Устройство и работа электрических машин постоянного тока

Электрическая машина постоянного тока имеет специфическую конструкцию. Её устройство показано на рис. 21.

Неподвижная часть (статор) содержит главные полюса 5 с катушками возбуждения 7, образующие систему возбуждения машины. Главные

Устройство машины постоянного тока

Рис. 21. Устройство машины постоянного тока:

1 - коллектор; 2 - токосъёмные щётки; 3 - щёткодержатель; 4- сердечник якоря; 5 - главный полюс; 6 - рым-болт; 7 - катушка возбуждения; 8 - станина; 9 - подшипниковый щит вентилятора; 10 - вентилятор; 11 - обмотка возбуждения якоря; 12 - вал; 13 - лапа; 14 - подшипниковый щит коллектора; 15 - подшипник полюса равномерно распределены на внутренней поверхности станины 8, которая совмещает функции корпуса и активной части (магнитопровода статора). Поскольку через станину проходит постоянный магнитный поток, не индуктирующий в ней вихревых токов, то она выполняется монолитной стальной. Сердечники главных полюсов чаще всего выполняются шихтованными: они состоят из отдельных пластин, стянутых заклёпками, шпильками или др. Для предотвращения искрообразования в машине предусмотрены добавочные полюса, обмотки которых включаются последовательно в цепь ротора.

Ротор машины постоянного тока чаще называется якорем. Он имеет обмотку возбуждения якоря 11, по которой течёт её основной ток. Обмотка располагается в пазах сердечника якоря 4. Выводы обмотки соединены с пластинами коллектора 1. Он представляет собой цилиндр, собранный из отдельных медных пластин с расположенными между ними изоляционными прокладками из слюды или миканита. Магнитопровод и коллектор размещены на общем валу 12.

К внешней (активной) поверхности коллектора прижимаются токосъёмные щётки 2. (угольные, графитовые, композитные и др.). Щётки устанавливаются в щёткодержатели 3, которые ориентируют и прижимают щётки к коллектору. Сами же щёткодержатели размещаются на специальных пальцах траверсы, смонтированной на внутренней стороне подшипникового щита коллектора 14. Траверса имеет возможность поворота вокруг оси машины и фиксации её в любом выбранном положении, что позволяет при необходимости регулировать положение щёток на коллекторе из условия минимального искрения в щёточном контакте.

Ротор машины вращается в подшипниках 15, установленных в подшипниковых щитах коллектора 14 и вентилятора 9. Электрические машины общего назначения имеют цилиндрическую форму. Для крепления двигателя к фундаменту, раме или непосредственно к приводимому в движение механизму на корпусе предусмотрены лапы 13 с отверстиями для крепления. Выпускаются также двигатели фланцевого исполнения, имеющие фланец с торцевой стороны станины 8. Отвод тепла при работе машины осуществляется с помощью вентилятора 10, насаженного на вал 12. Для установки или снятия машины с фундамента используется рым-болт 6, в отверстие которого присоединяется крюк лебёдки или крана.

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока. В этом случае от источника электрической энергии постоянного тока на обмотку возбуждения якоря 11 подаётся постоянное напряжение и в ней возникает ток возбуждения. Этот ток создаёт основной магнитный поток машины. От какого-либо источника механической энергии, например, от двигателя внутреннего сгорания приводится во вращение вал 12 якоря. При вращении якоря в магнитном поле статора и его катушках возбуждения 7 наводится электродвижущая сила, которая подаётся на коллектор и далее на выходные зажимы генератора. Поскольку коллектор выполнен из отдельных пластин, он выполняет роль механического выпрямителя, поэтому на зажимах генератора также будет постоянное напряжение.

Двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую.

Работа в варианте двигателя основана на явлении возникновения электромагнитных сил, действующих на проводник с током в магнитном поле. При подаче напряжения на якорь двигателя в цепи обмотки возбуждения якоря 11 будет протекать ток якоря, в результате чего начнёт действовать сила, стремящаяся повернуть якорь. Вращение магнитного поля обмотки возбуждения якоря взаимодействует с магнитным полем катушки возбуждения 7 статора и приводит якорь во вращение, создавая таким образом вращающий момент на валу 12 двигателя.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >