Електродвигуни і генератори
Принцип роботи електричних машин заснований на використанні закону електромагнітної індукції і закону взаємодії провідника зі струмом і магнітного поля.
Відповідно до закону електромагнітної індукції при переміщенні провідника між полюсами магніту в ньому виникає електрорушійна сила (ЕРС) (рис. 10.1). Якщо провідник замкнути, то під дією ЕРС в ньому з'явиться струм. На цьому законі заснована робота генератора, який здійснює перетворення механічної енергії в електричну.
Мал. 10.1. Принципова схема генератора
Мал. 10.2. Принципова схема електродвигуна.
Якщо в магнітне поле помістити провідник зі струмом у вигляді замкнутої рамки (рис. 10.2), то під дією сил, прикладених до сторін рамки, вона прийде в обертання. Таким чином, провідник зі струмом в магнітному полі можна розглядати як елементарний електричний двигун.
У більшості електричних машин магнітне поле створюється не постійним .магнітом, а електричним струмом, що протікає по спеціальним котушок машини. Ці котушки називають обмотками збудження.
Електрична схема електричних машин складається з нерухомих і рухомих обмоток.
Електричні машини є машинами обертальної дії. Основними частинами їх є: нерухомий статор і обертовий ротор, розділені зазором (рис. 10.3).
Статор і ротор мають сталеві сердечники. Сердечник набраний з ізольованих один від одного листів електротехнічної сталі. На внутрішній стороні сердечника статора і на зовнішній стороні сердечника ротора є паралельні поздовжні пази, в які вкладаються обмотки. Ротор закріплюється на валу, який обертається в підшипниках. Підшипники вбудовані в торцеві кришки, які болтами кріпляться до станини. На валу ротора встановлюється також вентилятор, службовець для охолодження обмоток і сердечників.
Станина має лапи для кріплення машини до фундаменту або спеціальний фланець з отворами під кріплення.
Мал. 10.3. Конструктивна схема електричних машин.
Асинхронні двигуни. Асинхронні двигуни складаються з двох основних частин: статора і ротора. На статорі розташовується трифазна обмотка (у трифазних двигунів). Кінці обмоток приєднують до мережі живлення. Обмотка має шість вивідних кінців з металевими бирками, розташованих в коробці і мають позначення почав трифазної обмотки С1, С2, СЗ і кінців С4, С5, Сб. Ротор також має обмотку. Залежно від типу обмотки асинхронні електродвигуни бувають з короткозамкнутим і з фазним ротором.
У короткозамкненим роторі обмотка являє собою циліндричну клітку, утворену окремими стрижнями, укладеними в пази ротора і з'єднаними з торцевих сторін кільцями ( «біляче колесо»).
Обмотка фазного ротора виконана ізольованим проводом і покладена в пази ротора. Як і обмотка статора, вона складається з трьох (або групи) котушок. Почала котушок з'єднані в зірку, а кінці підведені до контактних кілець на валу ротора. По кільцях ковзають щітки, закріплені в нерухомих щеткодержателях. Щітки з'єднують обмотку ротора з реостатом, що знаходяться поза двигуном і службовцям для зменшення пускових струмів або регулювання швидкості обертання.
Електродвигуни з короткозамкненим ротором застосовують в електроприводі, що не вимагає регулювання швидкості. Основним недоліком їх є велика сила струму в момент пуску двигуна, що перевищує в 5 ... 7 разів струм при сталих оборотах.
Двигуни з фазним ротором дозволяють регулювати швидкість обертання. Крім того, включення в ланцюг ротора пускорегулірующе- го реостата дозволяє зменшити силу пускового струму і збільшити пусковий момент.
Кожен двигун забезпечується паспортом - металевою табличкою, що закріплюється на корпусі двигуна, на якій вказується завод-виробник, марка двигуна і основна характеру стіки двигуна.
Якщо в паспорті вказано напругу 220/380 В, то електродвигун можна включати в мережу напругою 220 і 380 В.
При напрузі 220 В обмотки статора з'єднують трикутником (рис. 10.4, а) -початок першої обмотки С1 з'єднують з кінцем третього С6, початок другої С2 з кінцем першої С4, а кінець другої С5 з початком третьої СЗ. Сполучені кінці підводять до трьох фаз мережі.
Мал. 10.4. Схеми з'єднання обмоток статора трифазного двигуна.
При напрузі 380 В обмотки з'єднують зіркою (рис. 10.4, б, в) - все початку або всі кінці обмоток з'єднують разом, а вільні кінці включають в трифазну мережу.
Двигуни постійного струму застосовують в тих випадках, коли потрібно плавна і глибока регулювання швидкості обертання.
Двигун постійного струму (рис. 10.5) складається з нерухомої станини, що обертається якоря з колектором і щіток з щіткотримачами. Усередині станини зміцнюють головні полюси з обмотками збудження, які створюють магнітний потік. Стрижні обмотки якоря з'єднані за певною схемою з пластинами колектора. Щітки, що ковзають по пластин колектора, з'єднують обмотку якоря з зовнішньою мережею. Із зовнішнього мережею з'єднується також обмотка збудження;
Для зменшення іскріння на колекторі на станині встановлені додаткові полюси.
Регулювання частоти обертання ротора досягається зміною сили струму обмотки збудження. Обмотки збудження двигунів постійного струму живляться постійним струмом. Розрізняють двигуни з незалежним збудженням і з самозбудженням. У двигунах з незалежним збудженням обмотка збудження живиться від стороннього джерела. В машинах ж з самозбудженням вона харчується від якірної обмотки цього ж двигуна. Порушення при цьому може здійснюватися при паралельному, послідовному або змішаному з'єднаннях, коли одна обмотка збудження з'єднана з якірної паралельно, а інша - послідовно. Відповідно до цього електродвигуни називаються шунтові, серієсний і ком- паундние.
Всі електричні машини характеризуються оборотністю, т. Е. Можливістю працювати як в якості електродвигуна, так і в якості генератора.
Мал. 10.5. Електродвигун постійного струму:
1 - колектор; 2 - щіткотримач; 3 - якір; 4 - головний полюс; 5 - обмотка збудження; 6 - станина; 7 - підшипниковий щит; 8 - вентилятор; 9 - обмотка якоря.
Генератор влаштований принципово так само, як і електродвигун. На відміну від нього в генераторі примусово обертається ротор (якір). За допомогою генератора механічна енергія обертового якоря перетворюється в електричну. Подібно електродвигунів, генератори бувають змінного і постійного струму. Генератори постійного струму бувають шунтові, серієсний і компаундні.
До атегорія: - Будівельна техніка та обладнання 4