3. Принцип действия электродвигателя постоянного тока. Обратимость электрической машины.

Принцип действия ЭДП:

Е сли проводник, по которому проходит эл. ток, поместить в магнитное поле и расположить его перпендикулярно магнитным силовым линиям, то на проводник будет действовать электромагнитная сила Fэм. Возникновение этой силы можно объяснить следующим образом: ток проводника создает своё магнитное поле, которое приводит к усилению магнитного поля с одной стороны проводника и ослаблению с другой.

Направление действия Fэм определяется по правилу левой руки.

Принцип действия ЭДП и назначение коллектора легко вспомнить из схемы.

Если к щеткам двигателя подвести постоянное напряжение U, то при взаимодействии тока проводника якоря и магнитного поля, создаваемого полюсами, возникают электромагнитные силы. Коллектор необходим для того, чтобы сохранить неизменным направление электромагнитной силы при повороте якоря на 1800.

Принцип обратимости электрических машин:

Л юбая электрическая машина в принципе обратима, т. е. может работать в качестве генератора или двигателя. Если по обмотке якоря (рис. 1) пропустить электрический ток, то возникнет электромагнитная сила, поворачивающая якорь.

Рис.1 Принципиальная схема ЭДП.

Если вращать якорь в электромагнитном поле, в обмотке возникает электрический ток.

Устройство электрического двигателя постоянного тока

Для любой электрической машины необходимо наличие магнитного поля и проводников, в которых наводится ЭДС. Магнитное поле в электрической машине создается электромагнитным путем – с помощью стального сердечника с обмоткой, называемой обмоткой возбуждения. При этом возможно создать поле большой интенсивности и регулировать его.

Магнитное поле можно создать и постоянными магнитами.

Линия магнитного поля в ЭМ замыкается по магнитной цепи. Она состоит из неподвижной и подвижной частей, разделенных воздушным зазором (подробнее рассмотрим позднее).

Проводники, в которых наводится, ЭДС образуют обмотку, называемой якорной. Часть машины, на которой располагается якорная обмотка, называется якорем.

Обмотку якоря изготавливают из провода круглого или прямоугольного сечения. Обычно она состоит из отдельных намотанных якорных катушек, которые обмотаны изоляционными лентами и укладываются в пазы якоря в два слоя. В каждом пазу укладываются две стороны различных якорных катушек.

В ЭДП магнитное поле не подвижно, а вращает проводники (якорь).

Обмотка якоря, уложенная в пазы сердечника, соединяется внешней цепью через неподвижные щетки положенные на коллектор. Обычно коллектор выполняют в виде цилиндра, собранного из твердотянутой меди; между пластинами располагают изоляционные прокладки из слюды.

По цилиндрической части коллектора скользят щетки, установленные в щеткодержателях. Щетки изготавливаются из материала на основе графита.

В зависимости от состава щетки делятся на 6 групп: угольно-графитовые, медно-графитовые, электро-графитовые, бронзо-графитовые, серебряно-графитовые. Для каждой машины следует применять щетки только установленной марки.

Более конкретно с конструкцией ДПТ можно ознакомиться на стендах в лаборатории.