Принцип действия область применения машин постоянного тока
На рисунке ниже приведена простейшая машина постоянного тока:
Схематическое отображение электродвигателя постоянного тока в осевом направлении показано ниже:
Неподвижная часть двигателя постоянного тока называется индуктором или статором. Состоит он из полюсов и круглого стального ярма, к которому крепятся полюса. Главным назначением индуктора является генерация постоянного (основного) магнитного потока машины. Индуктор простейшей машины, отображенный выше, имеет два полюса 1 (ярмо индуктора не показано).
Основной магнитный поток в электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая запитывается постоянным напряжением и располагается на сердечниках полюсов. Магнитный поток «идет» через якорь от северного полюса N к южному полюсу S, а от него через ярмо снова к северному. Ярмо и сердечники полюсов также изготавливаются из ферромагнитных материалов.
Машины постоянного тока устройство и принцип действия
Устройства и характеристики аппаратов
Коллектор в машине требуется для выпрямления переменного поступающего тока в постоянный. Данное устройство является сердцем, главным действующим элементом подобного оборудования. Чтобы обеспечить лучший контакт и коммутацию в машине, в ней требуется установка щеток. Правильный подбор щеток позволит избежать искрения аппарата в процессе его эксплуатации.
Основой для обмоток в машине выступает сердечник якоря, а главным элементом, благодаря которому создается требующееся для работы устройства магнитное поле, выступает главный полюс. Чтобы в машине создавался постоянный ток, в нем обязательно требуются катушки. Катушками принято называть разнополярные приборы.
Чтобы при эксплуатации машина не перегревалось, в ее конструкции предусмотрен мощный вентилятор, обеспечивающий своевременное и качественное охлаждение отдельных элементов машины. Естественно, машина тока должна включать в себя обмотку, на которой индуцируется ЭДС.
Многие считают, что разбираться в устройстве машин постоянного тока требуется только специалистам, занимающимся установкой и ремонтом такого оборудования. В действительности, если не знать устройства таких приборов, будет достаточно сложно их правильно и безопасно эксплуатировать.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (МПТ)
Двигатели постоянного тока находят широкое применение в тех случаях когда механизм, приводимый во вращение двигателем, должен иметь широкий диапазон регулирования скорости: в приводах высоковольтных выключателей, в мощных металлорежущих станках, на электрифицированном транспорте, в автоматике и др.
В системах автоматического регулирования широко примененяются машины постоянного тока малой мощности. Они используются для привода исполнительных механизмов и в качестве датчиков частоты вращения подвижных частей регулируемой системы.
Основным недостатком электрических машин постоянного тока является их конструктивная сложность, связанная, главным образом, с щеточно-коллекторным узлом. В щеточно-коллекторном узле, осуществляющем постоянную коммутацию цепей машины, возникает искрение. Это снижает надежность машин и ограничивает область их применения.
Существенным достоинством двигателя постоянного тока является возможность плавного регулирования их скорости вращения в широком диапазоне.
На рис.15представлена простейшая машина постоянного тока. Неподвижная часть машины, называемая индуктором, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в машине основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис.15 простейшей машины имеет два полюса (ярмо индуктора на рисунке не показано).
Основной магнитный поток в нормальных машинах постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов.
Простейшую машину постоянного тока можно представить в виде витка, вращающегося в магнитном поле (рис. 16). Концы витка выведены на две пластины коллектора. К коллекторным пластинам прижимаются неподвижные щетки, к которым подключается внешняя цепь. Магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, можно представить постоянными магнитами.
Рис.16. Работа простейшей машины постоянного тока (а) в режиме генератора (б)и двигателя (в)
Рис.17. Правила правой (а) и левой (б) руки
Величина индуцируемой в проводнике обмотки якоря ЭДС (1) будет равна: где – ЭДС проводника, B – величина магнитной индукции в воздушном зазоре между полюсом и якорем в месте расположения проводника; l – активная длина проводника, т. е. та длина, на протяжении которой он расположен в магнитном поле; vа – линейная скорость движения проводника.
В обоих проводниках вследствие симметрии индуцируются одинаковые ЭДС, которые по контуру витка складываются, и поэтому полная ЭДС якоря рассматриваемой машины:
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (МПТ)
Область применения
Несмотря на то, что себестоимость этого типа двигателя намного дороже асинхронных машин, их особенности могут сыграть решающую роль в узкоцелевом специальном назначении.
С помощью таких двигателей приводятся в работу прокатные станы, они используются для привода гребного винта на кораблях, а также для транспортных средств, имеющих систему питания на постоянном токе.
Поэтому их область использования характерна для нужд там, где необходима электрическая тяга, это: тепловозы, электровозы, электропоезда, городской транспорт, то есть там, где необходимо применить мягкие механические характеристики и широкие пределы регулировки количества оборотов вращения.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.
| Рисунок 1. Простейшая машина постоянного тока | Рисунок 2. Работа простейшей машины постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б) |
Двигатель постоянного тока: устройство и принцип действия, конструкция и управление, применение дпт
Режим двигателя
Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направление вращения генератора (рисунок 2, а) и двигателя (рисунок 2, б) были одинаковы, то направление действия , а следовательно, и направление тока Iа у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором (рисунок 2, б).
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве инвертора тока.
Проводники обмотки якоря двигателя также вращаются в магнитном поле, и поэтому в обмотке якоря двигателя тоже индуктируется э. д. с. Eа, значение которой определяется равенством (1).
Направление этой э. д. с. в двигателе (рисунок 2, б) такое же, как и в генераторе (рисунок 2, а). Таким образом, в двигателе э. д. с. якоря Eа направлена против тока Iа и приложенного к зажимам якоря напряжения Uа. Поэтому э. д. с. якоря двигателя называется также противоэлектродвижущей силой.
Приложенное к якорю двигателя напряжение уравновешивается э. д. с. Eа и падением напряжения в обмотке якоря:
Из сравнения равенств (3) и (6) видно, что в генераторе Uа Eа.
