Урок показа презентаций

Классификация электрических машин.

Постоянного тока:

• генераторы;

• двигатели.

Переменного тока:

• асинхронные;

• синхронные.

Машины постоянного тока (МПТ) являются обратимыми, т.е. они могут работать в качестве генератора (ГПТ) или двигателя (ДПТ) без изменения схемы.

Достоинства ДПТ:

• возможность плавного регулирования частоты вращения вала;

• хорошие пусковые свойства: большой пусковой момент при сравнительно небольшом пусковом токе.

Применение ДПТ:

• в электротранспорте;

• в приводах прокатных станов;

• в системах автоматического регулирования.

Применение ГПТ:

• в качестве возбудителей и для питания обмоток возбуждения мощных синхронных машин, цеховых сетей постоянного тока, в частности, для питания ДПТ, электромагнитов, для питания электролитических ванн, зарядки аккумуляторов, сварки, в качестве датчиков частоты вращения.

Недостаток МПТ:

• наличие щёточно-коллекторного узла, который требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надежность машин. Кроме того, для питания ДПТ требуются источники постоянного тока (ГПТ или выпрямители).

Основными частями МПТ являются статор (индуктор) и якорь, отделённые друг от друга воздушным зазором (0,3…0,5 мм).

Статор (индуктор) – это стальной цилиндр, внутри которого крепятся главные полюса с полюсными наконечниками, образуя вместе с корпусом магнитопровод машины. Полюсные наконечники служат для равномерного распределения магнитной индукции в зазоре между полюсами статора-индуктора и якоря. На главных полюсах расположены последовательно соединенные катушки обмотки возбуждения, предназначенные для создания неподвижного магнитного потока Ф_в машины.

Концы обмотки возбуждения выводят на клеммный щиток, расположенный на корпусе машины. Помимо основных полюсов внутри статора располагают дополнительные полюса с обмотками, которые служат для уменьшения искрения в скользящих контактах (между щётками и коллектором).

Якорь (подвижная часть машины) – это цилиндр, набранный из листов электротехнической стали, снаружи которого имеются пазы, в которые уложена якорная обмотка. Отводы обмотки якоря припаивают к пластинам коллектора, расположенного на вращающемся в подшипниках валу.

Коллектор представляет собой цилиндр, набранный из медных пластин, изолированных друг от друга и отвала. Коллектор играет роль механического выпрямителя переменной ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря. К коллектору с помощью пружин прижимаются неподвижные медно-графитовые щётки, соединенные с клеммами щитка. Образовавшиеся скользящие контакты дают возможность соединить вращающуюся обмотку якоря с внешней электрической цепью (снять выпрямленное напряжение с коллектора (генераторный режим) или соединить якорную обмотку с источником постоянного напряжения и распределить токи в стержнях обмотки якоря таким образом, чтобы их направления под разноимёнными полюсами были бы противоположными (двигательный режим)). Суммарное сопротивление цепи якоря R_я = 0,5…5 Ом.

Генератор преобразует механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию.

Принцип работы ГПТ основан на явлении электромагнитной индукции. Если посредством первичного двигателя привести якорь машины во вращение с постоянной угловой частотой и подать постоянное напряжение на обмотку возбуждения статора, то в каждом стержне обмотки якоря будет наводиться ЭДС.

В основе работы ДПТ лежит закон Ампера. Для создания вращающего момента постоянное напряжение подводится одновременно к обмотке возбуждения и к коллектору.

Устройство индуктора:

• главный полюс;

• добавочный полюс;

• станина;

• сердечник полюса;

• болт крепления;

• обмотка возбуждения;

• полюсный наконечник.

Назначение индуктора – создания магнитного поля МПТ.

Катушки всех полюсов соединяются последовательно образуя обмотку возбуждения. Полюсный наконечник обеспечивает равномерное распределение магнитного потока под полюсом. Добавочные полюсы – только в машинах большой мощности.

Коллектор – цилиндр, собранный из отдельных пластин твердотянутой меди, изолированных от корпуса и друг друга миканитом. Поверхность коллектора должна быть ровной и гладкой. Нижняя часть пластин имеет форму «Ласточкин хвост» для крепления.

Щёточный механизм:

• нажимные пластины;

• пружина;

• щетка;

• обойма;

• зажим;

• гибкий тросик.

Устройство МПТ:

• вал;

• передний подшипник щит;

• коллектор;

• щеткодержатель;

• сердечник якоря с обмоткой;

• сердечник полюса;

• обмотка возбуждения;

• станина;

• задний подшипник щит;

• вентилятор;

• лапы;

• подшипник.

Устройство коллектора:

• стальные шайбы;

• стяжной винт;

• миканитовая изоляция;

• верхняя часть пластины «петушок»;

• коллекторные пластины.

Классификация МПТ.

По наличию коммутации:

• с коммутацией (обычные);

• без коммутации (униполярный генератор и униполярный электродвигатель).

По типу переключателей тока:

• с коллекторными переключателями тока (с щёточно-коллекторным переключателем);

• с бесколлекторными переключателями тока (с электронным переключателем (вентильный электродвигатель)).

По мощности:

• микромашины – до 500 Вт;

• малой мощности – 0,5 – 10 кВт;

• средней мощности – 10 – 200 кВт;

• большой мощности – более 200 кВт.

В зависимости от частоты вращения:

• тихоходные – до 300 об./мин.;

• средней быстроходности – 300 – 1500 об./мин.;

• быстроходные – 1500 – 6000 об./мин.;

• сверхбыстроходные – более 6000 об./мин.

По расположению вала:

• горизонтальные;

• вертикальные.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Применение ДПТ: для привода подъемных и транспортных средств.

2. ГПТ применяются в качестве возбудителей синхронных машин, питания ДПТ, зарядки аккумуляторов.

3. Неподвижная часть МПТ – статор (станина, индуктор).

4. Подвижная часть МПТ – ротор (якорь).

5. Назначение индуктора – создавать магнитное поле машины.

6. Катушки всех полюсов соединяют последовательно. Они образуют обмотку возбуждения.

7. Полюсный наконечник обеспечивает равномерное распределение магнитного потока.

8. Только МПТ с большой мощностью имеют добавочные полюсы.

9. Ротор (якорь) МПТ состоит из сердечника с обмоткой и коллектора.