Post on 12-Apr-2015
TEHNIČKA ŠKOLA
Nikole Tesle 9C
Zadar
Završni rad iz elektrotehnike
ISTOSMJERNI STROJEVI
školska godina 2012/2013
Mentor: Luka Gilić, dipl.ing.
Učenik: Jure Perić, IV.C
Zadar, svibanj, 2013.
SADRŽAJ
1. Uvod..........................................................................................................1
2. Načelo rada istosmjernog stroja...............................................................2
2.1. Općenito.............................................................................................2
2.2. Generatorski rad.................................................................................3
2.3. Rad stroja kao motora.........................................................................4
3. Konstruktivna izvedba istosmjernih strojeva...........................................5
3.1. Stator...................................................................................................5
3.1.1. Kućište i ležajni štitovi.................................................................5
3.2. Rotor istosmjernog stroja....................................................................6
3.2.1. Rotorski paket.............................................................................6
3.2.2. Namot armature..........................................................................6
3.3. Kolektor (komutator)...........................................................................7
3.3.1. Spajanje namota na lamele kolektora.........................................8
4. Fizikalna slika rada istosmjernog stroja....................................................9
4.1. Prazni hod istosmjernog generatora...................................................9
4.2. Opterećenje i djelovanje armature.....................................................10
4.2.1. Posljedice djelovanja armature...................................................11
4.2.2. Otklanjanje posljedica djelovanja reakcije armature..................12
4.3. Komutacija...........................................................................................13
4.3.1. Proces i vrste komutacije.............................................................13
4.3.2. Posljedice loše komutacije...........................................................14
4.4.Vrste istosmjernih strojeva i uzbuda....................................................15
4.4.1. Paralelni rad istosmjernih generatora.........................................16
1. Uvod
Istosmjerni strojevi su električni rotacijski strojevi kod kojih u vanjskom strujnom krugu teče
istosmjerna struja. Mogu raditi reverzibilno, tj. kao generatori (na svojim stezaljkama daju
istosmjerni napon) ili motori (na njihove stezaljke dovodi se istosmjerni napon). Istosmjerni
strojevi po svojoj izvedbi slični su sinkronim strojevima.
Razlika je u tome, što se uzbudni dio kod istosmjernog stroja nalazi na statoru, a armaturni na
rotoru, dok je kod sinkronih strojeva to u pravilu obratno. Zbog dobrih regulacijskih
karakteristika istosmjerni se strojevi primjenjuju u reguliranim pogonima, ali se zbog
poteškoća vezanih za postojanje kolektora danas sve manje primjenjuju i uglavnom se
zamjenjuju izmjeničnim reguliranim strojevima, odnosno statičkim pretvaračima.
U postojećim reguliranim pogonima susreću se najveći sporohodni motori snage i do 10
MW. Uobičajeni naponi istosmjernih strojeva su 110 V, 220 V i 440 V za motore,
odnosno 230 V i 460 V za generatore.
Istosmjerni strojevi imaju vodeću ulogu sve do 1960-tih godina. Sadrže gotovo idealnu
vanjsku karakteristiku motora koja povezuje brzinu vrtnje i razvijeni moment, mogućnost
jednostavnog dobivanja promjenljivog istosmjernog napona napajanja, jednostavnost u
upravljačko-regulacijskom smislu i široki opseg upravljivosti brzinom vrtnje.
U daljnjem tekstu ćemo nabrojiti i opisati neke od djelova istosmjernog stroja, područja u
kojima se koriste i ostale važne stvari koje su potrebne za rad istosmjernog stroja.
Slika broj 1. Istosmjerni stroj
2. Načelo rada istosmjernog stroja
2.1. Općenito
Slika broj 2. Dvopolni istosmjerni stroj
Glavni magnetski polovi učvršćeni su na statoru i na sebi nose uzbudni namot. Pusti li se kroz
uzbudni namot istosmjerna struja, u magnetskom polu uzbuđuje se magnetski tok. To je stalni
magnetski tok, a njegova vrijednost ovisi o veličini uzbudne struje. Svaki stroj ima jednaki
broj sjevernih (N) i južnih (S) polova.
Općenito se uzima da je sjeverni pol izvor magnetskih silnica; one iz njega izviru, a u južni
pol poniru, kao što se to vidi iz slike 2. Magnetske silnice skupile su se u dva odvojena
magnetska kruga, a svaki magnetski krug ulančuje jednu polovinu armaturnog namota.
Dvopolni stroj ima dva magnetska kruga. Prostorni položaj magnetskih krugova u stroju,
određen je prostornim položajem magnetskih polova, pa se položaj ne mjenja, bez obzira da li
armatura miruje ili se okreće.
Aktivni dio rotora (armatura) sastavljen je od dinamo-limova u obliku valjka s utorima u koje
je smješten armaturni namot. Učvršćen je na osovinu koja ulazi u ležište i slobodno se okreće.
Na osovini je učvršćen kolektor na koji su spojeni izvodi iz armaturnog namota. Po kolektoru
klize četkice učvršćene na držaču četkica.
2.2. Generatorski rad
Na slici 2. Armatura ima samo dva utora (zbog jednostavnosti razmatranja) u kojima je
smješten po jedan vodič. Vodiči su spojeni na lamele kolektora, a na lamele su prislonjene
četkice. Strelicom je označen smjer vrtnje rotora.
Zamisli li se oko rotora cilindar na kojem će se registrirati raspodjela magnetskog toka u
zračnom rasporu i razvije li se taj cilindar u ravninu, na njemu će se dobiti krivulja koja ima
oblik prikazan na slici 3.
Slika broj 3. Raspored magnetskog toka u zračnom rasponu
Iz krivulje se jasno vidi da je magnetski tok najgušći u zračnom rasporu između polnih papuča
i rotora, a izvan polnih papuča opada te je u neutralnoj zoni jednak nuli. Krivulja magnetskog
toka ima izmjeničan oblik, pa će i inducirani napon u promatranim vodičima biti također
izmjeničan. Promatraju li se naime pojave u jednom od vodiča npr. u vodiču 2 kada se ovaj
okreće, vidi se da će se u njemu inducirati to veći napon što je veća gustoća magnetskog toka,
tj. napon će biti najveći ispod polnih papuča, a najmanji u neutralnoj zoni. U vodiču se dakle
inducira napon koji je razmjeran gustoći magnetskog toka, dužini vodiča i brzini vrtnje.
Dobiveni ispravljeni napon u promatranom istosmjernom stroju sa samo jednim svitkom jako
pulzira i daleko je od stvarnog istosmjernog napona. Pulziranje će se smanjiti tako da se na
rotor stavi više zavoja u odgovarajuće utore. Što više ima utora po obodu rotora, tj. više
raspoređenih svitaka, to manja biti će pulzacija ispravljenih napona i struje.
2.3. Rad stroja kao motora
Kad se motor priključi na mrežu, u armaturni namot preko četkica poteče struja. Struja koja
preko četkica i lamela kolektora ulazi u namot armature pretvara se od istosmjerne na
četkicama u izmjeničnu na namotu. Svaki svitak tog armaturnog namota povezan je sa svojim
krajevima na dvije lamele pomaknute međusobno za 180 stupnjeva.
Slika broj 4. Djelovanje sile F na vodič istosmjernog motora
Magnetski tok ulančuje vodiče kroz koje protječe izmjenična struja pa će u tom slučaju na
vodiče djelovati mehanička sila koja ih nastoji izbaciti iz magnetskog polja. No kako su
vodiči čvrsto vezani za masu rotora, oni će nekom silom F djelovati na rotor da se zakrene.
Tako počinje vrtnja rotora, što je jedan od uvjeta da bi stroj radio kao motor. Na slici 4.
prikazano je djelovanje sprega sila F na jedan zavoj. Rotor će zadržati isti smjer vrtnje, jer sila
F pod jednim od polova djeluje uvijek u istom smjeru. Npr. na slici 4. ispod pola N sila F
djeluje uvijek s lijeva na desno, a ispod pola S zdesna nalijevo. Budući da rotor rotira, to će na
sve vodiče koji dođu ispod pola N djelovati sila F od lijeva na desno, a obrnuto na vodiče
ispod pola S. To se neprekidno ponavlja i traje sve dotle dok kroz vodiče protječe struja u
prikazanom smjeru. Smjer djelovanja sile F na vodič određen je pravilom lijeve ruke, a njezin
je izraz:
F=B I i l [N]
B[T] – magnetska indukcija
I[A] – struja u vodiču
l[m] – dužina vodiča
3. Konstruktivna izvedba istosmjernih strojeva
3.1. Stator
Slika broj 5. Stator
Istosmjerni strojevi su rotacijski električni strojevi, pa njihova konstrukcija mora udovoljiti
tom osnovnom zahtjevu, kao što je to bilo i kod ostalih rotacijskih električnih strojeva. Stroj
mora imati vanjski stabilni dio koji nosi sve unutarnje djelove stroja, a ujedno služi i kao
zaštitni oklop. To je stator.
Stator je sastavljen od kućišta koje nosi glavne, a kod nekih strojeva i pomoćne magnetske
polove s namotom, dok ga bočno zatvaraju ležajni štitovi.
3.1.1. Kućište i ležajni štitovi
Kućište je izvedeno u obliku šupljeg valjka sa stjenkama nešto veće debljine u srednjem
dijelu; taj dio kućišta naziva se statorski jaram. Kućište se izrađuje od lijevana ili valjana
čelika, a vrlo rijetko od sivog lijeva.
Kućište statora ima višestruku zadaću, i to:
- da nosi magnetske polove
- da omogući zatvaranje silnica magnetskog toka
- da štiti unutrašnjost stroja od vanjskih utjecaja
- da nosi cijeli stroj.
Ležajni štitovi zatvaraju stator s obje strane otvorenog dijela kućišta. Izrađuju se od sivog
lijeva i od valjanih čeličnih profila. Na sredini imaju otvor u koji se ugrađuju ležaji za osovinu
rotora. Učvršćuju se na kućište statora potrebnim brojem vijaka.
3.2. Rotor istosmjernog stroja
Rotor istosmjernog stroja sastoji se od rotorskog paketa, armaturnog namota i kolektora.
Rotorski paket s pripadajućim namotom naziva se armatura, a učvršćuje se na osovinu na koje
je učvršćen i kolektor.
3.2.1. Rotorski paket
Sastavlja se od dinamo-limova debljine 0,5 mm, izoliranih s obje strane. Tako se smanjuju
vrtložne struje i njihove posljedice. Zadatak mu je da nosi armaturni namot u utorima
izvedenim na obodu rotorskog paketa, da provodi magnetski tok, te da prenosi sve sile koje
nastaju na rotoru bilo da stroj radi kao generator bilo da radi kao motor.
Rotorski paket istosmjernog stroja građen je slično kao i rotorski paket asinkronog motora, pa
sve ono što je rečeno za rotorski paket kod asinkronog motora vrijedi i u ovom razmatranju.
3.2.2. Namot armature
Slika broj 6. Armaturni namoti
Uzbudni namot istosmjernog stroja izvodi kao posebni izolirani svitak sa slobodnim
krajevima za priključak.
Ti se svici postavljaju na svaki pol, a spajaju se redovito serijski i to tako, da je polaritet
polova izmjeničan, tj. iza N-pola dolazi S-pol itd. Armaturni namot izvodi se kao petljasti
(paralelni) ili valoviti (serijski) kako je shematski predočeno.
3.3. Kolektor (komutator)
Kolektor je jedan od najvažnijih i najosjetljivijih dijelova istosmjernog stroja. Učvršćen je na
osovinu rotora i od njega dobro izoliran. Kolektor ili komutator je naprava koja omogućuje
pretvaranje izmjenične struje i napona u istosmjerne ili obrnuto.
Kolektor se sastoji od velikog broja bakrenih lamela, kojih ima i po više stotina, a kod nekih
strojeva i više od tisuću. Lamele moraju biti međusobno i prema tijelu stroja dobro izolirane.
Velike centrifugalne sile koje djeluju na lamele kod rotacije stroja, ne smiju olabaviti ili
deformirati kolektor po kliznoj površini.
Danas se kolektori izrađuju u dvije osnovne izvedbe, i to:
- mali kolektori s lamelama učvršćenim plastičnom masom,
- veliki kolektori u svodnoj izvedbi
Slika broj 7. Kolektor
Između lamela dolazi izolacija od tinjca, tzv. Kolektorski mikanit, debljine 0,6 do 1,2 mm
potpuno jednakih debljina. Mikanit sadržava oko 3% vezivnog sredstva u obliku šelaka.
Kasnije kod toplinske obradbe kolektora šelak potpuno izađe iz izolacije i ostane samo
mikanit, koji ne izgara i zbog toga je vrlo povoljan za izolaciju.
Kolektor se redovito postavlja na glavu kolektora, izrađenu od metala koja se navlači zajedno
s kolektorom na osovinu rotora. Između lamela kolektora i glave kolektora stavlja se dobar
sloj izolacije od tinjca s vezivnim sredstvom. Izolacija od tinjca stavlja se i na konuse za
stezanje kolektora. U pogonu se može dogoditi da zbog nečistoća koje se s vremenom
natalože na konuse kolektora dođe do proboja na masu.
3.3.1. Spajanje namota na lamele kolektora
Na svaku lamelu kolektora priključuje se kraj jednog svitka i početak sljedećeg svitka. Na
lameli se u tu svrhu izradi utor na strani namota. Kod malih strojeva kraj i početak svitaka
izravno se priključuje na lamele, i to lemljenjem. Utori se u lamelama izrađuju prije
sastavljanja kolektora, dok su lamele još slobodne. Tada se glodalicom na svakoj lameli izradi
utor, i to takvih dimenzija koje omogućuju ulaz vidičima. Utor se pokositri, a pokositriti treba
i sve krajeve i početke svitaka namota, kako bi se pri stavljanju krajeva namota u utore lamela
moglo izvesti brzo i dobro lemljenje.
Početci i krajevi namota u dovodnom dijelu od rotora do lamela dobro su izolirani, omotani
izolacijskom vrpcom i čvrsto pritegnuti uz tijelo rotora, kako pri rotaciji ne bi došlo do
deformacija dovoda i oštećenja.
Kod većih strojeva rotor ima velik promjer, pa izravan priključak namota na lamelu nije
moguć. Osim toga vodiči namota velikih su dimenzija pa se ne bi mogli uvući u utore lamela.
Tada se namoti i lamele spajaju zastavicama, tj. bakrenim trakama.
Zastavice se jednim krajem obaviju oko krajeva namota, a drugim krajem ulaze u utor lamele
gdje se zaleme. Lemi se i na mjestu gdje zastavica obavija vodič. Zastavice se izrađuju od
bakrenog lima debljine do 1 mm. Izložene su djelovanju centrifugalne sile, pa nastoje iščupati
lamelu iz kolektora. Kako je lamela dobro učvršćena, često dolazi do oslabljenja spoja u utoru
lamele ili do pucanja zastavice na ulazu u lamelu. Da se spriječi oslabljenje spoja, redovito se
tvrdo lemi, a kod velikih i važnih strojeva spaja se zakivanjem.
Na sljedećim slikama dani su presjeci istosmjernog stroja sa svim konstruktivnim elementima.
Slika broj 8. Poprečni presjek IS Slika broj 9. Uzdužni presjek IS
4. Fizikalna slika rada istosmjernog stroja
4.1. Prazni hod istosmjernog generatora
Istosmjerni generator radi u praznom hodu, ako ga se uzbudi, a rotor potjera nekim
pogonskim strojem da rotira. U namotu rotora inducirat će se tada napon praznog hoda.
Glavni magnetski tok uzbuduje se uzbudnom strujom. Ako se mjenja uzbudna struja mijenjat
će se i magnetski tok, a s njim i napon.
Pokus praznog hoda vrši se tako da se u uzbudni strujni krug uključi ampermetar kojim se
mjeri uzbudna struja, a na stezaljke generatora (armature) priključi se voltmetar i mjeri napon
za određenu uzbudnu struju. Pritom stroj rotira sa stalnim brojem okretaja.
Slika broj 10. Karakteristika praznog hoda
Iz karakteristike praznog hoda vidi se da napon na stezaljkama generatora raste s porastom
uzbudne struje u početnom dijelu linearno, a pri zasićenju željeza magnetskim tokom, uz isti
prirast uzbudne struje, napon raste sve manje i manje. Kada su magnetski polovi potpuno
zasićeni magnetskim tokom, karakteristika se približava horizontalnom pravcu, tj. napon
praznog hoda neće se mjenjati znatno s povećanjem uzbudne struje. Pokus praznog hoda
može se izvršiti i tako da je uzbudna struja konstantna, a mjenja se broj okretaja. S porastom
brzine napon raste linearno, tj. po pravcu koji prolazi kroz ishodište kao što je prikazano na
slici broj 11.
Slika broj 11. Karakteristika induciranog napona kod raznih brojeva okretaja
4.2. Opterećenje i djelovanje armature
Armaturni tok djeluje nepovoljno na rad istosmjernog stroja, a njegovo djelovanje naziva se
reakcija (djelovanje) armature. U praznom hodu nema reakcije armature, jer u armaturnom
namotu ne teče struja. Struje kroz armaturni namot teče samo onda kada je stroj opterećen, tj.
da radi bilo kao generator, bilo kao motor. Kao generator bit će opterećen ako se na njegove
stezaljke priključi potrošač u koji će tada iz armaturnog namota preko četkica teći struja. Kao
motor bit će opterećen ako se na osovinu rotora priključi neki teret (radni stroj i sl.) i da bi
motor svladao protumoment mora iz mreže povući struju koja će u armaturi razviti okretni
moment dovoljno velik da svlada protumoment tereta. U oba slučaja kroz armaturni namot
protječe struja koja stvara armaturni magnetski tok.
U praznom hodu dvopolnog istosmjernog stroja postoji samo uzbudni magnetski tok koji
nastaje u magnetskim polovima i zatvara se preko armature u zatvoreni magnetski krug.
Pretpostavi li se da kroz armaturni namot protječe struja koja stvara armaturni tok, a u istom
trenutku glavni polovi nisu uzbuđeni, tada u stroju postoji samo armaturni tok. U praksi, kada
je istosmjerni stroj u pogonu, u stroju istodobno postoje oba toka, uzbudni i armaturni. I jedan
i drugi djelu u istodobno i zajedno daju rezultantni tok. Promatra li se put magnetskih silnica
rezultantnog magnetskog polja, vidi se da je na polnim papučama i u zračnom rasporu došlo
do zgušnjavanja, odnosno do razrijeđivanja magnetskih silnica u nekim zonama.
Slika broj 12. Uzdužni tok Slika broj 13. Poprečni tok Slika broj 14. Rezultantni tok
U lijevom dijelu pola N silnice su se razrijedile, a u desnom su gušće. Obrnuto je na polu S.
To isto vrijedi i za zračni raspor i armaturu. Armaturni tok prouzročio je dakle nesimetričnost
magnetskog polja u zračnom rasporu, na polnim papučama i na armaturi te pomak neutralne
zone. To djelovanje armaturnog (rotorskog) toka naziva se protudjelovanje armature ili
reakcija armature.
4.2.1. Posljedice djelovanja armature
Zbog djelovanja armature javljaju se četiri naugodne i neželjene posljedice, i to:
- smanjenje rezultantnog magnetskog toka,
- povećanje gubitaka u željezu,
- pomak neutralne zone,
- Povećanje napona između pojedinih lamela kolektora.
Smanjenje rezultantnog magnetskog toka
Istosmjerni strojevi građeni su tako da pri punom opterećenju i nazivnom naponu rade u
zasićenom dijelu magnetske karakteristike (karakteristike praznog hoda). Zbog djelovanja
armature, kod normalnog pogona s punim opterećenjem i nazivnom uzbudom magnetskih
polova, rezultantni magnetski tok neće imati vrijednost koju ima u praznom hodu, već će ona
biti manja.
Povećanje gubitaka u željezu
Armaturni tok istosmjernog stroja izmjeničan je. To znači da se u željezu armature pojavljuju
gubitci zbog pojave histereze i vrtložnih struja. Zbog reakcije armature rezultantni tok
rasporedi se tako da u nekim zonama armature dođe do velikog zasićenja. To zasićenje
najveće je upravo u zonama vanjskog oboda armature, tj. tamo gdje su utori s namotom.
Magnetske silnice prelaze iz zračnog raspora u armaturu uglavnom preko zubova utora.
Pomak neutralne zone
Zbog djelovanja armature, rezultantni magnetski tok zaokrenuo se za neki kut β pa se i
neutralna zona zaokrenula za kut β u odnosu na stanje pri praznom hodu. Pomak neutralne
zone dovodi do daljnjeg smanjenja induciranog napona u armaturnom namotu i pogoršava
komutaciju.
Povećanje napona među lamelama kolektora
Zbog toga što magnetsko polje nije homogeno, tj. u nekim zonama je gušće, a u drugima
rjeđe, u istom trenutku rotacije armature, svitci ne presjecaju magnetske silnice jednake
gustoće na svim mjestima, pa će se u nekim svitcima inducirati veći napon, a u drugim manji.
4.2.2. Otklanjanje posljedica djelovanja reakcije armature
Suzbijanje ili nadzor djelovanja armature jedna je od glavnih zadaća projektanata istosmjernih
strojeva. Mjera za suzbijanje djelovanja armature ima više. Kod manjih strojeva, gdje su
prilike komutacije povoljnije, ne isplati se provoditi sve moguće mjere, jer je to skupo. Kod
velikih strojeva gdje su uvjeti komutacije vrlo teški, a težina komutacije raste s porastom
snage stroja, isplati se poduzeti sve mjere koje će poništiti nepovoljno djelovanje armature, ne
samo zbog težine komutacije, već i zbog drugih posljedica.
Mjere za suzbijanje posljedica djelovanja armature jesu:
- pomak četkica
- ugradnja mješovitog (kompaudnog) namota
- ugradnja pomoćnih magnetskih polova
- ugradnja kompezacijskog namota.
Slika broj 15. Kompenzacija reakcije armature
Slika broj 16. Smještaj kompenzacijskog namota
4.3. Komutacija
4.3.1. Proces i vrste komutacije
Promjena polariteta induciranog napona i promjena smjera struje kada svitak prolazi kroz
neutralnu zonu, naziva se komutacija. Komutacija je dakle pretvaranje (promjena) izmjenične
struje u istosmjernu pomoću komutatora (kolektora).
Slika broj 17. Tri karakteristična trenutka u komutacijskom procesu
Na slici 17. Promatra se svitak u trenutku kad četkica prekriva cijelu lamelu. U tom početnom
trenutku uzeto je da je vrijeme t=0, struja Ip iz promatranog svitka ulazi u četkicu preko
lamele. U susjednom svitku u promatranom trenutku također teče struja Ip, ulazi preko lamele
u četkicu i zajedno sa strujom iz svitka čini struju I.
Struja Ip je struja koja teče u paralelnoj grani. Kao što se vidi, struje iz lijeve i desne paralelne
grane jednake su. Međutim, kako kolektor rotira, u nekom sljedećem trenutku lamela će počet
napuštat četkicu, a na njezino mjesto dolazit će druga lamela.
Magnetski tok promatranog svitka poništava se magnetskim tokom iz pomoćnih polova, pa
stoga magnetski tok pomoćnih polova mora imati smjer suprotan magnetskom toku koji
nastaje u svitku. Poništenje magnetskog toka svitka glavna je zadaća pomoćnih polova, pa se
prema tome i dimenzioniraju. Ovisno o dimenzioniranju pomoćnih polova može se dobiti više
vrsta komutacija.
4.3.2. Posljedice loše komutacije
Posljedica loše komutacije je jako iskrenje na kolektoru. Jako iskrenje oštećuje četkice i
kolektor, a može se čak pretvoriti u duge lukove koji mogu sasvim onesposobiti stroj. Hoće li
se pri komutaciji pojaviti iskrenje ili ne, ovisi o mnogim okolnostima. Razlozi koji dovode do
iskrenja gotovo su svi električkih ili mehaničkih uzoraka. Glavni električni uzrok loše
komutacije je velika gustoća struje pod četkicama u trenutku napuštanja lamela kolektora.
Četkica, naime, pri komutaciji može podnijeti ograničenu struju koja se kreće oko 10 A/cm²
površine četkica.
Električne posljedice loše komutacije, kao što je već rečeno, sprečavaju se ugradnjom
pravilno dimenzioniranih pomoćnih polova, te pravilno izvedenim namotom i spojevima
namota.
Mehanički uzroci iskrenja različiti su i mnogobrojni, a najvažniji su ovi:
- neokruglost i istrošenost kolektora, vibriranje kolektora što izaziva poskakivanje
četkica,
- neuglačanost četkica, izbrazdane površine četkica ili lamela uzrokovane prašinom,
nečistoćom ili lošom atmosferom u kojoj stroj radi,
- loš položaj četkica u držačima, naispravni pritisak ili smjer pritiska na četkice.
Spomenuti uzroci iskrenja po sebi upućuju kako se ti nedostatci mogu otkloniti. Što se tiče
posljedica one su jednake bilo iskrenje električkog ili mehaničkog podrijetla, pa u praksi
pojavi iskrenja treba obratiti posebnu pažnju.
4.4. Vrste istosmjernih strojeva i uzbuda
U uvodnom razmatranju spomenuto je da je svaki istosmjerni stroj upotrebljiv i kao generator
i kao motor. Ipak u pogonu između generatora i motora postoji razlika u raznim međusobnim
spojevima uzbude i armaturnog namota. Razna električka i mehanička svojstva, koja se u
pojedinim pogonskim slučajevima zahtjevaju od motora ili generatora, postižu se u prvom
redu raznim sustavima uzbude stroja ili raznim spojevima uzbude i izvora uzbude te raznim
spojevima stezaljki armature. Prema tome, da bi se upoznale razne vrste istosmjernih strojeva,
potrebno je prvo upoznati sve načine uzbude, zatim izvore uzbudne struje i, na kraju, način
spajanja.
U istosmjernom stroju postoji više namota u kojima se pobuđuju magnetski tokovi. Postoji
glavni uzbudni namot, namot pomoćnih polova, kompenzacijski namot i kompaudni namot.
Namot pomoćnih polova, kompenzacijski namot i kompaudni namot služe za poništenje
djelovanja reakcije armature, pa zato kroz te namote protječe cjeloukupna armaturna struja.
Upotreba permanentnih magneta za dobivanje glavnog magnetskog toka primjenjuje se samo
kod malih motora, jer se od istosmjernih strojeva većih snaga u pogonu zahtijevaju razni
uvjeti rada, a to permanentni magneti onemogućuju.
Istosmjerni strojevi većih snaga grade se samo s elektromagnetom kao glavnim magnetskim
polom. Po tome razlikujemo stranu i vlastitu uzbudu. Strana uzbuda sadrži uzbudnu struju
koja se dobiva iz nekog stranog izvora struje (npr. akumulatorske baterije). Vlastita uzbuda ili
samouzbuda dijeli se dalje u podskupine, ovisno o tome kako je uzbudni namot priključen na
armaturu. Tako postoji:
- serijska uzbuda, kod koje je uzbudni namot spojen u seriju s armaturnim namotom,
- paralelna uzbuda, kod koje je uzbudni namot priključen paralelno armaturnom
namotu,
- mješovita uzbuda, kod koje stroj ima dva uzbudna namota koji djeluju zajednički.
4.4.1. Paralelni rad istosmjernih generatora
U praksi se često upotrebljava paralelni rad istosmjernih generatora. To diktiraju pogonske
situacije i ekonomski razlozi.
Ako se u pogonu koji se napaja iz nekog istosmjernog generatora potrošnja električne energije
toliko povećava da postojeći generator ne može podmiriti sve potrebe, uključuje mu se
paralelno još jedan generator. Tada se opterećenje podijeli na oba generatora.
Ekonomski je to opravdano, jer je jeftinije od nabave novog velikog generatora koji bi mogao
podmiriti sve potrebe.
Pri uključivanju generatora u paralelni rad moraju biti ispunjeni uvjeti:
- generatori moraju imati slične vanjske karakteristike,
- naponi koje generatori daju mreži moraju biti jednaki,
- u pogonu generatori moraju biti stabilni,
- međusobno moraju biti spojene istoimene stezaljke.
Uvjet da generatori moraju imati slične vanjske karakteristike bit će ispunjen ako se u
paralelni rad uključe generatori jedne vrste npr. paralelni ili kompaudni. Serijski generatori ne
upotrebljavaju se za paralelni rad.
Datum predaje rada: ______________
Datum obrane rada: ______________
Komentar:
Ocjena: ______________