Принцип действия двигателя постоянного тока

В соответствии с принципом обратимости электрических машин, упращённая модель может быть ипользована для обеспечения принципа действия двигателя. Для этого необхадимо отключить нагрузку генератора и подвести к щёткам машины напряжение от источника постоянного тока. К щётке (а) подключить знак (+), а к щётке (в) (-), то в обмотке якоря появится ток. В результате взаимодействия этого тока с магнитным полем постоянного магнита (обмотки возбуждения) появятся электромагнитные силы, которые создав электромагнитный момент, начнут вращать якорь.

При повороте якоря на 180 градусов электромагнитные силы не изменят своего напровления, хотя проводники обмотки якоря поменяются местами и окажутся под полюсами другой полярности. Объясняется это тем, что благодоря коллектору одновременно с переходом проводника обмотки якоря из зоны действия одного полюса в зону действия другого, в нём меняется и напровление тока.

Таким образом назночение коллектора и щёток в дпт - это изменять напровления тока в проводниках обмотки якоря при их переходе из зоны магнитного полюса одной полярности в зону полюса другой полярности.

Если увеличить число проводников в обмотке якоря и число пластин коллектора, то вращения якоря двигателя становится устойчивым и равномерным.

Вращающееся магнитное поле

Замечательной особенностью многофазных токов является их способность создавать вращающееся магнитное поле.

Рассмотрим процесс получения вращающегося магнитного поля при помощи трехфазного тока. Для этой цели поместим в пазы сталь­ного кольца (статора) три однофазные обмотки (катушки), сдвину­тые в пространстве друг относительно друга на 120° (рис. 185). Начала катушек обозначим буквами А, В, С, концы катушек — X, Y, Z. Соединим катушки по схеме «звезда» или «треугольник» (на чертеже соединение не показано) и включим катушки в сеть трехфазного тока. Так как обмотки статора представляют собой симметричную нагрузку (величина и характер нагрузки оди­наковы), то токи в катушках будут равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°.

Кривые токов в отдельных катушках даны на рис. 186. Условно будем считать токи положительными, если в данный момент вре­мени они будут направлены от начала катушки к ее концу и, на­оборот, токи считать отрицательными, если направление их будет от конца катушки к ее началу.

Таким образом, трехфазный ток, проходящий по трем катуш­кам, сдвинутым в пространстве на 120°, образовал вращающееся магнитное поле. Мы разобрали только три случая, но если продол­жить построения дальше, то легко убедиться, что за время одного периода (360°) магнитное поле статора также повернется на 360°.

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Синхронная машина состоит из двух основных частей: неподвижной - статора и вращающейся - ротора, и имеет две основные обмотки. Одна обмотка подключает­ся к источнику постоянного тока. Протекающий по этой обмотке ток создает основное магнитное поле машины. Эта обмотка располагается на полюсах и называется обмот­кой возбуждения. Иногда у машин небольшой мощ­ности обмотка возбуждения отсутствует, а магнитное поле создается постоянными магнитами. Другая обмотка явля­ется обмоткой якоря. В ней индуктируется основная ЭДС машины. Она укладывается в пазы якоря и состоит из од­ной, двух или трех обмоток фаз. Наибольшее распростра­нение в синхронных машинах нашли трехфазные обмотки якоря.

В синхронных машинах чаще всего находит применение конструкция, при которой, обмотка якоря располагается на статоре, а обмотка возбуждения - на роторе (рис. 1). Синхронные машины небольшой мощности иногда имеют обращенное исполнение, когда обмотка якоря располагает­ся на роторе, а обмотка возбуждения - на полюсах стато­ра (рис. 2). В электромагнитном отношении обе конструкции равноценны.

25) Пуск синхронного двигателя при помощи постороннего двигателя, называемого разгонным или пусковым, обладает рядом крупных недостатков

При помощи разгонного двигателя, мощность которого обычно составляла 5 15% от номинальной мощности синхронного двигателя, последний можно было пускать только при малой нагрузке на валу. Установка к тому же получалась громоздкой и неэкономичной.

В качестве разгонного двигателя обычно использовался асинхронный двигатель с числом полюсов на два меньшим, чем число полюсов синхронного двигателя.

В настоящее время пуск в ход при помощи разгонного двигателя на практике почти не применяется; он иногда находит себе применение главным образом для мощных синхронных компенсаторов