Предмет Електротехніка

В цьому розділі буде розглянуто класифікація генераторів постійного струму, застосування, будова та принцип дії машин постійного струму. ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ(Частина2 Машини постійного струму)Укладач: Нестюркіна Катерина Вікторівна, викладач електротехніки Краматорського вищого професійного училища (№14)

Застосування машин постійного струму Електричні машини постійного струму мають широкий спектр застосування, оскільки особливості конструкції дозволяють використовувати їх як в якості ефективного генератора, так і в ролі двигуна. Найбільш часто такі пристрої застосовуються для приводів: підйомників; пристроїв автоматики; прокатних верстатів. Подібні електродвигуни характеризуються хорошими регулювальними властивостями, а також показниками перевантажувальної здатності.

Будова машин постійного струму Машина постійного струму утворюється з синхронної машини зверненої конструкції, якщо її якір забезпечити колектором, який в генераторному режимі грає роль випрямляча, а в режимі двигуна - перетворювача частоти. Завдяки наявності колектора по обмотці якоря проходить змінний струм, а в зовнішньому колі, пов'язаному з якорем, - постійний.Індуктор (система збудження) - частина колекторної машини постійного струму, що створює магнітний потік для утворення моменту. Індуктор обов'язково включає або постійні магніти або обмотку збудження. Індуктор може бути частиною як ротора так і статора. У двигуні, зображеному на рисунку, система збудження складається з двох постійних магнітів і входить до складу статора. Машина постійного струму складається з двох основних частин: нерухомої частини - статора (постійний магніт) і частини, що обертається – ротора (якоря).

Статор машин постійного струму Статор складається з станини 1 циліндричної форми, виготовленої з феромагнітного матеріалу, і полюсів 2 з обмоткою збудження 3, закріплених на станині. Обмотка збудження створює основний магнітний потік. Магнітний потік може створюватися постійними магнітами, укріпленими на станині. Головні полюса служать для створення основного магнітного потоку, а додаткові 4 -для створення додаткового потоку. До боків станини болтами прикріплені підшипникові щити, в яких встановлені підшипники валу якоря.

Якір машин постійного струму Якір складається з вала 1, осереддя 2, обмотки 3 і колектора 4. Осереддя якоря набирають з окремих листів електротехнічної сталі ізольованих один від одного для зменшення втрат від вихрових струмів. У зібраному стані по осі осереддя утворюється циліндричні отвори для вала, а на поверхні осереддя - поздовжні пази, в які укладають обмотку якоря. З обмотки якоря, яка виготовлена з ізольованого мідного дроту, утворюють секції, які з'єднуються між собою послідовно, причому кожна секція двома кінцями припаюється до пластин колектора. До кожної колекторної пластини припаюють кінець однієї секції і початок іншої. Обмотку в пазах зміцнюють клинами або бандажами. Сталевий лист якоря електричної машини Секція складається з декількох, витків, сторони яких мають так, щоб одна з них лежала під північним полюсом, а інша - під південним.

Колектор машин постійного струму Колектор машини постійного струму служить для перетворення змінного струму в постійний і для електричного з'єднання обмотки якоря із зовнішньою мережею за допомогою нерухомих щіток. Колектор виготовляють з мідних пластин, які ізолюють один від одного і від втулки міканітовою ізоляцією. Виступаючу частину колекторної пластини називають півником, до неї припаюють кінці секцій обмотки якоря. Вал якоря виготовляють з високосортного сталі. На ньому закріплюють сердечник якоря з обмоткою, колектор, опорні підшипники, вентилятор, шків або сполучну муфту.1 і 3 – сталеві шайби;2 – гвинт;4 – міканітові манжети;5 – верхня частина колекторної пластини;6 – нижня частина колекторної пластини.

Щіткотримач та щітки машин постійного струму Щітки - частина електричного кола, по якій від джерела живлення електричний струм передається до якоря. Щітки виготовляються з графіту або інших матеріалів. Двигун постійного струму містить одну пару щіток або більше. Одна з двох щіток з'єднується з позитивним, а інша - з негативним висновком джерела живлення. Щітки створюють електричний контакт з поверхнею колектора. Їх розташовують і закріплюють в щіткотримачах. Щітки, встановлені в обойми щіткотримачів, притискаються до колектора натискними пластинами за допомогою пружини. Струм від щітки відводиться гнучким мідним тросом. Щіткотримачі закріплюють на пальцях траверси, які ізолюються від корпусу машини за допомогою втулки. Траверса кріпиться до підшипниковому щиту стопорним болтом. Повертаючи траверсу на деякий кут, змінюють положення щіток на колекторі.1 – щіткотримач;2 – щітки;3 – пружина;4 – електричні виводи;5 – колодки.

Принцип дії двигуна постійного струму Під дією напруги U через щітки, пластини колектора і виток потече струм i. Згідно із законом електромагнітної сили (закон Ампера) взаємодія струму і магнітного поля В створює силу f, яка спрямована перпендикулярно І. Напрямок сили f визначається правилом лівої руки: на верхній провідник сила діє вправо, на нижній - вліво. Ця пара сил створює крутний момент, що повертає виток за годинниковою стрілкою. При переході верхнього провідника в зону південного полюса, а нижнього - в зону північного полюса кінці провідників і з'єднані з ними колекторні пластини вступають в контакт зі щітками інший полярності. Напрямок струму в провідниках витка змінюється на протилежне, а напрямок сил f, моменту і струму в зовнішньому ланцюзі не змінюється. Виток безперервно буде обертатися в магнітному полі і може призводити в обертання вал робочого механізму. Таким чином, колектор в режимі двигуна не тільки забезпечує контакт зовнішньої ланцюга з витком, а й виконує функцію механічного інвертора, тобто перетворює постійний струм у зовнішній ланцюга в змінний струм у витку. https://www.youtube.com/watch?v=u. Pdv7l9zx2c

Класифікація генераторів постійного струму. Генератори постійного струму, з електромагнітним збудженням поділяють на генератори незалежного збудження, в яких обмотка збудження живиться від стороннього джерела струму (акумуляторної батареї або іншої машини постійного струму), і генератори з самозбудженням, в яких обмотка збудження живиться безпосередньо від самого генератора. У свою чергу, серед генераторів з самозбудженням, які отримали переважне поширення, в залежності від схеми включення обмотки збудження розрізняють:генератори з паралельним збудженням, в них обмотка збудження включена паралельно обмотці якоря; генератори з послідовним збудженням тут обмотка збудження включена послідовно з обмоткою якоря; генератори зі змішаним збудженням, в них дві обмотки збудження, одна з яких включена паралельно обмотці якоря, а інша - послідовно.

Контроль якості знань. Перевір, чи добре ти засвоїв цю тему. Для цього пройди за посиланням і дай відповідь на контрольні запитання.https://docs.google.com/forms/d/e/1 FAIp. QLSf0zv. Ae-z. ZOTxp0p. Eu. Uwpm. I5 Jh. NFK7 U7 OHWepm7o. Cn4p-Bk. OA/viewform