Опишите и объясните устройство коллекторной машины постоянного тока. Укажите преимущества и недостатки двигателя постоянного тока по сравнению с асинхронным двигателем.

Опишите и объясните устройство коллекторной машины постоянного тока. Укажите преимущества и недостатки двигателя постоянного тока по сравнению с асинхронным двигателем.

Основные части машины – статор и якорь.

Статор -состоит из станины и главных полюсов. Станина служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов. Кроме того, через неё замыкается магнитный поток главных полюсов.

Станину и полюса изготавливают из стали. Станина - из трубы (цельная), из листовой стали (сварная), и разъёмная – для крупных машин.

Главные полюсы – для создания в машине магнитного поля возбуждения. Есть и другие составляющие магнитного поля.

Состоит из сердечника и полюсной катушки. Сторона полюса, обращённая к якорю, имеет полюсный наконечник. Его форма задаёт распределение магнитного поля в зазоре.

Сердечник выполняют шихтованным, то есть из отдельных стальных пластин толщиной 1-2 мм, скреплённых вместе. Это делается для предотвращения протекания вихревых токов.

Обмотка полюса может быть каркасной и бескаркасной в машинах малой мощности.

Якорь - состоит из вала, сердечника с обмоткой и коллектора.

Сердечник шихтованный, листы стали изолированы специальным лаком (ток в проводниках якоря переменный). На поверхности якоря прорезаны продольные пазы, в которые укладывается обмотка.

Обмотка выполняется медным проводом круглого или прямоугольного сечения. Пазы после укладки обмотки закрывают специальными клиньями.

Коллектор - механический преобразователь переменного тока в постоянный и наоборот. Он состоит из пластин, соединенных с проводниками обмотки ротора и щёток, наложенных на коллекторные пластины. Коллекторы выполняются двух видов – на пластмассе и с конусными шайбами.

Щётки обеспечивают контакт с коллектором. Располагаются в щёткодержателях. Часто щётки делают из графита.

Давление пружины на щётку должно быть отрегулировано. Если оно недостаточное, то щётка может искрить. Если оно чрезмерное, то щётка сотрётся и коллектор перегреется.

Двигатель постоянного тока (ДПТ) в сравнении с асинхронным двигателем (АД).

Недостатки:

- выше по стоимости;

- менее надежен.

Преимущества:

- частота вращения у АД ограничена сверху - 3000 мин^-1, при частоте 50 Гц. ДПТ теоретически может развивать любую частоту вращения;

- механическая характеристика у него значительно лучше (жестче), чем у АД;

- возможности регулирования частоты вращения лучше, чем у АД.

В чем сущность явления реакции якоря машины постоянного тока? Укажите меры устранения влияния реакции якоря.

При работе машины на холостом ходу МДС якоря практически отсутствует, так как в нём нет тока. При работе машины с нагрузкой в якоре появляется ток и наводит своё магнитное поле. Взаимодействие этого магнитного поля с полем полюсов возбуждения называется реакцией якоря.

Реакция якоря искажает магнитное поле машины и делает его несимметричным относительно полюсов.

При этом физическая нейтраль поворачивается относительно геометрической на некоторый угол. Чем больше нагрузка машины тем больше угол смещения физической нейтрали.

При работе машины в режиме генератора физическая нейтраль смещается по направлению движения якоря, при работе двигателем – наоборот.

Искажение поля машины нежелательно и может привести к искрению на коллекторе, так как магнитная индукция в некоторых участках может возрастать, приводя к повышению напряжения между коллекторными пластинами.

Для уменьшения вредного действия реакции якоря применяют компенсационную обмотку.

Для неё на полюсах делают специальные пазы. Компенсационная обмотка включается последовательно с обмоткой якоря. При этом МДС КО должна быть направлена противоположно МДС якоря, чтоб скомпенсировать её вредное воздействие. Линейная нагрузка КО должна быть равна линейной нагрузке якоря.

В межполюсном пространстве реакция якоря остаётся нескомпенсированной. В связи с этим в машине могут быть установлены дополнительные полюса.

Компенсационная обмотка удорожает и утяжеляет машину, поэтому её применяют только в мощных ответственных машинах.

Ещё одним способом уменьшения реакции якоря является увеличение воздушного зазора под полюсами. Однако, в этом случае ослабляется и поле возбуждения, поэтому МДС возбуждения придётся наращивать.

Опишите и объясните назначение и устройство асинхронного двигателя. Укажите достоинства и недостатки асинхронного двигателя с короткозамкнутым и асинхронного двигателя с фазным ротором.

Асинхронные двигатели со­ставляют основу совре­менного электропривода. Об­ласти применения асинхрон­ных двигателей весьма широ­кие - от привода устройств автоматики и бытовых элек­троприборов до привода круп­ного горного оборудования (экскаваторов, дробилок, мель­ниц и т. п.)

По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели сфазным ротором.

Асинхронный двигатель состо­ит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора.

Статор - состоит из корпуса и сердечникас трехфазной обмоткой. Корпус дви­гателя отливают из алюминиевого сплава или из чугуна либо делают сварным. Поверхность его корпуса имеет ряд продольных ребер, назначение которых состоит в том, чтобы увеличить поверхность охлаждения двигателя.

В корпусе расположен сердечник статора, имеющий шихтованную конструкцию: отштампованные листы из тонколистовой электротехнической стали покрыты сло­ем изоляционного лака. Такая конструкция сердечника способствует значительному уменьшению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых расположена обмотка статора. Концы обмоток фаз выводят на зажимы коробки выводов.

Ротор - состоит из вала и сердечника с короткозамкнутой или фазной обмоткой. Сердечник ротора имеет шихтованную конструкцию.

Короткозамкнутая об­мотка ротора, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд металлических (алюминиевых или медных) стержней, расположенных в пазах сердечника ротора, замкнутых с двух сторон короткозамыкающими кольцами. В большинстве двигателей к.з. об­мотка ротора выполняется за­ливкой собранного сердеч­ника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно со стержнями обмотки отли­ваются короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки.

Фазную об­мотку ротора выполняют аналогично об­мотке статора. Эту обмотку соединяют звездой, а ее концы при­соединяют к трем контактным кольцам, расположенным на ва­лу и изолированным друг от друга и от вала. Для осуществления электрического контакта с обмоткой вращающегося ротора на ка­ждое контактное кольцо накладывают обычно две щетки, распола­гаемые в щеткодержателях. Каждый щеткодержатель снабжен пружинами, обес­печивающими прижатие щеток к контактному кольцу с определенным усилием.

На корпусе асинхронного двигателя прикреплена табличка, на которой указаны тип двигателя, завод-изготовитель, год выпуска и номинальные данные.

Монтаж двигателя в месте его установки осуществляется посредством лап.

Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструк­цию и менее надежны, но они обладают лучшими регулировочными и пусковыми свойствами, чем двигатели с короткозамкнутым ротором.

Опишите и объясните устройство коллекторной машины постоянного тока. Укажите преимущества и недостатки двигателя постоянного тока по сравнению с асинхронным двигателем.

Основные части машины – статор и якорь.

Статор -состоит из станины и главных полюсов. Станина служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов. Кроме того, через неё замыкается магнитный поток главных полюсов.

Станину и полюса изготавливают из стали. Станина - из трубы (цельная), из листовой стали (сварная), и разъёмная – для крупных машин.

Главные полюсы – для создания в машине магнитного поля возбуждения. Есть и другие составляющие магнитного поля.

Состоит из сердечника и полюсной катушки. Сторона полюса, обращённая к якорю, имеет полюсный наконечник. Его форма задаёт распределение магнитного поля в зазоре.

Сердечник выполняют шихтованным, то есть из отдельных стальных пластин толщиной 1-2 мм, скреплённых вместе. Это делается для предотвращения протекания вихревых токов.

Обмотка полюса может быть каркасной и бескаркасной в машинах малой мощности.

Якорь - состоит из вала, сердечника с обмоткой и коллектора.

Сердечник шихтованный, листы стали изолированы специальным лаком (ток в проводниках якоря переменный). На поверхности якоря прорезаны продольные пазы, в которые укладывается обмотка.

Обмотка выполняется медным проводом круглого или прямоугольного сечения. Пазы после укладки обмотки закрывают специальными клиньями.

Коллектор - механический преобразователь переменного тока в постоянный и наоборот. Он состоит из пластин, соединенных с проводниками обмотки ротора и щёток, наложенных на коллекторные пластины. Коллекторы выполняются двух видов – на пластмассе и с конусными шайбами.

Щётки обеспечивают контакт с коллектором. Располагаются в щёткодержателях. Часто щётки делают из графита.

Давление пружины на щётку должно быть отрегулировано. Если оно недостаточное, то щётка может искрить. Если оно чрезмерное, то щётка сотрётся и коллектор перегреется.

Двигатель постоянного тока (ДПТ) в сравнении с асинхронным двигателем (АД).

Недостатки:

- выше по стоимости;

- менее надежен.

Преимущества:

- частота вращения у АД ограничена сверху - 3000 мин^-1, при частоте 50 Гц. ДПТ теоретически может развивать любую частоту вращения;

- механическая характеристика у него значительно лучше (жестче), чем у АД;

- возможности регулирования частоты вращения лучше, чем у АД.