|
Для приводов, требующих больших вращающих моментов при пуске и регулировании скорости в широких пределах широко используются машины постоянного тока. Они обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как генераторы и как электродвигатели. Первые применяют в качестве источников питания электроприводов с двигателями постоянного тока и некоторых технологических процессов (например, электролиз в электрометаллургии, электродуговая сварка и др.). Электродвигатели постоянного тока применяют для привода некоторых грузоподъемных машин (шахтные подъемники, краны, экскаваторы), прокатного оборудования, подвижного состава электрических железных дорог, стартерных механизмов автомобилей и тракторов и других электрических приводов, требующих широкого и плавного регулирования скорости.
Основными частями машин постоянного тока являются: стальная цилиндрическая станина (статор), на ее внутренней поверхности крепятся стальные сердечники электромагнитов (полюсы), а на боковых - подшипниковые щиты. Подвижная часть данной техники - ротор (якорь) - состоит из стального вала, на котором жестко закреплен сердечник, набранный из листовой электротехнической стали. Также определенную миссию выполняет коллектор в виде цилиндрического переключателя, собранного из медных пластин (ламелей), изолированных друг от друга слюдой (миканитом). Обмотка якоря состоит из секций изолированной проволоки, уложенных в пазы сердечника якоря и присоединенных к пластинам коллектора.
Станина статора, его полюсы и сердечник якоря образуют магнитную цепь машины постоянного тока, одним из участков которой является воздушный зазор между поверхностями якоря и полюсов статора. На сердечниках электромагнитов располагаются обмотки возбуждения. Для правильного распределения магнитного потока по окружности якоря на концах сердечников укреплены стальные наконечники, охватывающие его.
Сердечник якоря в машинах постоянного тока собирают из тонких стальных листов, изолированных друг от друга изоляционным лаком или бумагой. Листы якоря имеют зубчатую форму и образуют сердечник с пазами для укладки в них обмотки якоря. Обмотка состоит из отдельных секций. Концы их припаивают к медным пластинам (ламелям) коллектора - специального устройства для выпрямления переменного тока в генераторах и его преобразования.
Схема машины постоянного тока дает возможность пояснить принцип работы генератора и двигателя постоянного тока. Она не отличается особой сложностью. На ней показан один виток обмотки якоря и простейший коллектор в виде двух изолированных полуколец. Если переключатель, к ножам которого присоединены щетки, скользящие по коллектору, установить в нижнее положение, то обмотка якоря машины окажется соединенной с нагрузкой.
При вращении его (с помощью первичного двигателя) в магнитном поле полюсов с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику напряжения, в обмотке якоря наводится э. д. с, направление которой можно определить по правилу правой руки. В данном случае в цепи нагрузки будет протекать ток, совпадающий по направлению с э. д. с. При такой схеме машина постоянного тока работает в режиме генератора. Теперь отсоединим вал машины от первичного двигателя и переключим переключатель в верхнее положение, т. е. подключим обмотку якоря (через коллектор) к электрической сети.
В результате взаимодействия тока якоря и магнитного поля полюсов электромагнитные силы создают вращающий момент. При этом якорь вращается в том же направлении, как и ранее, но машина перейдет в режим работы электродвигателя. В обмотке якоря электродвигателя тоже наводится э. д. с, однако она имеет направление, противоположное направлению тока якоря, и потому называется противоэлектродвижущей силой. При работе машины постоянного тока в качестве электродвигателя противо-э. д. с. имеет значение меньшее, чем напряжение на зажимах. При работе генератором наоборот, э. д. с. этой техники выше, чем напряжение на ее зажимах, на падение напряжения в обмотке якоря.
В зависимости от способа соединения цепи возбуждения с цепью якоря машины постоянного тока подразделяют на оборудование с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. В некоторых случаях применяют независимое возбуждение от отдельного источника. Мощность в цепи возбуждения при любом способе возбуждения составляет не более 5% для технических средств малой мощности и примерно 1 % для оборудования большой мощности. Это создает хорошие условия для экономичного регулирования напряжения генераторов и частоты вращения электродвигателей.
Машины постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением используют как генераторы и электродвигатели, а оборудование с последовательным - только как электродвигатели. Если эта техника работает в режиме электродвигателя, то обмотка возбуждения соединена параллельно с цепью якоря. Такие машины называют машинами с параллельным возбуждением или ш у н т о в ы м и. Мы предлагаем Вашему вниманию данную продукцию в очень широком ассортименте.
В другом типе оборудования обмотка возбуждения в любом режиме работы соединена последовательно с цепью якоря. Такое оборудование называют машинами постоянного тока с последовательным возбуждением или сериесными, они носят также наименование компаундного оборудования данного вида. Обмотка возбуждения в них состоит из двух частей: одной, соединенной параллельно, и второй, соединенной последовательно с обмоткой якоря. Они располагаются на общих сердечниках и включаются таким образом, что их магнитные потоки складываются. Через параллельную обмотку должен протекать небольшой ток, ответвляющийся из якоря машины, поэтому эту обмотку выполняют с большим числом витков из проводников небольшого сечения. Через последовательные обмотки протекает полный ток якоря, поэтому их выполняют с малым числом витков проводниками большого сечения, рассчитанными на этот ток.
|
