Untitled document
- Принцип дії
і
пристрій генератора
постійного струму - обмотки якорів
і
еРС машини
постійного струму - Магнітне поле
машини
постійного струму
при навантаженні - Способи збудження генераторів.
Характеристики
генераторів
постійного струму - Пуск, характеристики, регулювання
частоти обертання
двигунів постійного струму.
Втрати і ккд машин постійного струму
Принцип дії і пристрій генератора постійного струму
Найпростішим генератором є виток, що обертається в магнітному полі полюсів N і S (див. З). В такому витку индуктируется змінна в часі ЕРС.
Тому при з'єднанні решт витка з контактними кільцями, що обертаються разом з витком, в навантаженні через нерухомі щітки протікає змінний струм, т. Е. Така машина є генератором змінного струму.
Для перетворення змінного струму в постійний застосовують колектор, принцип дії якого полягає в наступному. Кінці витка 1 (з) приєднані до двох мідним півкільцями (сегментам), званим колекторними пластинами.
Пластини жорстко укріплені на валу машини і ізольовані як один від одного, так і від вала. На пластинах поміщені нерухомі щітки 2 і 3. електрично з'єднані з приймачем енергії.
При обертанні витка колекторні пластини також обертаються, разом з валом машини і кожна з нерухомих щіток 2 і 3 стикається то з одного, то з іншого пластиною.
Щітки на колекторі, встановлені так, щоб вони переходили з однієї пластини на іншу в той момент, коли ЕРС, індукована в витку, дорівнювала нулю.
В цьому випадку при обертанні якоря в витку индуктируется змінна ЕРС, що змінюється синусоидально при рівномірному розподілі магнітного поля, але кожна з щіток стикається з тією колекторної пластиною і відповідно з тим з провідників, який в даний момент знаходиться під полюсом певної полярності.
Отже, ЕРС на щітках 2 і 3 знака не змінює, і струм по зовнішньому ділянці замкнутому електричному ланцюзі проходить в одному напрямку від щітки 2 через опір R до щітки 3. Однак незважаючи на незмінність напрямку ЕРС у зовнішній ланцюга величина її змінюється в часі, т . е. отримана не постійна, а пульсуюча еРС. Струм у зовнішньому ланцюзі буде також пульсуючим.
Якщо помістити на якорі два витка під кутом 90 ° один до іншого і кінці цих витків з'єднати з чотирма колекторними пластинами, то пульсація ЕРС і струму в зовнішньому ланцюзі значно зменшиться. При збільшенні числа колекторних пластин пульсація швидко зменшується і при великому числі колекторних пластин ЕРС і струм практично постійні.
На день, б показаний загальний вигляд машини постійного струму. Нерухома частина є індукує, т. Е. Що створює магнітне поле, а обертається частина - индуктируемой (якорем).
Нерухома частина машини (з, а) складається з головних полюсів 1. додаткових полюсів 2 і станини 3. Головний полюс є електромагніт, що створює магнітний потік.
Він складається з сердечника 4. обмотки збудження 6 і полюсного наконечника 7. Полюси кріпляться на станині 3 за допомогою болта 5.
Сердечник полюса відливається зі сталі і має поперечний переріз овальної форми. На сердечнику полюса поміщена котушка обмотки збудження, намотана з ізольованого мідного дроту. Котушки всіх полюсів з'єднуються послідовно, утворюючи обмотку збудження.
Струм, що проходить по обмотці збудження, створює магнітний потік. Полюсний наконечник утримує обмотку збудження на полюсі і забезпечує рівномірний розподіл магнітного поля під полюсом.
Полюсного наконечника надають таку форму, при якій повітряний зазор між полюсами і якорем однаковий по всій довжині полюсной дуги.
Додаткові полюси мають також сердечник і обмотку. Додаткові полюси розташовані між головними полюсами, і число їх може бути або рівним числу головних полюсів, або вдвічі меншим. Додаткові полюси встановлюють у машинах великих потужностей; вони служать для усунення іскріння під щітками.
В машинах малих потужностей додаткових полюсів зазвичай немає.
Станину відливають зі сталі; вона є кістяком машини. На станині зміцнюють головні і додаткові полюси, а також на торцевих сторонах її - бічні щити з підшипниками, які утримують вал машини.
Якір машини постійного струму:
а) - загальний вигляд, б) - щітка і щіткотримач;
1 - сердечник, 2 - обмотка, 3 - колектор, 4 - щітка, 5 - пружина
Обертається машини (якір) (з, а) складається з сердечника 1. обмотки 2 і колектора 3. Сердечник якоря являє собою циліндр, зібраний з листів електротехнічної сталі. Листи ізолюються одна від одної лаком або папером для зменшення втрат на вихрові струми. Сталеві листи штампують на верстатах за шаблоном; вони мають пази, в яких укладаються провідники обмотки якоря.
У тілі якоря роблять повітряні канали для охолодження обмотки і його сердечника. Обмотка ретельно ізолюється від сердечника і закріплюється в пазах дерев'яними клинами.
Лобові з'єднання зміцнюються сталевими бандажами. Всі секції обмотки, поміщені на якорі, включаються між собою послідовно, утворюючи замкнуту ланцюг, і приєднуються до колекторним пластин.
Колектор являє собою циліндр, що складається з окремих пластин. Колекторні пластини виготовляють з твердотянутой міді і ізолюють між собою і від корпусу прокладками з міканіти. Для кріплення на втулці колекторним пластин надають форму «хвоста», який затискається між виступом на втулці і шайбою, що мають форму, відповідну формі пластини. Шайба кріпиться до втулки болтами.
Колектор є найбільш складною в конструктивному відношенні і найбільш відповідальною в роботі частиною машини. Поверхня колектора повинна бути строго циліндричної щоб уникнути биття і іскріння щіток.
Для з'єднання обмотки якоря з зовнішньої ланцюгом на колекторі поміщають нерухомі щітки, які можуть бути графітними, вугільно-графітними або бронзи-графітними. В машинах високої напруги застосовують графітні щітки, що мають велике перехідний опір між щіткою і колектором, в машинах низької напруги - бронза-графітні щітки.
Щітки поміщають в особливих щеткодержателях (з, б). Щітка 4. вміщена в обоймі щіткотримачів, притискається пружиною 5 до колектора.
На щеткодержателе може перебувати кілька щіток, вкл паралельно.
Щіткотримачі поміщаються на щіткових болтах-пальцях, які, в свою чергу, закріплені на траверсі.
Щіткові пальці ізолюються від траверси ізоляційними шайбами і втулками. Число щіткотримачів звичайно дорівнює числу полюсів.
Траверса встановлюється на підшипниковому щиті в машинах малої і середньої потужності або прикріплюється до станини в великої потужності. Траверсу можна повертати і цим змінювати положення щіток щодо полюсів.
Зазвичай траверса знаходиться в такому положенні, при якому розташування щіток в просторі збігається з розташований головних полюсів.