8. Принцип работы дпт. Электромагнитный момент. Свойство саморегулирования

У стройство ДПТ.

Неподвижная часть машины, называемая статором, состоит из массивного стального корпуса 1, к которому прикреплены главные полюсы 2 и дополнительные полюсы 6. На главных полюсах размещают катушки одной или нескольких обмоток возбуждения 3, на дополнительных полюсах — катушки 7 обмотки дополнительных полюсов.

В подшипниковых щитах, прикрепленных с торцевых сторон к корпусу, расположены подшипники, несущие вал 4 вращающейся части машины, называемой якорем. На валу закреплен цилиндрический сердечник якоря 5. В пазах, расположенных по поверхности якоря, уложена обмотка якоря 8. Выводы от обмотки

якоря присоединяют к расположенному на валу коллектору 9. К коллектору с помощью пружин прижимаются графитные, угольно-графитные или металлографитные щетки 10. Щетки расположены в специальных щеткодержателях.

Главные полюсы имеют полюсные наконечники 11. Крепление машины к фундаменту, специальным салазкам или металлоконструкции осуществляется с помощью лап 12.

Принцип действия ДПТ.

Предположим, что якорь ДПТ неподвижен. Если от источника постоянного тока подвести к якорю двигателя напряжение, то во внешней цепи и в обмотке якоря возникнут токи, направление которых будет противоположным подведенному напряжению. С помощью правила левой руки можно установить, что на якорь будет действовать вращающий электромагнитный момент и якорь начнет вращаться против часовой стрелки. При вращении в обмотке якоря возникнет ЭДС, которая согласно правилу правой руки будет направлена против тока двигателя. Противоположные направления тока и ЭДС говорят о том, что в машине происходит преобразование электрической энергии в механическую. Двигатель разгонится до такой частоты вращения, при которой его момент станет равным моменту, обусловленному нагрузкой.

Коллектор в ДПТ необходим для того, чтобы неизменный по направлению ток внешней цепи преобразовывать в изменяющийся по направлению ток в проводниках обмотки якоря при его вращении. Только благодаря коллектору ток всех проводников, находящихся под одним полюсом, имеет одно и то же направление. Вследствие этого остается неизменным и направление вращающего момента, развиваемого двигателем.

Для изменения направления вращения двигателя необходимо изменить направление развиваемого им вращающего момента. Это можно сделать одним из двух способов:

1. изменением полярности напряжения, подводимого к якорю двигателя и, следовательно, направления тока якоря;

2. изменением направления магнитного потока главных полюсов.

Обычно используется первый способ.

Электромагнитный момент.

р N

Mэм = _а · _2π ФIя = kMФIя,

• N – коэффициент момента, зависящий от конструктивных особенностей машины,

^{где k}M ⁼ _{а 2π}

Ф – магнитный поток одного полюса, I_я – ток якоря.

Свойство саморегулирования.

Двигатели постоянного тока обладают при соблюдении условий устойчивости способностью автоматически, без внешнего регулирующего воздействия, приспосабливаться к изменившимся условиям работы, т.е. обладают свойством саморегулирования. Рассмотрим это свойство на примере двигателя параллельного возбуждения.

Допустим, что такой двигатель работает при U=const, I_в=const и, следовательно, Ф_δ≈const и статический момент сопротивления М_ст, развиваемый рабочей машиной, увеличивается. Тогда М<М_ст, возникает динамический момент М_дин<0, исходя из равенства М=М_ст+М_дин. Также n начинает уменьшаться. Но при этом будет уменьшаться также Е_а, ток I_а (из

уравнения скоростной характеристики двигателя ) и момент М (согласно выражению М=с_мФ_δI_а) начнут увеличиваться, причем это будет происходить до тех пор, пока снова не наступит равновесие моментов М=М_ст. Аналогичным образом изменяется также режим, если М_ст уменьшится, причем в этом случае n и Е_а начнут увеличиваться, а I_а и М – уменьшаться до тех пор, пока снова будет М=М_ст и М_дин=0.

15