10. Электрические машины постоянного тока
10.1 Назначение машин постоянного тока, их типы ...................................................... 130
10.2 Устройство машин постоянного тока ....................................................................... 131
10.3 ЭДС в обмотке якоря, момент на валу ..................................................................... 131
10.4 Реакция якоря. Принцип обратимости. Коммутация ............................................. 132
10.5 Потери и КПД электродвигателей постоянного тока ............................................ 132
10.6 Типы электродвигателей постоянного тока, их характеристики ......................... 133
10.7 Пуск в ход двигателей постоянного тока ............................................................... 134
10.8 Регулирование скорости вращения ......................................................................... 134
10.9 Электрогенераторы постоянного тока, их характеристики .................................. 135
Основные формулы ............................................................................................. 138
Обозначения ......................................................................................................... 139
Примеры решения задач ..................................................................................... 140
Контрольные вопросы ......................................................................................... 141
Задачи для самостоятельного решения .............................................................. 142
Назначение машин постоянного тока, их типы
Развитие электрических машин началось с использованием постоянного тока. По масштабам применения они уступают более простым, надежным и дешевым машинам переменного тока.
Однако есть многие области техники и технологии, где машины постоянного тока имеют безусловные преимущества.
Электродвигатели постоянного тока могут развивать большой пусковой момент, позволяют плавно регулировать частоту вращения в широких пределах. Поэтому их применяют в качестве тяговых двигателей на всех видах электрического транспорта, в подъемных устройствах; в автоматизированных электроприводах сложных агрегатов (прокатные станы и др.). В автоматике – в качестве исполнительных устройств, преобразователей сигналов, измерителей скорости и т.д.
Генераторы постоянного тока применяют также для питания установок электролиза, зарядки аккумуляторов и в др. случаях.
Генераторы постоянного тока вырабатывают электрическую энергию, поступающую в энергосистему; двигатели создают механический вращающий момент на валу, который используется для привода различных механизмов и транспортных средств.
Устройство машин постоянного тока
Рис. 10.1 Устройство
машины постоянного тока: 1—коллектор;
2—щетки;
3—сердечник
якоря; 4
—
сердечник главного полюса; 5 — полюсная
катушка; 6
— статор;
7 — подшипниковый щит; 8
— вентилятор;
9 —
обмотка якоря
Машина постоянного тока состоит из:
ротора (якоря) – вращающаяся часть, в которой индуцируется ЭДС. Для уменьшения вихревых токов и связанных с ними тепловых потерь сердечник якоря набирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаковым покрытием.
статора (индуктора) – неподвижная часть, в которой наводится магнитное поле возбуждения. Статор называют станиной, ее изготавливают из магнитопроводящего материала (обычно литая сталь).
Полюсы, которые крепят изнутри к станине. Полюс машины состоит из сердечника, полюсного наконечника и катушки.
Коллектора – для выпрямления тока (набирается из медных пластин, разделенных миканитовыми прокладками).
неподвижных щеток – для отвода выпрямленного тока во внешнюю цепь. Изготавливают из графита + порошки металлов (медь, свинец).