Устройство и принцип действия машин постоянного тока
Машины постоянного тока широко используются в качестве источника постоянного тока, либо преобразователя электрической мощности в механическую. Первая машина работает в режиме генератора, вторая в режиме двигателя. Двигатели постоянного тока широко используются в регулируемом электроприводе.
Работа этих машин основана на двух законах:
1. Закон электромагнитной индукции
,где
- индукция,
- длина проводника,
- линейная скорость,
2. Закон электромагнитных сил:
,где
- сила воздействия на проводник
- ток в проводнике,
ЭДС, наводимая в проводнике, получается за счет того, что проводник пересекает магнитное поле со скоростью .
Поэтому в реальной машине должно быть две основные части:
первая часть – создает магнитный поток,
вторая часть – в которой индуктируется ЭДС.
Первая часть в машине постоянного тока неподвижна. К станине (1) крепятся шматованные полюса (2) на которых располагается обмотка возбуждения (3) (рис. 1).
Обмотка возбуждения создает магнитный поток при протекании по ней постоянного тока.
Вторая часть – якорь. Якорь вращается. Представляет собой цилиндр набранный из листов электротехнической стали (4).В наружной части якоря расположены пазы, где укладываются секции обмотки (5). Каждая секция соединяется с пластинами коллектора (6). Коллектор служит для выпрямления переменной ЭДС в постоянную величину (режим генератора). Эта ЭДС снимается с помощью щеток (7), рис. 2.
Рассмотрим принцип выпрямления:
(рис. 3). Виток (8) подсоединен к двум
кольцам и вращается в магнитном поле. При вращении витка в проводниках (1,2) будет наводиться переменная ЭДС (под северным полюсом одно направление, а под южным другое).Снятое со щеток напряжение будет иметь синусоидальный характер (рис. 3).
Если кольцо разрезать пополам и подсоединить к ним проводники (1,2) то это уже будет элементарный коллектор – выпрямитель, (рис. 4).Независимо от того,
какое полукольцо с проводником (1) или (2) подойдет к нижней щетке, направление ЭДС, снимаемое нижней щеткой, будет одним и тем же. Для внешней цепи плюс будет на нижней щетке, а минус на верхней. При одном витке выпрямленная ЭДС будет иметь большую пульсацию. При увеличении числа витков (коллекторных пластин) пульсация резко уменьшается, (рис. 5).
Пульсация ЭДС характеризуется величиной – .
и зависит от числа коллекторных пластин на полюс. При одном витке (одной коллекторной пластине на полюс) пульсация составляет .
,
При одном витке , , т. е. с увеличением числа коллекторных пластин на полюс пульсация ЭДС резко снижается :
если , то на (рис. 5) видно, что при двух витках ( )
, то пульсация ЭДС резко снижается.
, то
Из всего сказанного следует, что коллектор является той частью машины, которая преобразует машину переменного тока в машину постоянного тока.
рис. 5
Дата добавления: 2019-07-26; просмотров: 267;