Машины постоянного тока принцип действия

Машины постоянного тока принцип действия

7.1 Общие сведения о машинах постоянного тока, их устройства и принцип работы.

Электрические машины представляют собой устройства, которые преобразуют механическую энергию вращения в электрическую (генераторы) и электрическую энергию в механическую (электродвигатели). Электрические машины обратимы, т. е. они могут работать и как генераторы) при вращении их какими-нибудь посторонними двигателями и как электродвигатели при подводе к ним электрической энергии из сети.

Работа электрических машин основана на следующих явлениях электротехники: электромагнитной индукции и возникновении электромагнитной силы.

Явление электромагнитной ИНДУКЦИИ заключается B возникновении электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике при пересечении им магнитных силовых линий магнитного поля. Такое пересечение возможно при движении проводника в неподвижном магнитном поле или при нахождении неподвижного проводника движущемся магнитном поле в движущемся магнитном поле. Величина индуцированной ЭДС в (в В) проводнике е (т.е. ЭДС, возникшей в результате электромагнитной индукции) определяется формулой

[pic 1]

Явление возникновения электромагнитной силы происходит при прохождении электрического тока по проводнику, находящемуся магнитном поле. В результате взаимодействия магнитного поля с электрическим током возникает электромагнитная сила, выталкивающая проводник. Величина такой электромагнитной силы F, с которой магнитное поле действует на проводник с током, определяется формулой:

F =  B*I*I

 где I-сила тока, проходящего по проводнику.

 Направление действия электромагнитной силы определяется по правилу левой руки.

 В соответствии с этим любая электрическая машина должна содержать одну часть, создающую магнитное поле, и другую часть, представляющую собой совокупность проводников, находящихся в данном магнитном поле.

Основными частями электрической машины (рис. 1) постоянного тока является неподвижная часть, называемая станиной, и вращающая, называемая якорем

[pic 2]

Станина 1 представляет собой стальной (иногда чугунный) корпус машины, который при помощи наружных лап 2 устанавливают на фундаменте. Внутри к станине прикреплены болтами полюса: главные, или основные 3, создающие основное магнитное поле машины, и добавочные 4. устанавливаемые между главными полюсами и служащие для улучшения условий коммутации.

К боковым сторонам станины прикрепляются подшипниковые щиты, в которые вмонтированы подшипники вала якоря. К переднему подшипником щиту прикреплена щеточная траверса с пальцами и щеткодержателями 9.

Вращающийся якорь представляет собой цилиндрическое тело, находящееся внутри станины в промежутке между полюсами. Якорь состоит из сердечника 5, набранного из пластин электротехнической стали, и стального вала б, на который насажен сердечник якоря. В продольных пазах сердечника якоря находятся изолированные проводники образующие обмотку якоря 7, присоединенную к коллекторным пластинам. Коллектор 8 представляет собой систему изолированных одна от другой и от стального вала медных пластин, расположенных на валу якоря по окружности. По коллекторным пластинам вращающегося якоря скользят угольные щетки 10. закрепленные в щеткодержателях траверсы.

[pic 3]

Концы вала якоря укреплены в подшипниках щитов станины так, что якорь может свободно вращаться. Между неподвижными полюсами станины и якорем имеется небольшой промежуток, называемый воздушным зазором, и обозначаемый буквой б.

 У каждого полюса станины имеется стальной сердечник, набранный из пластин электротехнической стали, один конец которого крепится к станине, а другой - оканчивается полюсным наконечником (иногда называемым башмаком). На сердечнике расположена катушка из медного изолированного провода, по которой пропускается постоянный ток, намагничивающий сердечник и создающий основной магнитный поток. Этот магнитный поток, показанный пунктиром на рис. 2, замыкается через часть станины, называемой ярмом, проходит через второй главный полюс (другой полярности), пересекает воздушный зазор (между полюсным наконечником и якорем), проходит через сердечник якоря и вторично пересекает воздушный зазор.