Билет 58 Принцип работы двигателя постоянного тока, уравнение эдс и моментов

Принцип действия двигателя. То же устройство работает в режиме электрического двигателя (рис. 1.5), если к щеткам подвести постоянное напряжение. Под дей­ствием напряжения U через щетки, пластины коллектора и виток потечет ток i. По закону электромагнитной силы (закон Ампера) взаимодействие тока и магнитного поля В создает силу f, которая направлена перпендикулярно i. Направление силы f определяется правилом левой руки (рис. 1.5): на верхний проводник сила действует вправо, на нижний – влево. Эта пара сил создает вращающий момент Мвр, поворачивающий виток по часовой стрелке. При переходе верхнего проводника в зону южного полюса, а нижнего – в зону северного полюса концы проводников и соединенные с ними коллекторные пластины вступают в контакт со щетками другой полярности.Направление тока в проводниках витка изменяется на проти­воположное, а направление сил f, момента Мвр и тока во внешней цепи не изменяется. Виток непрерывно будет вращаться в магнитном поле и может приводить во вращение вал рабочего механизма (РМ).Таким образом, коллектор в режиме двигателя не только обеспечивает контакт внешней цепи с витком, но и выполняет функцию механического инвертора, т.е. преобразует постоянный ток во внешней цепи в переменный ток в витке.Рассмотрение принципа действия показывает, что машина постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, т. е. обладает свойством обратимости.

УРАВНЕНИЕ ЭДС:

УРАВНЕНИЕ МОМЕТОВ:

Билет 59 Рабочие характеристики двигателя постоянного тока паралельного возбуждения, достоинства, область применения

1. Двигатели с параллельным возбуждением. Схема включения в сеть двигателей этого типа показана на рис. 361. Так как здесь цепи якоря и индуктора не зависят друг от друга, то ток в них можно регулировать независимо при помощи отдельных реостатов, включенных в эти цепи. Реостат Rпуск, включенный в цепь якоря, называют пусковым, а реостат Rрег, включенный в цепь индуктора,— регулировочным. При пуске в ход двигателя с параллельным возбуждением пусковой реостат должен быть обязательно полностью включен; по мере того как двигатель набирает частоту вращения, сопротивление реостата Rпуск постепенно уменьшают и при достижении нормальной частоты вращения этот реостат выводится из цепи полностью. Двигатели с параллельным возбуждением, особенно значительной мощности, ни в коем случае нельзя включать без пускового реостата. Точно так же при выключении двигателя следует сначала постепенно ввести реостат и лишь после этого выключить рубильник, соединяющий двигатель с сетью. Электродвигатели с параллельным и последовательным возбуждением имеют разные области применения. Например, на токарный станок ставят двигатель с параллельным возбуждением. Станок пускается в ход вхолостую, и поэтому от двигателя не требуется большого пускового момента. Резец подводят к обрабатываемой детали, когда станок уже вращается. Разные рабочие скорости станка можно получать, регулируя скорость вращения двигателя шунтовыми реостатом.Двигатели с последовательным возбуждением широко распространены в электрическом транспорте (трамвай, метро, троллейбус, пригородные электрические железные дороги, электровозы), а также в подъемных устройствах (электрические подъемные краны). В этих установках необходим большой пусковой момент электродвигателя, так как наибольшее усилие затрачивается на трогании с места. Каждому, вероятно, приходилось видеть, с каким трудом паровоз трогает с места тяжелый поезд. Машинист дает полный пар, а колеса паровоза буксуют, т.е. вращаются на месте. И только после нескольких буксовок поезд медленно трогается с места. Разгон поезда происходит очень медленно, так как ему надо сообщить ускорение, а на это затрачивается большая сила. Электровоз же легко трогает состав с места и быстро набирает скорость. Это происходит потому, что электродвигатели с последовательным возбуждением электровоза развивают большой вращающий момент при пуске.