In domeniul industrial greu, este ceva normal sa se gaseasca sisteme de franare mecanice cuplate la axa multor motoare electrice. Aceste frane sunt, in general, puse in functiune de un electromagnet cu sursa de alimentare derivata din aceeasi linie de alimentare cu motorul. Atunci cand tensiunea de alimentare este absenta pe aceasta linie, frana se inchide datorita arcurilor prezente in unitatea de frana, creand un cuplu de franare constanta. Acest tip de frana electromagnetica este in general de tip disc si este cuplata la un motor electric asincron. De fapt, creeaza un singur sistem numit motor de autofranare, cuprinzand un motor asincron trifazat sau monofazat.
Frana electromagnetica poate avea bobina alimentata fie de curent continuu, fie de curent alternativ, in functie de tip. In cazul bobinei de frana alimentata cu curent alternativ, conductorii sai sunt adesea conectati la bornele motorului, avand in vedere alimentarea de 230-400 V 50 Hz. Prin urmare, bobina este alimentata in acelasi timp cu alimentarea motorului, tinand cont de faptul ca acest tip de alimentare cu energie a bobinei de frana aduce o usoara intarziere in interventia electromagnetului de frana.
Cu frana actionata, electromagnetul, depasind forta arcurilor, atrage miezul mobil catre sine, deblocand astfel discul de frana in acelasi timp si eliberand axa motorului care se poate roti. Atunci cand electromagnetul nu este alimentat, forta arcurilor va mentine discul de frana apasat, blocand efectiv axa motorului care nu se poate misca. Forta exercitata de arcuri va determina cuplul de franare care poate fi reglat actionand asupra piulitelor de reglare autoblocante. Prin urmare, cu cat arcurile sunt mai mult comprimate, cu atat este mai mare cuplul de franare.
In cazul in care sursa de alimentare a bobinei electromagnetice de frana trebuie sa fie in curent continuu, se utilizeaza o punte redresoare de dimensiuni adecvate. Si aceasta este in general adapostita in cutia de borne a motorului, unde sunt realizate conexiunile corespunzatoare. Acest tip de blocuri redresoare au unele particularitati, satisfac sarcina de rectificare a tensiunii alternative in curent continuu, au filtre impotriva emisiilor de radiofrecventa si incorporeaza dispozitive de protectie la supratensiune.
Cam asa ar putea fi descris un astfel de motor. Desigur, cei care lucreaza in industrie, inteleg foarte bine cum functioneaza, insa, pentru un neinitiat, este mai dificil. Dar, macar sa vedem o scurta istorie a motorului electric industrial, pentru cei mai putin capabili sa priceapa limbajul specific.
Primele motoare electrice au fost simple dispozitive electrostatice descrise in experimentele facute de calugarul scotian Andrew Gordon si de celebrul Benjamin Franklin in 1740. Principiul teoretic din spatele lor, forta legii lui Ampère, a fost descoperit de André-Marie Ampère in 1820. Conversia energiei electrice in mediu mecanic electromagnetic a fost demonstrata de omul de stiinta englez Michael Faraday in 1821.
In 1827, fizicianul maghiar Anyos Jedlik a inceput experimentarea cu bobine electromagnetice. Dupa ce Jedlik a rezolvat problemele tehnice ale rotatiei continue cu inventia comutatorului, el a numit primele sale dispozitive „auto-rotoare electromagnetice”. In 1828 Jedlik a realizat primul dispozitiv care contine cele trei componente principale ale motoarelor de curent continuu practice: stator, rotor si colector. Dispozitivul nu folosea magneti permanenti, deoarece campurile magnetice ale partilor fixe si rotative au fost produse exclusiv de curentul care circula prin infasurarile lor. Dupa multe alte incercari, mai mult sau mai putin reusite, cu rotatie relativ slaba si aparat alternativ, Prusia Moritz von Jacobi a creat primul motor electric rotativ adevarat in mai 1834, ce a dezvoltat o putere mecanica considerabila. Motorul sau a stabilit un record mondial, iar Jacobi l-a imbunatatit patru ani mai tarziu, in 1838. Al doilea motor a fost suficient de puternic pentru a conduce o barca cu 14 persoane pe un rau. Tot in 1839-1840, alti dezvoltatori au reusit sa construiasca motoare cu performante similare si, prin urmare, mai mari.
Primul motor electric DC capabil sa puna in functiune masini a fost inventat de omul de stiinta britanic William Sturgeon, in 1832. In urma lucrarilor lui Sturgeon, a fost construit un motor electric DC de catre inventatorul american Thomas Davenport, care l-a brevetat in 1837. Motoarele functionau pana la 600 de rotatii pe minut.
In 1886, Frank Julian Sprague a inventat primul motor DC practic. Motorul Sprague si inventiile conexe au dus la un boom de interes si utilizare a motoarelor electrice in industrie.
Motoarele electrice au revolutionat industria. Fiecare masina poate fi echipata cu propria sursa de alimentare, oferind un control usor la punctul de utilizare si imbunatatind eficienta transmisiei de energie. In 1888, Tesla a prezentat un nou sistem de motoare de curent alternativ si transformatoare. General Electric Company a inceput sa dezvolte motoare asincrone trifazate in 1891.
Motoarele electrice functioneaza pe trei principii fizice diferite: magnetismul, electrostatica si piezoelectricitatea. Totusi, cel mai frecvent este magnetismul. In motoarele magnetice, campurile magnetice se formeaza atat in rotor, cat si in stator. Produsul dintre aceste doua campuri da nastere unei forte si, prin urmare, un cuplu la arborele cotit. Oricare dintre aceste campuri sau ambele trebuie modificate odata cu rotatia motorului. Acest lucru se poate face prin pornirea si oprirea stalpilor la momentul potrivit sau prin variatia rezistentei stalpului.
Principalele tipuri sunt motoarele de curent continuu si motoarele de curent alternativ, primele devansate din ce in ce mai mult de cele din urma. Motoarele electrice de curent alternativ sunt fie sincrone, fie asincrone. Motoarele asincrone le-am descris mai sus. Cele sincrone seamana cu acestea, numai ca exista mici diferente. Odata pornit, un motor sincron necesita o miscare sincrona a campului magnetic pentru toate conditiile normale de cuplu. Campul magnetic trebuie sa fie furnizat prin diferite mijloace de inductie.
Cam acestea ar fi cateva informatii despre motoarele electrice, precum si despre cele electrice cu frana, pe care le putem gasi la Motor Industry, compania perfecta pentru profesionistii din domeniu.
