Тұрақты токтын электр машиналары

Тұрақты токтың электр машиналары өзінің қолдананылу саласына қарай механикалық энергиялық энергияны кернеуі тұрақты болатын электр энергиясына түрлендіретін электр генераторлары және тұрақты токтын электр энергиясын түрлендіретін электрқозғалтқыштары деп бөлінеді.Бұл механикалық энеригия іс жүзінде,өндірісте қандай да болмасын орындаушы механизмдерді іске қосу үшін қызмет етеді.Туракты токтын электр машинасынын ишки кориниси(1 сурет).

1. 2. катушка 3.Вал. 4.негизги полюс. 5.косымша полюс.6.статор

Ең алғашқы электр машинасы тұрақты токтың электр қозғалтқышы болды.Қазіргі уақытта,өндірістен шығарылатын арнайы электр машиналарының түрлері көп,мысалы,тұрақты токтың энергиясын айнымалы ток энергиясына түрлендіретін машиналар немесе керісінше,автоматты реттеу жүйелеріндегі өлшеу,санау-есептеу құрылғыларында датчик есебіндегі микромашиналар және т.б.

Электротехника өндірісінде әр түрлі кернеуге және куаттарға арналған тұрақты токтың машиналарын шығарады.Оларды қуаттарына қарай шартты түрде мынадай топтарға бөлуге болады.

1 микромашиналар – қуаты ваттың үлесінен 500 Вт-қа дейін;

Қуаты аз машиналар – 500 Вт-тан 10 кВт-қа дейін;

Қуаты орташа машиналар – 10 кВт-тан бір неше жүз киловаттқа дейін;

Қуаты үлкен машиналар – бірнеше жүз киловаттан жоғары.

Тұрақты ток машиналарының автокөлікте пайдаланады кернеуі 6...12 В-ке дейін болса,радиотехникалық құрылғыларда пайдаланатын кернеуі 30 кВ-ке дейін өзгеріледі.

Тұрақты токтың ең көп қолданылатын машиналарының қуаты 200 кВт-ке дейін,кернеуі 110...400 В,айналу жиілігі бірнеше айналымнан 30000 айн/мин-ке дейін жетеді.

Өнеркәсіпте,көлікте және ауыл шаруашылығында электроқозғалтқыштар кең қолданылады.Генераторларды байланыс құрылғыларын,радиотехниқалық қырылғыларды және т.б коректендіру үшін қолданылады.Соңғы жылдарда,түрақты ток көздері ретінде,көп колданылады тауып жүрген экономикалық жағынан тиімді,діргіштерді атап өтуге болады.

Тұрақты ток машиналарының құрылысы

Тұрақты ток машиналарының негізгі бөлігі-статор,якорь,колектор және щеткалық аппарат.

Тұрақты ток машинасының конструктивтік схемасы баска түрлі электр машиналарынан айрмашылығы аз,машинаның қозғалмайтын негізгі бөлігі статор,оның ішінде ротор орналысқан.Статорды куаты аса үлкен емес машиналарда куыс цилиндр түрінде,ал қуаты өте үлкен машиналарда көп кырлы цилиндр түрінде дайындайды.Статорды дайындауда материал ретінде магнит өтімділігі жоғары электротехникалық болат пайдалынады.Роторға тірек болып,қызмет ететін подшипниктер.Олар бүйірлік қалқандарға бекітіледі.

Магнит полюстерінің қоздыру орамы қозғалмайды,ал негізі якорьге тән орамы магнит өрісінде айналады.

Тұрақты токтың генераторының э.қ.к-і және айналдырушы моменті.

Туракты токтын промышленный генераторы (2 сурет).

2 сурет.

Тұрақты ток генераторының э.қ.к-інің машинаның параметрлері болып саналады якорьдің айналу жылдамдығынан және магнит ағынынан қалай тәуелді болатынын анықтайық.

Ұзындығы өткізгіш, жылдамдықпен индукциясы болатын магнит өрісінде бірқалыпты орыс ауыстырған кезде,электромагниттік индукция заңы бойынша, э.қ.к-і туады:

Енді якорь орамының өткізгішінің полюстердің магнит өрісіндегі қозғалысын қарастырайық.Бұл өткізгіштегі э.қ.к-інің орташа мәнін анықтау үшін,орташа индукция деген ұғым енгіземіз.

Тұрақты ток машиналарының қайтымдылығы.

Электр машиналарында белгілі қайтымдық принципі тұрақты ток машиналарына да қатысты генераторлық режимде,машина жұмыс жасағанды,роторды айналдыратын қозғалыстың механикалық моментін тудырады.

Бұл теңдік,бірінші қозғалтқыштан генераторға берілетін механикалық энергия,толығымен электр энергиясына түрленетінін көрсетеді.

Енді электрқозғалтқышқа тоқталайық.Генераторға қарағанда электрқозғалтқышта электр қабылдағыштарының орынына электр энергиясының көзін қосады,ал оның білігін механикалық беріліс,арқылы механикалық энергияны қабылдаушы жұмысшы машинаға қосады.

Якорьдің реакциясы

Магнит ағыны ток жүретін машинаның барлық орамдарында жасалады.Бос жүріс режімінде генератордың якорінің орамында ток болмайды,ал электроқозғалтқыштың якорінің орамында бос жүріс кезінде токтың шамасының мәні аз болады.Сондықтан машинада тек бас полюстердің қоздыру орамы тудыратын,өс сызығымен салыстырғанда симметриялы,тек қана негізгі магнит ағыны болып саналады.

Коммутация туралы түсінік

Электр машиналарының щеткаларының астында пайда болатын барлық құбылыстарды коммутация деп түсінеді.

Егер щеткалар ұшқынданса,онда машинаның коммутациясы жаман;ал егер ұшқын шығаруы болмаса,онда коммутациясы жақсы деген пікірлер айтылады.Ұшқындану дәрежесін электр машиналарына арналған арнайы мемлекетік стандарттіқ шкала боынша бағалайды,олар: 1,2 және 3.

Коммутацияның сапасы белгілі дәрежеде машинаның жұмыс істеу қабілетін және оны пайдалануда сенімділігін анықтайды.