Miezuri magnetice pentru aparate electrice

ARGUMENT

În mediul electrotehnic este întâlnită foarte des expresia ”miez feromagnetic”. Această sintagmă are o corespondență fizică și evident electrotehnică în sintagma ”circuit magnetic”. Înțelegem prin circuit magnetic un sistem de medii prin care se închide un flux magnetic.

În general circuitul magnetic este format din mai multe părți cu secțiuni și proprietăți magnetice diferite.

Circuitele magnetice sunt realizate din materiale feromagnetice, la care permeabilitatea magnetică este mult mai mare decât permeabilitatea magnetică a aerului.

În practică circuitele magnetice sunt întâlnite la transformatoarele electrice atât monofazate cât și trifazate, la mașinile electrice rotative, precum și la bobinele unor electromagneți cu aplicabilitate tehnică specifică.

Indiferent de tipul aplicabilității, miezul magnetic care poartă o înfășurare se numește coloană iar miezul care face legătura dintre coloane și armături se numește jug.

Forma constructivă a circuitului magnetic depinde de destinația lui:

- la mașinile electrice rotative, circuitul magnetic este sediul câmpului magnetic prin intermediul căruia se realizează conversia electromagnetică a energiei (anumite părți pot fi confecționate fie din fier electrotehnic masiv, în cazul mașinilor de curent continuu, fie din tole electrotehnice, în cazul mașinilor de curent alternativ).

- la bobine de curent alternativ și transformatoare, circuitul magnetic se realizează din tole electrotehnice. Aceste tole sunt prevăzute cu crestături, cu o anumită formă constructivă, în care sunt amplasate înfășurările respective de inducție sau inductoare. Grosimea tolelor diferă de la circuit la circuit fiind cuprinsă între 0,2 și 2 mm.

Prezenta lucrare vizează principalele tipuri de miezuri magnetice atât în curent continuu (privind mașinile sincrone și asincrone), cât și în curent alternativ (privind construcția miezurilor folosite de transformatoarele electrice).

CAPITOLUL I

Noțiuni generale specifice miezurilor magnetice

1.1. Definiție. Clasificare.

Miezurile magnetice sunt părți active ale mașinilor și aparatelor electrice, realizate din materiale magnetice, cu rol de a fi suportul material al fluxului magnetic.

Miezurile magnetice asigură un traseu impus fluxului magnetic în scopul:

- De a dezvolta o forță de atracție – la electromagneți

- De a dezvolta un cuplu de rotație – la motoarele electrice

- De a asigura transferul de energie electromagnetic între două bobine la transformatoare și generatoare.

Se poate stabili o analogie între circuitele electrice și circuitele magnetice. Într-un circuit electric o sursă de tensiune electromotoare provoacă circulația unui curent electric prin conductoare și rezistoare. Circuitul magnetic constituie un ansamblu de bobine cu miez feromagnetic prin care se închide fluxul magnetic.

Bobinele parcurse de curent constituie surse de tensiune magnetomotoare, miezul feromagnetic constituie ”conductoarele” iar fluxul magnetic este analog curentului electric.

În construcția mașinilor și aparatelor electrice, miezurile magnetice formează deci, subansambluri care funcționează împreună cu bobinele corespunzătoare.

1.2. Clasificare. Material utilizate.

În general la o mașină electrică circuitul magnetic este format din miezul statorului, pe care este dispusă înfășurarea statorului și miezul rotorului, pe care este dispusă înfășurarea rotorului.

După felul fluxului magnetic care se închide prin miezuri, acestea se clasifică în:

- Miezuri magnetice pentru flux constant în timp

- Miezuri magnetice pentru flux variabil în timp.

Pentru execuția miezurilor magnetice se folosesc materiale feromagnetice, în special aliaje ale fierului, care au proprietăți de magnetizare foarte bune.

Miezurile magnetice pentru flux variabil în timp, pentru a avea pierderi de energie reduse, se execută numai lamelate din tablă de oțel aliat cu 0,7 – 2,7% siliciu, numită tablă de oțel electrotehnic, izolată pe ambele fețe, cu grosimea de 0,5 mm, mai rar 0,65 mm.

Tabla de oțel electrotehnic poate fi :

- laminată la cald, livrată în foi și neizolată, izolarea urmând să se facă cu lac electroizolant după ștanțare

- laminată la rece, livrată în rulouri și izolată pe ambele fețe cu un lac rezistent la temperatură.

1.3. Tipuri de circuite magnetice

1.3.1. Mașini de curent continuu

La mașina de curent continuu (de uz general) circuitul magnetic este format din (fig. 1):

Fig. 1 Circuitul magnetic al mașinii de curent continuu

- carcasă cilindrică executată din oțel masiv 1

- poli principali (de excitație) 2, executați în general lamelați

- poli auxiliari (de comutație) 3, executați din oțel masiv sau lamelat

- miezul rotorului 4, cu crestături la exterior 5, executat lamelat.