MOTOR DE CURENT CONTINUU

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 maşina se roteşte, realizând conversia energiei electrice absorbite de la generator.

Motorul de curent continuu are pe stator polii magnetici şi bobinele polare concentrate care creează câmpul magnetic de excitaţie. Pe axul motorului este situat un colector ce schimbă sensul curentului prin înfăşurarea rotorică astfel încât câmpul magnetic de excitaţie să exercite în permanenţă o forţă faţă de rotor.

În funcţie de modul de conectare a înfăşurării de excitaţie motoarele de curent continuu pot fi clasificate în:

* motor cu excitaţie independentă - unde înfăşurarea statorică şi înfăşurarea rotorică sunt conectate la două surse separate de tensiune
* motor cu excitaţie paralelă - unde înfăşurarea statorică şi înfăşurarea rotorică sunt legate în paralel la aceaşi sursă de tensiune
* motor cu excitaţie serie - unde înfăşurarea statorică şi înfăşurarea rotorică sunt legate în serie
* motor cu excitaţie mixtă - unde înfăşurarea statorică este divizată în două înfăşurări, una conectată în paralel şi una conectată în serie.

Înfăşurarea rotorică parcursă de curent va avea una sau mai multe perechi de poli magnetici echivalenţi. Rotorul se deplasează în câmpul magnetic de excitaţie până când polii rotorici se aliniază în dreptul polilor statorici opuşi. În acelaşi moment, colectorul schimbă sensul curenţilor rotorici astfel încât polaritatea rotorului se inversează şi rotorul va continua deplasarea până la următoarea aliniere a polilor magnetici.

Pentru acţionări electrice de puteri mici şi medii, sau pentru acţionări ce nu necesită câmp magnetic de excitaţie variabil, în locul înfăşurărilor statorice se folosesc magneţi permanenţi.

Turaţia motorului este proporţională cu tensiunea aplicată înfăşurării rotorice şi invers proporţională cu câmpul magnetic de excitaţie. Turaţia se reglează prin varierea tensiunii aplicată motorului până la valoarea nominală a tensiunii, iar turaţii mai mari se obţin prin slăbirea câmpului de excitaţie. Ambele metode vizează o tensiune variabilă ce poate fi obţinută folosind un generator de curent continuu (grup Ward-Leonard), prin înserierea unor rezistoare în circuit sau cu ajutorul electronicii de putere (redresoare comandate, choppere).
Motor universal folosit la râşniţele de cafea

Cuplul dezvoltat de motor este direct proporţional cu curentul electric prin rotor şi cu câmpul magnetic de excitaţie. Reglarea turaţiei prin slăbire de câmp se face, aşadar, cu diminuare a cuplului dezvoltat de motor. La motoarele serie acelaşi curent străbate înfăşurarea de excitaţie şi înfăşurarea rotorică. Din această consideraţie se pot deduce două caracteristici ale motoarelor serie: pentru încărcări reduse ale motorului, cuplul acestuia depinde de pătratul curentului electric absorbit; motorul nu trebuie lăsat să funcţioneze în gol pentru că în acest caz valoarea intensităţii curentului electric absorbit este foarte redusă şi implicit câmpul de excitaţie este redus, ceea ce duce la ambalarea maşinii până la autodistrugere. Motoarele de curent continuu cu excitaţie serie se folosesc în tracţiunea electrică urbană şi feroviară (tramvaie, locomotive).

Schimbarea sensului de rotaţie se face fie prin schimbarea polarităţii tensiunii de alimentare, fie prin schimbarea sensului câmpului magnetic de excitaţie. La motorul serie, prin schimbarea polarităţii tensiunii de alimentare se realizează schimbarea sensului ambelor mărimi şi sensul de rotaţie rămâne neschimbat. Aşadar, motorul serie poate fi folosit şi la tensiune alternativă, unde polaritatea tensiunii se inversează o dată în decursul unei perioade. Un astfel de motor se numeşte motor universal şi se foloseşte în aplicaţii casnice de puteri mici şi viteze mari de rotaţie (aspirator, mixer).