1.2. Будова машини постійного струму

Загальний вигляд машини постійного струму показаний на рис. 1.3.

Статор.Складається з станини, яка служить для проведення магнітного потоку від полюса до полюса і одночасно несе в собі всі конструктивні елементи машини. Станини виготовляють (виливають) звичайно зі сталі. Круглі станини великих машин виготовляють на вальцях зі сталевого листа. Тягові електродвигуни локомотивів мають станини з гранями, які також, називаютьостовами. Така конструкція їх дозволяє зменшиш габариті розміри чотириполюсних машин.

З торців до станини кріплять підшипникові щити, у яких встановлені якірні підшипники. Всередині станини встановлюють головні полюси з обмотками збудження, а між ними, точно на лініїгеометричної нейтралі - додаткові полюси, котрі слугують для зменшення іскріння між щітками (див. гл.5).

На рис. 1.4. показаний головний полюс машини, що складається з осердя, і обмотки 2, по котрій проходить струм. Полюс являє собою електромагніт. Осердя полюсів набирають з листів електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм, наприклад анізотропної марки 3411, деколивикористовують сталь Ст3 товщиною 1,5-2 мм. Осердя стягають шпильками 3, котрі на кінцях розклепують.

Нижня, розширена частина осердя називається полюсним, наконечником, або башмаком. Полюси кріплять до станини болтами. Дня виготовлення болтів додаткових полюсів деколи застосовують немагнітну (нержавіючу)сталь з метою зменшення магнітного насичення полюсу.

Рис1 1.3. Будова машини постійного струму: 1-колектор; 2 - щітки; 3 - осердя якоря; 4 - головний полюс; 5 - обмотка збудження; 6 - станина; 7 – підшипниковий щит; 8 – вентилятор; 9 – обмотка якоря

Обмотки полюсів виготовляють з ізольованого мідного круглого або прямокутного дроту. Обмотки всіх головних полюсів з'єднують звичайно послідовно, як і додаткових.

Якір.Осердя якоря (рис.1.5) збирають на валу з

ізольованих (для зменшення, збитків від вихрових струмів) листів електротехнічної стані. Зібране осердя спресовується і закріплюється натискними шайбами, котрі можуть одночасно служити тримачами обмоток. Проштамповані в листах отвори утворюють в зібраному осерді аксіальні вентиляційні канали.

Рис.1.4. Головний полюс машини постійного струму

Обмотку якоря виготовляють з дроту круглого чи прямокутного перерізу; звичайно вона складається з окремих наперед сформованих і ізольованих якірних котушок 1 (рис. 1.6), що розміщуються в пазах осердя 2 якоря. Обмотку виконують двошаровою; в кожному пазу розміщують дві сторони різноманітних якірних котушок - одну поверх іншої з прокладкою між ними. Кожна якірнакотушка складається з декількох секцій, кінці яких припаюють до відповідних пластин колектора 3.Секції можуть бути одно-, або багатовитковими. Прикладом одновиткової секції може служити виток на якорі найпростішого генератора (див. рис. В.З).

Рис.1.5. Осердя якоря (а) і процес його збирання (б);

1, 3 - натискні шайби; 2 - виточки для накладання бандажу, 4 - місце дня пресування колектора; 5-ізопщійна плівка; 6 - сталевий лист.

Колектор.Це один з основних і найскладніших вузлів електричної машини постійного струму. Зазвичай у сучасних машин, особливо у тягових двигунів локомотивів, колектори знаходяться на

межі використання матеріалів і технологічних можливостей.

Колектори збирають з мідних пластин 4 трапецеїдальної форми, ізольованих одна від одної

Рис.1.6 Накладання обмотки на осердя якоря (а) і розташування якірних котушок в пазах

ізоляційними прокладками 5, а від корпусу 1, 2 - міканітовими ізоляційними манжетами 3 (рис. 1.7). Пластини закріплюють на «ластівчиних хвостах», і після ряду запресувань в гарячому стані колектор обточують і шліфують, надаючи його поверхні суворо циліндричної форми. Кінці обмоток якоря припаюють до закінчень колекторних пластин, котрі називають"півниками". При великій різниці між діаметрами якоря і колектора"півники"виготовляють окремих мідних шин, що приварюються до колекторних пластин.

В машинах порівняно невеликих розмірів, у тому числі тих, що застосовуються на транспорті, колектор виготовляють з пластмасовим корпусом б, закріплюваним на втулці 7.

Для забезпечення довготривалої роботи ковзного контакту по колектору без ударів у виступаючі ізоляційні прокладки, колектори в процесі виготовлення піддаються продорожці, під час котрої знімають верхню частину ізоляційних прокладок так, щоб вони виявились втопленими на глибину до 1,5 мм.

У швидкохідних машин довгі колектори кріплять додатково за допомогою кованих бандажних кілець, що насаджуються зверху на колектор та ізольовані від його поверхні. Ці кільця перешкоджають випаданню колекторних пластин , під дією доцентрових сил нагріву колектора.

Рис. 1.7 Колекторі з металічним (а) і пластмасовим (б) корпусами.

Щітковий апарат. Служить для під'єднання чи від'єднання струму від колектора, котрий обертається. Щітковий апарат тягового двигуна (рис. 1. 8) складається зі сталевого кронштейна

1, 2, що кріпиться на двох ізоляційних пальцях 3 і 4, що представляють собою шпильки, опресовані пластмасою АГ-4В. Латунний корпус щіткотримача 11 за допомогою болта і гайки 5 кріпи-

ться до кронштейна, їх дотичні поверхні, виготовлені у вигляді гребінця дня надійного кріплення і регулювання проміжку між щіткотримачем і робочою поверхнею колектора 10. Нажимні пружинні пальці 6 за допомогоюпружин 8 здійснюють практично постійний натиск, на щітку 9 при її спрацьовуванні в процесі експлуатації.

Рис.1.8.Кронштейн з пальцями і щіткотримач

Якщо ж щітка спрацьована більше допустимої межі тиск нажимного пальця на неї автоматично припиняється, що відкидає можливість пошкодження поверхні колектора щітковою арматурою. Щітки представляють собою прямокутні бруски з композиції, виготовлюваної на основі графіту. В залежності від складу, способу виготовлення і фізичних властивостей вони мають різне маркування. Всі-марки об'єднуються в шість основних груп: вугільно-графітні, графітні, електрографітовані, мідно-, бронзо- і срібло-графітові. Для кожної машини варто застосовувати тільки щітки такого типорозміру, що вибрані заводом виробником.

Щітки сучасних великих машин, виконують розрізаними в радіально-осьовому напрямі зі спеціальною гумовою накладкою для вирівнювання тиску пальця 6^і на обидві половини щітки. Такий розділ щіток на дві частини забезпечує краще прилягання-до колектора.

Для кращого проходження струму до щіткотримача від щіток, останні часто комплектують мідними плетеними канатиками (шунтами) 7, один кінець яких закріплений в арматурі щітки, а інший під'єднують до корпуса щіткотримача.

Щітковий апарат закріплюють на підшипникових щитах.

Контрольні запитання:

1. Чому виникає пульсація струму у зовнішньому колі і як її зменшити?

2. Що таке електричні, градуси, як вони відрізняються від геометричних?

3. Де необхідно встановлювати щітки?

4. Яке призначення станини?

5. Чому осердя якоря збирають з ізольованих листів електротехнічної сталі?

6. Для чого роблять продорожку колектора?

7. Як влаштований щіткотримач? Які бувають типи конструкції щіток?

Частина 2.Магнітна коло електричної машини при холостому ході.