Общие сведения об электрических двигателях

Особым конструкционным компонентом электрических машин постоянного тока является коллектор. В основном коллектор изготавливают виде цилиндра, который собран из пластин из твердой меди. Между пластинами размещены изоляционные прокладки из миканита. Над коллектором устанавливают щетки, которые размещаются в щеткодержателях, укрепленных на подшипниковом щите с помощью траверсы. Щетки прижимаются к коллектору с помощью пружин, прижим которых можно регулировать.

Рис.4 Устройство электрического двигателя постоянного тока:

1 – щеткодержатель

2 – щетки

3 – коллектор

4 – якорь

5 – станина

6 – обмотка якоря

7 – сердечник дополнительного полюса

8, 9 – катушка и сердечник главного полюса

· Принцип действия электрического двигателя постоянного тока

Если обмотку возбуждения подключить к источнику электрической энергии, то по обмотке возбуждения будет протекать электрический ток. Под действием этого тока будет образовываться основное магнитное поле электрической машины. С помощью основных полюсов, в частности наконечников этих полюсов, формируется равномерное распределение индукции по дуге цилиндрической поверхности ротора. Обмотка возбуждения вместе с магнитопроводами статора и ротора называется индуктором, т.е. той частью машины, которая образует основное магнитное поле.

В результате взаимодействия магнитного поля обмоток якоря и магнитного поля полюсов создается вращающий момент и якорь машины приходит во вращение. Т.о. электрическая энергия преобразовывается в механическую энергию. Момент развиваемый электрическим двигателем вычисляется по формуле:

M=k

F

I

где, M

развиваемый момент электрическим двигателем

F магнитный поток эл.дв., Вб.

I ток обмотки якоря, А

k

конструктивная постоянная машины

При вращении якоря в проводниках его обмотки индуцируется ЭДС, направление которой противоположно направлению тока, поэтому её называют противо-ЭДС или обратной ЭДС. Эта ЭДС играет роль регулятора потребляемой мощности, т.е. изменение потребляемого тока происходит вследствие изменения противо-ЭДС. Приложенное напряжение уравновешивается противо-ЭДС, падением напряжения в обмотке якоря и щеточных контактах. Следовательно:

U=E+IR

я

Ток в обмотке якоря и частота его вращения определяются по формулам:

I= (U-E)/R

я

и,

n= (U-IR

я

)/ (с

F

) где

, с

постоянная, определяется конструкцией машины.

Условием установившегося режима двигателя является равенство вращающего и тормозного момента. Если вращающий момент, развиваемый двигателем М

э

, уравновешен тормозным моментом М

т,

то частота вращения якоря остается постоянной. При нарушении равновесия моментов появляется дополнительный момент, создающий положительное или отрицательное ускорение вращения якоря. Если увеличить нагрузку (тормозной момент на валу двигателя М

Другие статьи по теме

Энергосбережение материального склада при помощи ветроэнергетической установки с вертикальным валом
Существование человека немыслимо без потребления энергии. Уровень развития промышленности, транспорта, сельского хозяйства и быта человека в значительной степени определяются запасами и использованием энергоресурсов. Вся и ...

Расчет конденсационной турбины мощностью 165МВт на основе турбины-прототипа К-160-130-2 ХТГЗ
Паровая конденсационная турбина К-160-130 номинальной мощностью 160 МВт и частотой вращения ротора 50 с-1 предназ­начается для непосредственного привода гене­ратора переменного тока. Турбина и генера­тор устанавливаются на железоб ...