Устройство статора.
Статор
состоит из станины 1, главных
полюсов 2, дополнительных
полюсов 3, подшипниковых
щитов 4 и
щеточной траверсы со щетками 6.Станина
имеет кольцевую форму и изготовляется
из стального литья или стального
листового проката. Она составляет основу
всей машины и, кроме того, выполняет
функцию магнитопровода. Главные полюсы
служат для создания постоянного во
времени и неподвижного в пространстве
магнитного поля. С этой целью по обмотке
полюсов пропускается постоянный ток,
называемый током возбуждения (в машинах
малой мощности в качестве полюсов могут
использоваться постоянные магниты).
Дополнительные полюсы устанавливаются
между главным и служат для улучшения
условий коммутации.
Подшипниковые щиты закрывают статор с торцов. В них впрессовываются подшипники, и укрепляется щеточная траверса, которая с целью регулирования может поворачиваться. На щеточной траверсе закреплены пальцы, которые электрически изолированы от траверсы. На пальцах установлены щеткодержатели со щетками, изготовленными из графита или
смеси графита с медью.
Устройство ротора (якоря).
Вращающаяся часть машин – якорь 9 (рис. 1.1, 1.2, а, б) состоит из сердечника 7, обмотки 8 и коллектора 5.Сердечник имеет цилиндрическую форму. Он набирается из колец или сегментов листовой электротехнической стали, на внешней поверхности которых выштампованы пазы. В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря.
Устройство обмотки якоря генераторов постоянного тока. Самый сложный по исполнению узел ГПТ – это обмотка ротора, с которой снимается постоянной ток. (якорная обмотка).Якорная обмотка генераторов, применяемых в промышленности, сильно отличается от обмотки (рамок) вышерассмотренного условного генератора. Условный генератор имеет очень существенный недостаток: эдс в любой момент времени снимается только с одной рамки, что ограничивает вырабатываемое напряжение. Для того чтобы генератор вырабатывал больший ток, все рамки (секции обмотки) в реальном генераторе соединяются последовательно между собой через ламели
коллектора.
.
Рис. 3. Подключение обмотки генератора
Каждая секция состоит из двух сторон (в каждой стороне в зависимости от числа витков в секции имеется один или несколько проводников). Эти стороны называются активными частями секций, в них индуктируются э. д. с. Наружные (торцовые) части секций служат только для соединения активных сторон и присоединения их к коллекторным пластинам. Каждую секцию укладывают так, что одна ее сторона располагается в верхней части паза под полюсом одной полярности, а другая — в нижней части другого паза под полюсом другой полярности (рис. 3). Расположение активных сторон секций под полюсами разных полярностей является основным правилом выполнения обмоток, так как только при этом условии индуктирующиеся в них э. д. с. будут складываться.
Второе важное отличие реального ГПТ от условного: каждая рамка(секция) подключена (приварена) своим концами к соседним ламелям коллектора, а не к противоположным, как это было в условном генераторе. (Рис.3.)Такое подключение приводит к тому что эдс последовательно подключенных обмоток складываются (как последовательно соединенные источники питания) и генератор выдает через щетки гораздо большую мощность. (Рис 4,а) Самая большая из суммируемых эдс индуцируется в обмотке, которая в данный момент находится вертикально. В рамке(секции) расположенной горизонтально, эдс отсутствует. Обмотка работает как простой проводник, передавая вырабатываемую эдс на щетки. Т.о. существует третье важное реального ГПТ от условного: токосъемные щетки реально генератора находятся на физической нейтрали – линии перпендикулярной параллельно магнитного потока проходящей через ось вращения ротора. Важно отметь, что именно в обмотке, находящейся на физической нейтрали, отсутствует эдс. Рис 4,б.
а) б)
Рис 4. Рис .5. Укладка обмотки
. На рис. 8 для простоты показано шесть одновитковых секций; в каждой стороне секции имеется один провод. Верхние стороны секций имеют нечетные номера; нижние — четные. Первая секция состоит из двух сторон 1 и 6; вторая — 3 и 8; третья — 5 и 10; четвертая — 7 и 12; пятая — 9 и 2; шестая 11 и 4. Все секции соединяются через коллекторные пластины и представляют замкнутую цепь. Пунктиром показаны соединения активных сторон секции со стороны, противоположной коллектору; сплошными линиями — соединение сторон секции через коллектор. На коллектор накладываются неподвижные щетки для отвода тока во внешнюю цепь, как показано на рис. 5. Одна щетка является положительным полюсом генератора, другая — отрицательным.
Устройство коллектора. Обычно коллектор (рис. 1.3) выполняют в виде цилиндра, собранного из клинообразных пластин 3 твердотянутой меди; между пластинами располагают изоляционные прокладки из слюды или миканита 2. Узкие края коллекторных пластин имеют форму ласточкина хвоста; после сборки коллектора их зажимают между корпусом и нажимным фланцем и изолируют манжетами из миканита. Секции обмотки якоря впаивают в прорези, имеющиеся в выступающей части коллекторных пластин.
В машинах малой и средней мощности широко применяют коллекторы, в которых медные пластины и миканитовые прокладки запрессованы в пластмассу. Поверхность собранного коллектора обтачивают на токарном станке и тщательно шлифуют. Чтобы миканитовые прокладки при срабатывании коллектора не выступали над пластинами и не вызывали вибрации щеток, их профрезеровывают на 0,8—1,5 мм ниже поверхности коллектора.
По цилиндрической части коллектора скользят щетки, установленные в щеткодержателях. Щетки представляют собой прямоугольные бруски, изготовленные путем прессовки и термической обработки из порошков графита, кокса и других компонентов. Они предназначены для соединения коллектора с внешней цепью и прижимаются к поверхности коллектора пружинами.
Рис. 1.3
При вращении якоря щетки сохраняют неизменное положение относительно полюсов машины. Щеткодержатели укрепляют на щеточных пальцах и изолируют от них. Щеточные пальцы, в свою очередь, крепят либо к подшипниковому щиту, либо к траверсе, которая позволяет при необходимости поворачивать всю систему щеток относительно полюсов машины. В машинах малой мощности часто применяют трубчатые щеткодержатели, устанавливаемые непосредственно в подшипниковом щите.