Машины постоянного тока и их классификация.

Классификация электрических машин.

Постоянного тока:

· генераторы;

· двигатели.

Машины постоянного тока (МПТ) являются обратимыми, т.е. они могут работать в качестве генератора (ГПТ) или двигателя (ДПТ) без изменения схемы.

Недостаток МПТ:

· наличие щёточно-коллекторного узла, который требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надежность машин. Кроме того, для питания ДПТ требуются источники постоянного тока (ГПТ или выпрямители).

Основными частями МПТ являются статор (индуктор) и якорь, отделённые друг от друга воздушным зазором (0,3…0,5 мм).

Статор (индуктор) – это стальной цилиндр, внутри которого крепятся главные полюса с полюсными наконечниками, образуя вместе с корпусом магнитопровод машины. Полюсные наконечники служат для равномерного распределения магнитной индукции в зазоре между полюсами статора-индуктора и якоря. На главных полюсах расположены последовательно соединенные катушки обмотки возбуждения, предназначенные для создания неподвижного магнитного потока Ф_в машины.

Концы обмотки возбуждения выводят на клеммный щиток, расположенный на корпусе машины. Помимо основных полюсов внутри статора располагают дополнительные полюса с обмотками, которые служат для уменьшения искрения в скользящих контактах (между щётками и коллектором).

Якорь (подвижная часть машины) – это цилиндр, набранный из листов электротехнической стали, снаружи которого имеются пазы, в которые уложена якорная обмотка. Отводы обмотки якоря припаивают к пластинам коллектора, расположенного на вращающемся в подшипниках валу.

Коллектор представляет собой цилиндр, набранный из медных пластин, изолированных друг от друга и отвала. Коллектор играет роль механического выпрямителя переменной ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря. К коллектору с помощью пружин прижимаются неподвижные медно-графитовые щётки, соединенные с клеммами щитка. Образовавшиеся скользящие контакты дают возможность соединить вращающуюся обмотку якоря с внешней электрической цепью (снять выпрямленное напряжение с коллектора (генераторный режим) или соединить якорную обмотку с источником постоянного напряжения и распределить токи в стержнях обмотки якоря таким образом, чтобы их направления под разноимёнными полюсами были бы противоположными (двигательный режим)). Суммарное сопротивление цепи якоря R_я = 0,5…5 Ом.

Устройство индуктора:

· главный полюс;

· добавочный полюс;

· станина;

· сердечник полюса;

· болт крепления;

· обмотка возбуждения;

· полюсный наконечник.

Назначение индуктора – создания магнитного поля МПТ.

Катушки всех полюсов соединяются последовательно образуя обмотку возбуждения. Полюсный наконечник обеспечивает равномерное распределение магнитного потока под полюсом. Добавочные полюсы – только в машинах большой мощности.

Коллектор – цилиндр, собранный из отдельных пластин твердотянутой меди, изолированных от корпуса и друг друга миканитом. Поверхность коллектора должна быть ровной и гладкой. Нижняя часть пластин имеет форму «Ласточкин хвост» для крепления.

Щёточный механизм:

· нажимные пластины;

· пружина;

· щетка;

· обойма;

· зажим;

· гибкий тросик.

Устройство МПТ:

· вал;

· передний подшипник щит;

· коллектор;

· щеткодержатель;

· сердечник якоря с обмоткой;

· сердечник полюса;

· обмотка возбуждения;

· станина;

· задний подшипник щит;

· вентилятор;

· лапы;

· подшипник.

Устройство коллектора:

· стальные шайбы;

· стяжной винт;

· миканитовая изоляция;

· верхняя часть пластины «петушок»;

· коллекторные пластины.

Классификация МПТ.

По наличию коммутации:

· с коммутацией (обычные);

· без коммутации (униполярный генератор и униполярный электродвигатель).

По типу переключателей тока:

· с коллекторными переключателями тока (с щёточно-коллекторным переключателем);

· с бесколлекторными переключателями тока (с электронным переключателем (вентильный электродвигатель)).

По мощности:

· микромашины – до 500 Вт;

· малой мощности – 0,5 – 10 кВт;

· средней мощности – 10 – 200 кВт;

· большой мощности – более 200 кВт.

В зависимости от частоты вращения:

· тихоходные – до 300 об./мин.;

· средней быстроходности – 300 – 1500 об./мин.;

· быстроходные – 1500 – 6000 об./мин.;

· сверхбыстроходные – более 6000 об./мин.

По расположению вала:

· горизонтальные;

· вертикальные.