Устройство машины постоянного тока

Машина постоянного тока в основном состоит из неподвижной части, служащей для возбуждения главного магнитного поля, и вращающейся части, в которой индуктируется ЭДС. Токи от этой ЭДС, взаимодействуя с главным магнитным полем, создают тормозной момент в генераторном режиме и вращающий момент в двигательном режиме.

Неподвижная часть машины состоит из станины 1 (рис.8.1), на которой укрепляются основные (главные) полюсы 3 для возбуждения главного магнитного потока и дополнительные 4, предназначенные для улучшения коммутации в машине.

Главный полюс состоит из сердечника, набранного из листовой стали и укрепленного болтами на станине, и катушки обмотки возбуждения. Сердечник на свободном конце снабжается полюсным наконечником 2 для создания требуемого распределения магнитной индукции вдоль окружности якоря.

Рис. 8.1. Устройство машины постоянного тока: 1 - станина; 2 - полюсный наконечник; 3 - сердечник главного полюса, 4 - сердечник дополнительного полюса, 5 - подвижная часть (якорь), 6 – щетки, 7 – коллектор, 8 – вал якоря

Станина 1 является ярмом машины, т.е. частью, замыкающей магнитную цепь главного потока Ф. Она изготовляется из литой стали, т.к. магнитный поток в ней относительно постоянен. Дополнительные полюсы 4 устанавливаются на станине между основными. На сердеч­никах дополнительных полюсов располагаются обмотки, которые со­единяются последовательно с якорем.

Якорем 5 называют часть машины, в обмотке которой при вращении её относительно главного магнитного поля, индуктируется ЭДС.

В машине постоянного тока якорь " а " (рис. 8.2) состоит из зубчатого сердечника, обмотки, уложенной в его пазах, и коллектора " б ", насаженного на вал якоря. Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком.

Применение ферромагнитного якоря и полюсных наконечников позволяет получать равномерное распределение индукции B воздушном зазоре машины δ (рис. 8.2 д) и таким образом уменьшить пульсацию напряжения генератора. Таким образом напряжение генератора меньше пульсирует, чем при вращении генератора в однородном магнитном поле.

В пазы сердечника якоря уложена обмотка якоря, обычно сос­тоящая из отдельных секций.

Секция состоит из одного или нескольких последовательно соединенных витков и присоединена своими концами к коллекторным пластинам. Для отвода тока от коллектора служат щётки, установленные в щёткодержателях (рис.8.2 в). Щётку к коллектору прижимает пружина. Ток от щетки отводится специальным гибким кабелем.

Характерной частью электрических машин постоянного тока является коллектор " б " (рис. 8.2). Это полый цилиндр, собранный из изолированных друг от друга клинообразных медных пластин. Пластины коллектора изолированы от вала машины и проводниками соединяются с витками обмотки, размещенной в пазах якоря " а ".

В режиме генератора коллектор является механическим выпрямителем, который преобразует переменный ток в обмотке якоря в постоянный ток во внешней цепи.

В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный в обмотке якоря и работает, таким образом, в

Рис.8.2. Узлы и детали машины постоянного тока: а) – якорь, б) – фрагмент коллектора, в) – щетка, щеткодержатель и гибкий шлейф – кабель, г) – изменение напряжения генератора в случае, если витки обмотки якоря уложены в пазы, д) – характер распределения индукции B в воздушном зазоре δ машины постоянного тока, е) – выпрямление наводимых переменных ЭДС машины переменного тока с помощью коллектора.

качестве механического инвертора тока, обеспечивая непрерывность вращения якоря.

Машина постоянного тока обратима. Она работает в режиме генератора, если ротор вращает первичный двигатель, главное магнитное поле возбуждено, а цепь якоря соединена через щётки с приемником. При таких условиях ЭДС, индуктируемая в обмотке якоря, создает в якоре и приемнике ток. Взаимодействие тока якоря с главным магнитным полем создаёт на валу машины тормозной момент, который преодолевается первичным двигателем. Генератор, таким образом, преобразует механическую энергию в электрическую.

В режиме двигателя цепи якоря и возбуждения машины присоединены к источнику электроэнергии. Взаимодействие тока якоря с главным магнитным полем создает вращающий момент. Под действием последнего вращающийся якорь преодолевает момент нагрузки, который приложен к валу машины. Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

Дата добавления: 2014-01-04