Машины постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Машины постоянного тока

Область применения. Достоинства и недостатки.

МПТ обратимы, то есть одна и та же конструкция может работать и генератором и двигателем в зависимости от начальных данных.

Область применения ДПТ

Из-за большого пускового момента и возможности плавного регулирования частота вращения в широких пределах, определяется электрическим способом.

Применение ДПТ

1. ДПТ применяется в качестве транспортного двигателя

2. В приводе тяжёлых станков.

3. В регулируемом по частоте электропривода.

4. В качестве исполнительного двигателя в системах автоматического управления

Применение ГПТ.

1. В качестве источника электроснабжения в независимо движущихся объектах.

2. В качестве источников питания при точной электросварки.

3. Для питания электрометрических волн при нанесении защитных покрытий на детали.

4. При измерении угловых скоростей в тахогенероторах.

Устройство МПТ.

МПТ состоит из трёх частей:

1. Статора - неподвижная часть

2. Якорь - вращающаяся часть

Счёточно-коллекторное устройство

Рис. 10.2

На рис. 10.1 представлена схема машины постоянного тока, а на рис. 10.2 она изображена в осевом направлении.

Устройство статора

Литая станина (10.3), на которой укреплены полюса, они снабжены полюсными наконечниками для возможного полного обхвата окружности якоря.

На полюсах выполнена обмотка возбуждения, катушки которой соединены последовательно. В результате при протекании тока возбуждения полюса превращаются в электромагниты с генерирующейся полярностью.

Устройство якоря

Якорь - специфичное название только для МПТ, включает в себя ротор и соосный с ним коллектор. (рисунок 10.4 а, б)

В роторе выполнены симметричные пары, в которые уложены проводники обмотки якоря.

Коллектор имеет врезанные в поверхность медные пластинки, изолированные друг от друга прокладками из слюды. Количество пластин коллектора и пазов ротора одинаково. Каждый проводник ротора припаян к своей пластинке коллектора.

Счётно коллекторное устройство

Включает в себя угольные щетки, прижатые к пластинкам коллектора пружинами. От щёток выполнен токосъем в клемную коробку двигателя. Щётки неподвижны в процессе работы и скользят по пластинкам вращающегося коллектора.(рис. 10.4. в, г)

Рис. 10.4

Принцип действия

В режиме генератора (ГПТ)

От источника постоянного напряжения UB по ОВ протекает IB, в результате создаётся магнитный поток Ф, соответствующий выражению . Ротор генератора вращается первичным двигателем по часовой стрелке с частотой n. В результате при вращении якоря его проводники пересекают постоянное магнитное поле. Отчего изменяется потокосцепление обмотки якоря. Возникает закон Фарадея: переменное потокосцепление наводит в проводниках якоря ЭДС. EЯ=СЕnФ

правило правой руки

правило левой руки

Определяем направление ЭДС по правилу правой руки.

Если замкнуть внешнюю цепь генератора на нагрузку, то под дейтсвием ЭДС потечёт ток Iн внутри генератора.

На проводник с током в магнитном поле действует электромеханическая сила, которая М=СмIяФ, на основании закона Ампера. А направление определяется по правилу левой руки.

В основе принципа действия лежат 2 закона:

1 Закон Фарадея: переменный магнитный поток наводит в проводниках якоря ЭДС (на зажимах генератора появляется напряжение)

2. Если цепь якоря генератора замкнута, то на проводник с током якоря в магнитном поле действует электромеханическая сила, создающая момент. Он по направлению противодействующий относительно первичного момента турбины, приводящее якорь во вращение.

Режим двигателя

ЭДС, которое наводится в проводниках вращающегося якоря направлена против тока якоря и получила название противо ЭДС.

Основные недостатки МПТ:

1. Наличие щёток и коллектора увеличивает габариты машины, её вес и материалоёмкость примерно в 1,5 раза по сравнению с машинами переменного тока, а значит увеличивается стоимость этой машины.

2. Щёточно-коллекторное устройство является ненадёжным узлом, так как при переходе щётки на соседнюю пластинку коллектора разрывается электрическая цепь якоря, так как магнитное поле, созданное током якоря не исчезает мгновенно, то устройство поддерживает ток якоря и гонит за уходящей щёткой искру. В результате происходит искровое разнашивание коллектора а значит снижение надёжности машины.

3. Питание более дорогое, так как необходимо преобразовывать переменное напряжение сети в постоянное напряжение питания машины с помощью блока постоянного питания, куда входит выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения.

Классификация МПТ по способу возбуждения.

Характеристики и параметры машины зависят от способа подключения обмотки возбуждения относительно обмотки якоря. В связи с этим МПТ делится на: постоянный ток магнитный

1. МПТ с независимым возбуждением (рисунок а)

2. МПТ с параллельным возбуждением (шунтовая МПТ) (рисунок б)

3. МПТ с последовательным возбуждением (сериесная МПТ) (рисунок в)

4. МПТ со смешанным возбуждением (компаундная МПТ) (рисунок г)

а) б) в) г)

Размещено на Allbest.ru