Masurarea cuplului masinilor de curent continuu

Cuplul electromagnetic al unei masini de curent continuu este proportional cu produsul intre fluxul polar si curentul rotoric I:

El poate fi masurat cu o sonda Hall fixata de talpa polului si parcursa de un curent de comanda proportional cu curentul rotoric, daca inductia magnetica este proportionala cu fluxul magnetic. Din cauza reactiei rotorice si mai a les a saturarii unei portiuni a polului datorita acestei reactii, este imposibil de stabilit o astfel de pozitie a sondei, incat proportionalitatea dintre inductie si flux sa se mentina in orice regim de functionare. Rezultatele cele mai bune se obtin insumand tensiunile mai multor sonde plasate in puncte diferite ale talpii polului. Masurarea este greoaie deorece demontarea masinii si echiparea polilor cu sonde plasate in puncte diferite ale talpii polului. Masurarea este greoaie deoarece presupune demontarea masinii si echiparea polilor cu sonde.

Loocke a modelat campul magnetic in intrefierul masinii prin cel din intrefierul unui transformator izolat de curent continuu excitat corespunzator. Alimentand sonda Hall plasata in intrefierul transformatorului, cu un curent proportional cu curentul rotoric se obtine o tensiune Hall proportionala cu cuplul electromagnetic al masinii.

Masurarea cuplului masinii de curent continuu

S-a conceput o schema de masurare a cuplului care apeleaza numai la marimi acurent continuuesibile din exterior. Cuplul electromagnetic poate fi exprimat si in functie de tensiunea electromotoare indusa in rotorul masinii,U_e, de curentul rotoric I si de turatia n in forma :

Schema utilizeaza doua traductoare Hall. Primul are doua infasurari de excitatie cu N₁ si N₂=N₁ spire. Prima infasurare este alimentata de la tensiunea la bornele masinii U, a doua de la caderea de tensiune I R pe rezistenta R de ori mai mica decat rezistenta rotorica R_{r s}i legata in serie cu aceasta. Alimentare se face astfel incat, in regim de motor inductiile B₁ si B₂ sa scada, iar an regim de generator sa se adune. Inductia magnetica in ambele cazuri va fi proportionala cu tensiunea electromotoare indusa dar nu tine seama de variatia cu temperatura a rezistentei rotorice. In regim de motor:

Curentul de comanda al traductorului se ia proportional cu curentul rotoric deci tensiunea hall este proportionala cu turatia, infasurarea de excitatie fiind alimentata de la iesirea unui invertor D, conectat la o tensiune data de tahogenerator. Deoarece ,tensiunea Hall a celui de-al doilea traductor Hall este proportionala cu cuplul:

Schema permite inregistrarea caracteristicii cuplului in functie de timp si studierea regimurilor tranzitorii.

Reglarea cuplului prin curentul rotoric

Dispozitivele de masurare a cuplului masinilor electrice pot servi pentru reglarea automata a cuplului. Tensiunea Hall, U_H, proportionala cu cuplul se amplifica cu amplificatorul A₁ si se compara cu tensiunea data U, corespunzatoare valorii impuse a cuplului. Diferenta celor doua tensiuni amplificata cu amplificatorul operational A₂ comanda curentul rotoric. Daca cuplul trebuie sa-si modifice valoarea, se comanda corespunzator tensiunea de comparatie U. Nebelung utilizeaza schema lui Looke pentru comanda franarii locomotivelor.