Тема 1.9 Электрические машины постоянного тока

Студент должен:

знать: принцип работы двигателей постоянного тока с параллельным или смешанным возбуждением;

уметь: проводить расчет характеристик двигателя постоянного тока.

Назначение машин постоянного тока и их классификация. Устройство и принцип действия машин постоянного тока: магнитная цепь, коллектор, обмотка якоря. Рабочий процесс машины постоянного тока: электродвижущая сила обмотки якоря, реакция якоря, коммутация. Генераторы постоянного тока, двигатели постоянного тока, общие сведения. Электрические машины с независимым возбуждением, с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. Пуск в ход, регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. Потери энергии и коэффициент полезного действия машин постоянного тока [1, С.239-281].

Методические указания

В целях лучшего освоения данной темы необходимо предварительно изучить тему 1.2. Электрическая машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной части и вращающейся.

Индуктор состоит из станины цилиндрической формы, изготовленной из ферромагнитного материала, и полюсов с обмоткой возбуждения, закрепленных на станине. Обмотка возбуждения создает основной магнитный поток.

Магнитный поток может создаваться постоянными магнитами, укрепленными на станине.

Якорь состоит из следующих элементов: сердечника, обмотки, уложенной в пазы сердечника, коллектора.

Сердечник якоря для уменьшения потерь на вихревые точки набирается из изолированных друг от друга листов электротехнической стали.

В реальных электрических машинах постоянного тока используется специальное контактное устройство - коллектор. Коллектор устанавливается на одном валу с сердечником якоря и состоит из отдельных изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая из пластин соединена с одним или несколькими проводниками якорной обмотки. На коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С помощью контактных щеток вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока или с нагрузкой.

Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные части машины постоянного тока и укажите их назначение.

2. Каково устройство и назначение коллектора у генераторов постоянного тока?

3. Какие бывают типы обмоток якоря?

4. Как устроен генератор с независимым возбуждением? Указать его свойства, преимущества, недостатки. Как включить генератор с параллельным возбуждением на параллельную работу?

5. Почему нельзя включить двигатель постоянного тока в сеть без пускового реостата?

6. Как можно регулировать скорость вращения двигателя постоянного тока?

Тема 1.10 Основы электропривода