1. Программа работы
1.1.Изучение и краткое описание принципа действия и устройства двигателя постоянного тока.
1.2. Определение технических данных двигателя по справочникам.
1.3. Разработка электрической принципиальной схемы включения двигателя согласно заданию.
1.4. Подбор элементов и сборка разработанной схемы.
1.5. Пуск и реверс двигателя, регулирование частоты вращения и отключение. Определение времени выбега.
По материалам работы должен быть составлен и защищен отчет.
Пункты 1.1, 1.2 и 1.3 программы студенты выполняют до начала лабораторной работы и записывают соответствующие материалы в отчет. Это служит допуском к лабораторному занятию.
Принцип действия и устройство двигателя постоянного тока
При протекании тока Iв по катушкам обмотки возбуждения 1, расположенным на главных полюсах 2 (рис.3.1, а), создается магнитный поток возбуждения Ф в магнитной цепи двигателя.
а)
б)
Рис.3.1. Устройство и пояснения к принципу действия двигателя: а – конструкция, б – возникающие силы и моменты
Если подключить цепь якоря к источнику постоянного тока Uа (рис.3.1, б), то потечет ток Iа по проводникам 3 обмотки якоря, находящимся в основном магнитном поле с индукцией В. На проводники будут действовать электромагнитные силы (силы Ампера) f и момент М, под действием которого якорь может вращаться с частотой n, преодолевая момент сопротивления Мс рабочего механизма (нагрузки). Направление действия сил f определяется, например, по правилу левой руки. Чтобы момент сил проводников обмотки якоря имел неизменное направление в процессе вращения, необходимо изменять направление тока в этих проводниках после перехода их через линию геометрической нейтрали Г.Н., на которой В = 0. Это достигается с помощью неподвижных щеток 4 и закрепленных на якоре полуколец (рис.3.1 б). Для увеличения момента и уменьшения его пульсаций на якоре устраивают достаточно много контуров (обмотку якоря), присоединенных к узким коллекторным пластинам 5 (рис.3.1, а).
Таким образом, в двигателе постоянного тока энергия источника постоянного тока, подключенного к якорной цепи, превращается в механическую энергию на валу, отдаваемую рабочему механизму, и частично в потери ( на трение, в сопротивлениях электрических цепей и др.).
Чтобы уменьшить искрение на коллекторе под щетками, в двигателе устраивают добавочные полюсы 6 (Nд, Sд) с обмоткой 7, по которой пропускают якорный ток.
Для изменения направления вращения якоря (реверса) необходимо изменить направление момента М и, следовательно, электромагнитных сил f. Это достигается изменением направления токов Iв или Iа. Чтобы обеспечить достаточно сильное магнитное поле, устраивают специальный ферромагнитный канал – магнитопровод, по которому и пропускают поток Ф.
В пазах полюсных наконечников главных полюсов располагают компенсационную обмотку 8, которая служит для улучшения работы двигателя при больших перегрузках.
При описании устройства двигателя приведите в отчете эскиз продольного разреза двигателя и проставьте на нём номера основных деталей и узлов. Для каждого номера укажите наименование и назначение детали или узла, а также основные используемые для них материалы. Необходимые сведения можно найти в книгах [1, 2, 12] или любом учебнике по электрическим машинам, а также на плакатах в лаборатории электрических машин.