МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СТУДЕНТАМ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №5

5.1 Теоретический материал к заданию

По масштабам применения машины постоянного тока уступают более простым, надежным и дешевым машинам переменного тока.

Однако есть многие области техники и технологии, где машины постоянного тока имеют безусловные преимущества, а в некоторых областях просто незаменимы.

Двигатели постоянного тока могут развивать большой пусковой момент, позволяют плавно регулировать частоту вращения в широких пределах. Поэтому их применяют в качестве тяговых двигателей на всех видах электрического транспорта, в подъемных устройствах, в автоматизированных электроприводах сложных агрегатов (прокатные станы и др.). В автоматике машины постоянного тока применяют в качестве исполнительных устройств, преобразователей сигналов, измерителей скорости и т.д.

Устройство машин постоянного тока

Машина постоянного тока состоит из статора (индуктора) и ротора (якоря).

Рисунок 5.1 Общий вид электрической машины постоянного тока

Статор (индуктор) состоит из станины, магнитных полюсов, подшипниковых щитов, подшипников. Основное назначение индуктора – создать магнитное поле.

Рисунок 5.2 Статор машины постоянного тока с полюсами в виде электромагнитов.

Магнитные полюса могут выполняться в виде постоянных магнитов или электромагнитов. Постоянные магниты используются в маломощных машинах. В более мощных машинах используют электромагниты. Электромагниты состоят из полюсов. Каждый полюс состоит из сердечника, набранного из отдельных стальных листов и снабженного полюсным наконечником, и катушки, надетой на сердечник полюса. Катушки полюсов соединяются последовательно и образуют обмотку возбуждения. Эта обмотка создает основное магнитное поле с магнитным потоком Ф.

Станина является частью магнитопровода и служит также опорой всей конструкции. Поэтому станину выполняют из материала с хорошими магнитными и механическими свойствами.

Между основными полюсами у мощных машин расположены дополнительные полюса (цельный сердечник и на нем обмотка). Это необходимо для улучшения коммутации в машине.

Рисунок 5.3 Электрическая машина постоянного тока

Якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник набирают из тонких изолированных листов электротехнической стали. В пазы сердечника укладывается обмотка якоря. Обмотка может быть уложена двумя способами: петлевым и волновым. Секции обмотки соединяются с пластинами коллектора.

Рисунок 5.4 Общий вид ротора (якоря) машины постоянного тока

Коллектор представляет собой полый медный цилиндр, состоящий из изолированных пластин. Изоляция выполняется миканитовыми прокладками.

Рисунок 5.5 Коллектор машины постоянного тока

На пластины коллектора накладываются угольно-графитовые или металлоугольные щетки, которые крепятся в щеткодержателе. Щеткодержатели надежно изолированы от корпуса машины и насажены на щеточную траверсу, которая закреплена на подшипниковом щите или станине, но позволяет смещать щетки по окружности коллектора. Щетки на коллекторе надо расположить так, чтобы разность потенциалов между ними была наибольшая. В этом случае полностью использована ЭДС обмотки. Ширина щетки больше ширины пластин и замыкает накоротко присоединенные и ним секции. При правильной установке щетка замыкает накоротко секции, активные стороны которых находятся в нейтральной зоне между полюсами.

Алгоритм решения

Таблица 5.1

№ п/п	Действие	Формула
8.	Определение мощности, потребляемой электродвигателем постоянного тока из сети
9.	Определение номинального тока электродвигателя
10.	Определение тока возбуждения
11.	Определение тока якоря	Iя = Iн – Iв
12.	Определение пускового тока	Iп =Iн Kп
13.	Определение тока якоря в момент пуска	Iяп = Iп – Iв
14.	Определение сопротивления цепи обмотки якоря в момент пуска
15.	Определение сопротивления пускового реостата	Rп.р. = Rяп – Rя
16.	Определение ЭДС якоря при номинальной нагрузке	Eя = Uн – Iя Rя

Практическая работа 5

 «Расчет параметров работы электродвигателя постоянного тока»

Цель

 Научиться определять основные параметры работы электродвигателя постоянного тока

Задачи

- составить алгоритм расчета основных параметров работы для конкретного двигателя постоянного тока

- произвести расчет основных параметров работы для конкретного двигателя постоянного тока

- начертить схему реостатного пуска двигателя

- ответить на контрольные вопросы

Задание: Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением включен в сеть с напряжением U_н. Номинальная мощность на валу электродвигателя равна Р_2н, Коэффициент полезного действия равен η, сопротивление обмотки якоря равно R_я, сопротивление обмотки возбуждения равно R_в, коэффициент кратности пускового тока К_п = I_п/I_ном. Начертить схему включения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением с пусковым реостатом в цепи обмотки якоря. Определить мощность, потребляемую двигателем из сети, Р_1ном, ток якоря I_я и ток возбуждения I_в, сопротивление пускового реостата R_п.р., ЭДС якоря при номинальной нагрузке.

Таблица 5.2

Контрольные вопросы:

1. Объясните смысл свойства обратимости электрических машин.

2. Поясните назначение и конструктивные особенности статора (индуктора) машины постоянного тока.

3. Объясните роль коллектора в двигателе постоянного тока.

4. Объясните процесс реостатного пуска электродвигателя постоянного тока.

Критерии оценки

Таблица 5.3