Устройство машин постоянного тока

Машина постоянного тока состоит из следующих основ­ных частей: станины, полюсов, якоря с коллектором, подшипнико­вых щитов с подшипниками, щеткодержателей со щетками.

Станина — это замкнутый магнитопровод, обычно выпол­ненный из стали. К внутренней части станины прикрепляют главные и дополнительные полюса. В нижней наружной части станины име­ются лапы, служащие для крепления машины к фундаменту. К бо­кам станины присоединены подшипниковые щиты, в которых уста­новлены подшипники (обычно подшипники качения — роликовые или шариковые).

Главные полюса, прикрепляемые болтами к внутренней части станины, предназначены для создания магнитного потока.

Рис. 8. Главный полюс: 1 - станина; 2 - катушка возбуждения; 3 - полюсный наконечник; 4 - сердечник полюса

Сердечник главных полюсов набирают из отдельных изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Со стороны якоря сердечник полюса имеет уширение, называемое по­люсным наконечником или башмаком, посредством которого соз­дается требуемое распределение магнитной индукции в воздушном зазоре. На сердечник полюса надета катушка возбуждения, выпол­ненная на стальном или картонном каркасе из изолированного мед­ного провода. В машинах небольшой мощности сердечники полюсов изготовляют из литой стали, а обмотку возбуждения — без каркаса.

Между главными располагают добавочные полюса (рис.9).

Рис. 9. Добавочный полюс

Якорь (рис. 10) — вращающуюся часть машины постоянного тока, в которой индуктируется э. д. с, — набирают из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов.

В состав листовой электротехнической стали, применяемой для изготовления электрических машин и трансформаторов, входит крем­ний (силиций). Присадка кремния увеличивает удельное электриче­ское сопротивление стали, что способствует уменьшению потерь на вихревые токи, но одновременно кремний ухудшает механические свойства стали, делает ее хрупкой.

Рис. 10. Якорь без обмотки: 1 – нажимная шайба; 2 – место для бандажа; 3 – место для коллектора

В круглых стальных листах выштампованы отверстия, которые, когда якорь собран, образуют пазы и центральное цилиндрическое отверстие для вала. В пазы укладывают обмотку из изолированного медного провода. Обмотка отделена от поверхности паза специаль­ной пазовой изоляцией из прессшпана, лакоткани и т. п. Пазы за­крывают деревянными клиньями и поверх якоря наматывают проволочные бандажи.

Коллектор, предназначенный для преобразования перемен­ного тока в постоянный, напрессован па вал якоря, а к его пластин­кам припаяны провода обмотки якоря.

Рис.11. Коллектор: 1 – корпус коллектора; 2 – стяжной болт; 3 – нажимное кольцо;

4 – миканитовая изоляция; 5 – место припаивания проводов обмотки; 6 – «ласточкин хвост»; 7 - ламель

Коллектор изготовляют из медных (с примесью кадмия около 1%) пластин 7, прочно прикрепленных стяжными болтами к корпусу стальной втулки 1 (рис. 11). В нижней части 6 пластинам придана форма «ласточкина хвоста». Пластины, также называемые ламелями, изолированы одна от другой и от втулки миканитовой (на основе слюды, склеенной лаками) изоляцией 4.

Вал якоря изготовляют из высокосортной стали. На вал тугой посадкой надевают подшипники качения, которые помещаются в под­шипниковых щитах. Таким образом, вал якоря при вращении через подшипники опирается на подшипниковые щиты. На пего насаживают вентилятор, предназначенный для охлаждения машины, а также шкив или соединительную муфту.

Скользящий контакт между вращающимися и неподвижными ча­стями машины создают при помощи коллектора и щеток (обычно угольно-графитовых, а в машинах постоянного тока низкого напря­жения – метало-угольных.)

Щетка помещается в обойме щеткодержателя и пружиной при­жимается к коллектору. Щеткодержатель закреплен на пальце траверсы, на который надета втулка из изоля­ционного материала. Таким обра­зом, щеткодержатели изолированы от корпуса машины. Траверсу закрепляют на под­шипниковом щите стопорным бол­том. Чтобы изменить положение щеток относительно коллектора, траверсу поворачивают. Изготов­ляют ее из стали, а в машинах небольшой мощности иногда из пластмассы.

На станине закреплен клеммный щиток (доска зажимов), пред­назначенный для соединений проводов, отходящих от обмоток полю­сов машины и от щеток.

Клеммный щиток имеет панель из изоляционного материала, на которой установлены контактные болты. Щиток закрывают сверху крышкой.

Н а заводском щитке указаны: номинальная мощность машины (кВт), напряжение (В), скорость вращения вала якоря (об/мин), сила тока (А), режим работы, коэффициент полезного действия, наи­менование завода-изготовителя, заводской номер машины, год вы­пуска, номер ГОСТа, масса и другие данные в зависимости от типа и назначения машины.