Основные части электрических машин. Реакция якоря

Электрические машины общего применения обычно имеют цилиндрическую форму и снабжены приливами для установки на фундамент или фланцами для крепления.

Тяговые электрические машины имеют те же основные части, но их конструкция приспособлена к особенностям установки этих машин на локомотивах.

Основными частями машины постоянного тока являются: остов (станина), полюсы, якорь, щёточный аппарат и некоторые вспомогательные детали, служащие для конструктивного оформления машины.

Остов (станина). Неподвижная часть машины – остов отливается из стали, служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода.

Полюсы. В современных стационарных и тяговых машинах устанавливают главные и добавочные полюсы.

Главные полюсы, на которых расположены катушки обмотки возбуждения, служат для создания в машине магнитного потока возбуждения. Часть сердечника главного полюса со стороны, обращённой к якорю, выполнена более широкой и называется полюсным наконечником. Эта часть служит для поддержания катушки, а также для лучшего распределения магнитного потока по поверхности якоря.

Электрические машины могут иметь два, четыре, шесть и в общем случае 2р главных полюсов.

Остов, полюсы и якорь составляют магнитную систему машины, через которуюзамыкается магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения. Воздушный зазор между якорем и полюсами является также одним из участников магнитной цепи.

Добавочные полюсы обеспечивают уменьшение искрения, возникающего при работе машины. По своим размерам они меньше главных. Число добавочных полюсов обычно равно числу главных.

Якорь.Машина постоянного тока имеет якорь, состоящий из:

· сердечника (изолированные друг от друга листы из электротехнической стали), насаженного на вал якоря;

· обмотки (уложенной в пазы якоря);

· коллектора (изолированные друг от друга клинообразные пластины); коллектор – механический преобразователь переменного тока в постоянный и наоборот;

· вала.

Щёточный аппарат – для соединения коллектора с внешней цепью.

Обмотки якоря.

Принцип соединения отдельных проводников в обмотку. В машинах постоянного тока применяют барабанные якоря. Проводники обмотки укладывают в пазы на наружной поверхности цилиндрического якоря таким образом, чтобы э. д. с. в них скла­дывалась (рис. 5.9), т. е. проводник А, расположенный под северным полюсом, должен соединяться с про­водником Б, расположенным под южным полюсом.

Рисунок 5.9. Принцип выполнения обмотки барабанного якоря

Обмотка якоря состоит из отдельных секций. Секцией называ­ют часть обмотки, расположенную между двумя коллекторными пластинами, следующими одна за другой по ходу обмотки. Число секций Sв обмотке равно числу коллекторных пластин К. Секция может состоять из одного или нескольких последовательно соеди­ненных витков.

Одновитковые секции состоят из двух активных про­водников, пересекающих магнитный поток. Активные проводники расположены в пазах якоря и соединяются лобовыми частями, лежащими вне сердечника якоря. Лобовые части в индуцировании э. д. с. практически не участвуют. Многовитковые секции состоят из двух активных сторон, каждая из которых объеди­няет несколько активных проводников (рис. 5.10.б).

При объединении нескольких секций в якорную катушку каж­дую из сторон якорной катушки в большинстве случаев укладывают в один общий паз. Для того, чтобы э. д. с, индуцированные в отдель­ных секциях, складывались, рас­стояние между соединяемыми частями секций должно быть прибли­зительно равно расстоянию между осями полюсов.

Обмотки якоря подразделяются на две основные группы: петле­вые (параллельные) и волновые (последовательные).

Простая волновая обмотка. Сек­ции, лежащие под разными полюсами, соединяют последовательно (рис. 5.11). После одного обхода окружности якоря приходят к коллектор­ной пластине, расположенной рядом с исходной.

Например:

Начало секции 1 присоединяют к коллекторной пластине КП1, а ее конец соединяют с коллекторной пластиной КП10 и началом секции 2, которая расположена под следующей парой полюсов; затем конец секции 2 соединяют с другой коллекторной пластиной и с началом следующей секции. После завершения полного обхода окружности якоря конец соответствующей секции соединяют с коллекторной пластиной КП2и началом секции 3, затем таким же образом с коллекторной пластиной КП11 и секцией 4 и т.д., пока не придут к началу секции 1. Якорная катушка имеет форму волны.

Для выполнения обмотки необходимо знать её результирующий шаг У (рис. 5.11.б), первый У₁ и второй У₂, а также шаг по коллектору У_к. Указанные шаги выражают в числе пройденных секций, т. к. число коллекторных пластин равно числу секций. Число параллельных ветвей обмотки кратно двум и не зависит от числа полюсов.

Простая петлевая обмотка. Каждую секцию присоединяют к соседним коллекторным пластинам (рис. 5.12).

Рисунок 5.12. Общий вид петлевой обмотки (а) и схема соединения её секций (б)

Например:

Начало секции 1 присоединяют к коллекторной пластине КП1, а ее конец соединяют с соседней коллекторной пластиной КП2 и началом рядом лежащей секции 2. Далее конец секции 2 присоединяют к следующей коллекторной пластине и к началу соседней секции и т.д., пока обмотка не замкнётся, т. е. не придут к началу 1-й секции. Каждая последующая секция расположена рядом с предыдущей, а якорная катушка имеет форму петли. Число параллельных ветвей по всей обмотке 2а равно числу полюсов 2р. Чем больше число полюсов, тем больше параллельных ветвей имеет обмотка, и тем больше щёточных пальцев должно быть в машине.