39 Машины постоянного тока. Устройство.

По конструктивному выполнению машина постоянного тока подобна обращенной синхронной машине, у которой обмотка якоря расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Основное отличие заключается в том, что машина постоянного тока имеет на якоре коллектор, а на статоре кроме главных полюсов с обмоткой возбуждения добавочные полюсы, которые служат для умень­шения искрения под щетками. Устройство машины постоянного тока: 1 —коллектор; 2 — щетки; 3 — сердечник якоря; 4 — глав­ный полюс; 5 — катушки обмотки возбуждения; 6 — корпус (станина); 7—подшипниковый щит; 8 — вентилятор; 9 — обмотка  якоря

 Статор. На статоре расположены главные полюсы с ка­тушками обмотки возбуждения и добавочные с соответствующими катушками. Полюсы крепят болтами к стальному корпусу, который является частью магнитной цепи машины. Главные полюсы выполняют шихтованными (из стальных штампо­ванных листов), а добавочные — массивными или также шихтованными.

Якорь. Сердечник якоря, так же как в синхронной машине, собирают из изолированных листов электротех­нической стали. Обмотку якоря изготовляют из провода круглого или прямоугольного сечения; обычно она состоит из отдельных, заранее намотанных якорных катушек , которые обматывают изоляционными лентами и укладывают в пазы сердечника якоря. Обмотку выполняют двухслойной; в каждом пазу укладывают две стороны различных якорных катушек — одну поверх другой. Каждая якорная катушка включает в себя несколько секций, концы которых припаивают к соответствующим коллекторным пластинам;  секции  могут  быть  одно- и  многовитковыми.

Коллектор. Обычно коллектор выполняют в виде цилиндра, собранного из клинообразных пластин твердотянутой меди; между пластинами располагают изоля­ционные прокладки из слюды или миканита. Узкие края коллекторных пластин имеют форму ласточкина хвоста

Щеточный аппарат. По цилиндрической части коллектора скользят щетки, установленные в щеткодержателях. Щетки представляют собой прямоугольные бруски, изготовленные путем прессовки и термической обработки из материалов, составленных на основе графита. Они предназначены для соединения коллектора с внешней цепью и прижимаются к поверхности коллектора пружинами.

При вращении якоря щетки сохраняют неизменное положение относительно полюсов машины.

40. Двигатель постоянного тока — электрическая энергия преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.

Принцип действия двигателя постоянного тока

Для преобразования в машине постоянного тока электрической энергии в механическую энергию нужно через якорь и обмотку возбуждения ее пропустить ток от какого-либо источника этой энергии. В этом случае можно будет работать электродвигателем. Вращение якоря двигателя обуславливается взаимодействием тока в обмотке якоря с магнитным полем полюсов. Это взаимодействие у генератора образует тормозящие электромагнитный момент, который преодолевается вращающим моментом соединенного с ним приводного двигателя; у двигателя она дает электромагнитный вращающий момент, преодолевающий нагрузочный момент на валу. Следовательно, если генератора и двигателя точки в якорях и обмотках возбужденных полюсов будут иметь соответственно одинаковое направление, то направления вращения якоря двигателя, необходимо изучить направление тока или в якоре или в обмотке возбуждения полюсов. При одновременном изменении направления тока и в якоре и в полюсах направления вращение двигателя не изменить. При вращении якоря двигателя в магнитном поле в его обмотке индуцируется ЭДС, которая направлена противоположно току в якоре, а следовательно, и напряжению на щётках. Ввиду этого ее называют обычно противо-ЭДС. Напряжению на щётках  V должно уравновешивать эту ЭДС.   и падение напряжения Z2г2 в омическом сопротивлении обмотки якоря и переходном сопротивлении контактов щёток и коллекторов. С помощью замкнутой симметричной обмотке можно получить постоянную ЭДС. Для этого применяют специальное выпрямительное устройство – коллектор. В основной своей части коллектор представляет набор изолированных друг от друга и от низа якоря медных пластин, расположенных так, что они образуют цилиндр, неподвижный относительно якоря и имеющий одинаковую с ним ось вращения. На наружную цилиндрическую поверхность коллектора устанавливают неподвижные  щетки, сдвинутые относительно друг друга на 180 эл. градусов. Каждое из начал секции обмотки якоря соединяется с соответствующей коллекторной пластиной. Положение зажимов якорной уски (щеток) не может быть произвольным, так как сдвиг их к коллектору приводит к изменению положения в магнитном поле той группы секций, которая включена между щетками, и в результате к изменению ЭДС между щетками. Максимальное значение ЭДС на щетках будет иметь место в том случае, когда щетки через коллектор соединяются с секцией ЭДС которой равна нулю.