenomeno si possono realizzare degli avvolgimenti di compensazione, costituiti da conduttori che, posti in serie al circuito d'armatura, sono percorsi anch'essi dalla corrente rotorica. Si genera così un campo magnetico che annulla la distorsione.

di spire del circuito di eccitazione fi la corrente di eccitazione fR Ne sono costanti del motore, quindi c'è proporzionalità tra corrente di eccitazione e flusso magnetico NΦ = f i's fe Anche la f.e.m. indotta dipende dal flusso (legge di Lenz) ωω = Φ 'k ie k m fm s Anche la coppia meccanica dipende dalla corrente di eccitazione Φ = 'T k i k i im m s a m f ak'i coefficienti sono uguali per la coppia e la f.e.m. indotta se il motore ha l'avvolgimento di compensazione Equazioni della dinamica del motore in corrente continua ≠k' k'' Nel caso più generale di motore non compensato m m = 'T k i i k im m f a T aωω = " ke k i v mm f m di + +aV R i L ea a a a dtωd = -J T Tm rdt di + fV R i Lf f f f dta regime ω--    V kV e = = =a a v m T k i k k m T a TT   RR  ak kk ω= - T vTT Vm a mR Ra a= 'k k iT m

f= "k k iv m f

Limiti della caratteristica statica del motore in corrente continua

Tk VT aRa V ωak v

Caratteristica statica del motore in corrente continuaT curva di massimacorrentek VT aRa=T k imax T a max curva di massima potenzaVacurva di carico ωVak v

Tipologie motori in corrente continua

Caratteristica statica del motore in corrente continuaT curva di massima potenzai f ωVak v

1Coppiaresistente ω111 1ia Tmkt J.s+BVa velocità angolareLa.s+Ra [rad/s]MeccanicakTCircuito d'armatura kvkvModello motore a corrente continuaDati motore per simulazioneP = 75 kWV = 400 Vas = 750 rpmω = 78.5 rad/sη = 0.95τ = 2 smDati motore calcolati per simulazioneP = 75 kW = 187.5 AI a maxV = 400 V P = 0.05 P = 3.75 kWa a Ps = 750 rpm = = ΩaR 0.1a 2I aω = 78.5 rad/s L = 5 mHaη = 0.95