2 Электрические машины постоянного тока. Генераторы.

Машины постоянного тока малой мощности широко применяются в современных устройствах автоматики в качестве исполнительных и вспомогательных двигате­лей. Основное достоинство их - возможность плавного и экономичного регулирования скорости в широких пре­делах.

Генераторы постоянного тока используются в автома­тике в качестве обычных генераторов, тахогенераторов или электромашинных усилителей. Недостатками машин постоянного тока, ограничивающими области их примене­ния, являются:

- наличие скользящих контактов - коллек­тора и щёток, снижающих надёжность работы,

- и слож­ность конструкции.

Машина постоянного тока, как и всякая электрическая машина, состоит из неподвижной (статор) и вращающей­ся (ротор) частей, разделённых воздушным зазором.

На рисунке 4.1 показано устройство микромашины посто­янного тока закрытого исполнения. Её статор состоит из станины 1, выполняемой из цельнотянутой стальной трубы. Станина служит основанием для крепления остальных неподвижных частей, а также является одним из участков в магнитной цепи машины. К внутренней по­верхности станины специальными винтами или болтами крепятся набранные из листовой стали толщиной 0,5— 1 мм главные полюсы.

Главные полюсы, служащие для создания основного магнитного поля, состоят из сердечников 2 и катушек воз­буждения 3. Со стороны, обращённой к якорю, сердечники имеют полюсные наконечники 5, которые обеспечи­вают нужное распределение магнитной индукции в воз­душном зазоре. Катушки всех главных полюсов соеди­няются, образуя обмотку возбуждения, так, чтобы при прохождении тока полярность полюсов чередовалась.

Якорь состоит из сердечника 4 (рисунок 4.1), набранного из листов электротехнической стали (толщиной 0,35 - 0,5 мм), покрытых перед сборкой лаком для снижения вихревых токов, возникающих при перемагничивании якоря во время его вращения в магнитном поле.

В изолированные пазы цилиндрической поверхности сердечника якоря укладывают обмотку 6, которую за­крепляют в пазах с помощью гетинаксовых или деревян­ных клиньев. Лобовые (выступающие за сердечник) части обмотки укрепляются на якоре с помощью специальных бандажей.

Коллектор 7 так же, как и сердечник якоря, жёстко закрепляется на валу 9, на который насаживаются подшипники 8.

Внешняя цепь машины имеет электрический контакт с коллектором посредством графитных, электрографитированных или металлографитных щёток 11, которые помещаются в обоймах щёткодержателей и прижимаются к коллектору пружинами. Щёткодержатели монтируются на переднем подшипниковом щите 10. Передний и задний подшипниковые щиты болтами крепятся к станине. В цен­тральной части щитов сделаны расточки. В них помещают подшипники.

Генераторы постоянного тока большой и малой мощ­ности имеют достаточно широкое распространение. Их ис­пользуют в некоторых отраслях промышленности, на транспорте, в уста­новках радио- и проводной связи, на самолётах и т. д. В системах автоматического управления и регулирования, в следящих системах широко применяют электромашинные усилители и тахогенераторы постоянного тока.

В зависимости от способа создания основного магнит­ного потока различают генераторы с электромагнитным возбуждением и с возбуждением постоянными магнитами (магнитоэлектрические).

В генераторах с электромагнитным возбуждением поток создаётся посредством обмотки возбуждения, кото­рая может включаться различным способом. В зависимо­сти от схемы её включения эти генераторы разделяются на генераторы независимого возбуждения и генераторы с самовозбуждением.

В свою очередь последние делятся на генераторы с параллельным, последовательным и смешанным воз­буждением. Практическое применение имеют генераторы с независимым и параллельным возбуждением, а также магнитоэлектрические.