Конструктивные особенности машин постоянного тока

 

Электрические машины постоянного тока (МПТ) предназначены для преобразования электрической энергии, как в механическую, так и обратно. Поэтому в первом случае они называются двигателем, а во втором – генератором.

Двигатели постоянного тока обладают важным преимуществом перед другими электродвигателями: существует возможность плавно регулировать скорость вращения ротора, а также создается большой пусковой момент. Это определяет их широкое использование в качестве тяговых двигателей.

В основе работы МПТ лежит явление наведения ЭДС в проводниках, движущихся в магнитном поле. А также явление возникновения электромагнитных сил, действующих на проводник с током в магнитном поле.

Основными частями МПТ являются неподвижная станина (статор), несущая электромагниты, и вращающаяся часть, ротор, называемая якорем

Станина (рис. 8.37, а) представляет собой полый цилиндр из литой стали, на внут­ренней стороне которого укреплены сердечники главных полюсов и дополнительных полюсов. Она изготавливается  из литой стали, так как магнитный поток в ней относительно постоянен. Назначение главных полюсов – создание основного магнитного потока машины. Главные полюса состоят из сердечника, набранного из листовой стали. На стержнях главных полюсов расположены катушки, выполненные изолированным проводом. Выводы катушек подключаются к источнику постоянного напряжения. Ток, протекая по виткам катушек, создает неподвижное в пространстве магнитное поле возбуждения, а сами катушки называют обмоткой возбуждения. Если обмотка воз­буждения выполнена тонким проводом и имеет сопротивление нес­колько десятков Ом, то выводы обмотки обозначают буквами Ш₁ и Ш₂. Если обмотка возбуждения выполнена проводом большого сечения и имеет сопротивление не больше нескольких единиц Ом, то выводы этой обмотки обозначают буквами С₁ и С₂.Дополнительные полюса предназначены для улучшения коммутации в МПТ (уменьшения искрения на щетках), устанавливаются на станине между основными. На добавочных полюсах укреплены обмотки, которые включаются последовательно с якорем.

Якорем (рис. 8.37, б) называют часть машины, в обмотке которой при вращении ее относительно главного магнитного поля индуктируется ЭДС. Сердечник якоря собран из изолированных друг

от друга лис­тов электротехнической стали, имеющих форму кольца. На внешней поверхности кольца вштампованы пазы, в которые закладывается обмотка якоря. Основной частью обмотки якоря является секция, состоящая из одного или нескольких витков изолированного прово­да. Секции соединяются между собой последовательно. От точек соединения секций делают отпайки.

Составной частью якоря машины является коллектор, который представляет собой полый цилиндр, собранный из изолированных одна от другой и от вала якоря клинообразных медных пластин. Пластины коллектора определенным образом соединяются с отпайками секций. На коллекторе в щеткодержателях устанавливают щетки, через которые обмотка якоря соединяется с внешней цепью. Выво­ды обмотки якоря обозначают буквами Я₁ и Я₂. Щетки к коллек­тору прижимаются пружинами.

Щеткодержатели крепятся на траверсах, которые можно поворачивать в пространстве, изменяя положение щеток по отношению к полюсам машины

На рис.8.38.приведено поперечное сечение машины постоянного тока, где: 1- главный полюс, 2-катушка главного полюса, 3-станина, 4-сердечник добавочного полюса,5-катушка добавочного полюса,6-секция обмотки якоря,7-щетка, 8-вал, 9-коллектор, 10-сердечник якоря, 11- обмотка якоря.