Лекция 11. Электрические машины постоянного тока

Лекция 11. Электрические машины постоянного тока

 

Электрические машины постоянного тока обратимы и могут работать в качестве:

-преобразователей механической энергии в элек­трическую. Это генераторы, устанавливаемые на электри­ческих станциях и приводимые в движение или двигателями, или другими устройствами;

-преобразователей электрической энергии в механическую. Это двигатели станков, трамвайных вагонов, кроме того, постоянный ток используются для питания электролитических ванн, электромагнитов различного назначения.

Электрическим машинам постоянного тока при­сущи многие полезные качества. Двигатели постоян­ного тока допускают плавное регулирование скорос­ти вращения в широких пределах, создавая при этом большой пусковой момент.

 

11. 1. Устройство и принцип работы генератора постоянного тока

Принцип работы генератора постоянного тока ос­нован на возникновении ЭДС в рамке, вращающейся в магнитном поле.

При вращении рамки индуцируе­мая в ней ЭДС будет изменяться по синусоиде, т. е. за один оборот дважды поменяет знак. Чтобы ток во внешней цепи имел одно направление (постоянное), применяют коллектор.

Рис. 11. 1. Генератор: 1 – щетка коллектора; 2 – полукольцо коллектора; 3 – якорь; 4 – индуктор.

.

 

Условимся относительно некоторых названий.

Обмотку электромагнита, создающего магнитное поле, будем назы­вать обмоткой возбуждения, а ту часть машины, на которой она расположена, - индуктором.

Обмотку, в которой индуктируется напряжение, будем называть якорной обмоткой, а ту часть машины, где она рас­положена, - якорем.

Итак, основными элементами машины постоянного тока являются электромагниты, коллектор и якорь, к рассмотре­нию которых мы и переходим.

 

11. 2. Магнитная система машин постоянного тока

Электромагнит должен создать магнитное поле, линии которого сцепляются с витком якорной обмотки. Магнитные линии, проходящие мимо обмотки, совершенно беспо­лезны. Величина магнитного потока должна быть по воз­можности большой, так как чем больше магнитный поток, тем больше величина напряжения, индуктируемого в яко­ре. По этим соображениям желательно направить путь маг­нитных линий по стали, так как намагниченная сталь созда­ет внутри себя добавочный магнитный поток. Поэтому и сердечник электромагнита, и якорь должны быть сделаны из стали. Путь магнитных линий в генераторе постоянного тока показан на рис. 11. 2. Здесь надо обратить внимание на направление токов в обмотках возбуждения. Применив правило штопора и к верхнему, и к нижнему сердечнику, мы увидим, что создаваемые ими магнитные линии имеют в якоре одно и то же направление и, следовательно, магнит­ные потоки складываются. Верхний сердечник является южным полюсом, нижний – северным. Такая магнитная система имеет одну пару полюсов.

             

Рис. 11. 2. Генератор постоянного тока                 Рис. 11. 3. Варианты конструкции якоря

 

Направление токов в обмотках возбуждения выбирается с таким расчетом, чтобы соседние полюсы были разноимен­ными, т. е. чтобы рядом с северным находился южный по­люс и т. д. Такая магнитная система имеет две пары полю­сов рис. 11. 4. Существуют машины и с большим числом полюсов, но их число будет непременно четным. Часть пути магнитные линии должны все же проходить по воздуху. Якорь должен вращаться, а для этого необхо­дим воздушный зазор между ним и полюсами. Однако ве­личину этого зазора делают настолько малой, насколько это позволяет неизбежное изнашивание подшипников ма­шин. нельзя допустить, чтобы якорь при вращении ударял­ся о полюсы.

Рис. 11. 4. Статор четырехполюсной машины постоянного тока: 1 – корпус; 2 – полюс обмотки; 3 – обмотка; 4 – крюк; 5 – монтажный провод.

 

Величина магнитного потока зависит от размеров и ма­териала машины, числа витков и величины протекающего по ним тока.

В современных электрических машинах не слишком большой мощности возбуждение осуществляется не только от электромагнитов, но и от постоянных ферромагнитов. При этом габариты машины уменьшаются, исключаются потери на нагрев обмотки возбуждения и возрастает КПД. Элек­трические машины с постоянными магнитами более техно­логичны, их производство легко автоматизировать.

 

⇐ Предыдущая31323334353637383940Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: