Раздел. Электрические машины постоянного тока (ЭМПТ).

В принципе действия двигателя и генератора используются одинаковые электромагнитные явления (выталкивание проводника с током из магнитного поля полюсов и электромагнитная индукция). Поэтому, любая ЭМПТ может использоваться и в качестве генератора и в качестве двигателя, что составляет принцип обратимости электрических машин. Т.е. ЭМПТ, работая в режиме двигателя, преобразует электрическую энергию в механическую, а если источник электроэнергии отключить, но сохранить вращение (например, при движении под уклон) машина перейдет в генераторный режим, вырабатывая электрическую энергию из механической.

Составные части машин постоянного тока и их назначение.

1. Остов (корпус, станина) -служит для крепления главных и дополнительных полюсов, подшипниковых щитов, щеточных механизмов и является участком магнитопровода, т.е. по нему проходит и замыкается магнитный поток.

Магнитная цепь замыкается через следующие участки: северный полюс (1) – воздушный промежуток между полюсом и якорем (2) – якорь - промежуток между якорем и южным полюсом– южный полюс (3)– корпус (4).

2. Главные полюса - служат для создания основного магнитного потока возбуждения;

3. Дополнительные полюса -служат для уменьшения реакции якоря и искрения под щетками (то есть для улучшения коммутации).

Прим. Обычно число главных и дополнительных полюсов одинаково

4. Якорь – в двигателях служит для создания вращающего момента, а в генераторах – для создания индуктированной (т.е. созданной магнитным полем) ЭДС.

Якорь состоит из:

· Вала;

· Шихтованного сердечника с пазами;

· Обмотки якоря

· Коллектора

Коллектор (распределитель или собиратель). В двигателях коллектор, при правильном расположении щеток, распределяет ток по виткам якоря, таким образом, чтоб вращающие моменты всех витков были направлены в одну сторону.

В генераторах коллектор выполняет функцию выпрямителя переменного тока. При правильном расположении щеток ЭДС в витках направлены в одну сторону, поэтому складываются (собираются) и образуют общую ЭДС машины.

Коллектор состоит из отдельных медных пластин, изолированных друг от друга миканитом. К петушкам коллекторных пластин припаиваются концы витков обмотки якоря.

 

 

· Щеточный механизм – в двигателях служит для подачи напряжения на обмотку якоря через коллектор, а в генераторах наоборот, для съема напряжения с коллектора.

 

 

Якорные обмотки.

Обмотка якоря состоит из отдельных секций. Секцией называется часть обмотки, концы которой припаиваются к двум коллекторными пластинами, следующими одна за другой по ходу обмотки. Секции могут быть одновитковыми и многовитковыми.

 

 

Части секций, расположенные в пазах якоря, т.е. пересекающие магнитный поток полюсов называется – активными. Части секции, соединяющие активные стороны называют – лобовыми.

Шаг по коллектору – характеризует расстояние между коллекторными пластинами, к которым припаиваются концы одной секции (например, 1-2 или 1-40).

Шаг по пазам – характеризует расстояние между пазами, в которые укладываются активные части одной секции.

Прим. Учитывая, что активные части секций всегда располагаются под разноименными полюсами, то шаг по пазам также характеризует расстояние между серединами полюсов.

В машинах постоянного тока используется в основном 2 типа обмоток: петлевая и волновая.

 

 

3.2.1. Простая петлевая обмотка

При простой петлевой обмотке начало первой секции припаивают к первой коллекторной пластине, а конец ко второй коллекторной пластине. Начало второй секции припаивают ко второй коллекторной пластине, а конец к третьей и т.д., соответственно конец последней секции припаивается к началу первой. То есть, обмотка якоря представляет собой замкнутую катушку, которую при помощи щеток делят на параллельные ветви. Для того, чтобы вращающие моменты всех витков были направлены в одну сторону, количество параллельных ветвей при простой петлевой обмотке должно быть равно количеству полюсов, соответственно необходимо поставить такое же количество щеток. При этом шаг по коллектору (расстояние в коллекторных пластинах между началом и концом одной секции) у простой петлевой обмотки 1-2. При этом ток в обмотке якоря Iя идет по параллельным ветвям, количество которых зависит от количества полюсов (и щеток)

1 – коллекторные пластины;

2 – витки обмотки якоря (секции);

Щетки.