Электрические машины постоянного тока

1. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ ГАПОУ РБ «Бурятский республиканский многопрофильный техникум инновационных

технологий»
ДОМАШНЯЯ РАБОТА ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ.
ТЕМА: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
ПОСТОЯННОГО ТОКА.
Выполнил: Попов Денис
Студент группы: ТЭПСЖД-16
Преподаватель: Геннинг О.А.

2.

Электрические машины
постоянного тока
Двигатель
Генератор
Электрические машины постоянного тока предназначены для
преобразования электрической энергии как в механическую, так и обратно.
В этом проявляется принцип обратимости электрических машин: если на
зажимы подать напряжение от постороннего источника тока, то машина
работает как двигатель; если же ее якорь привести во вращение от
постороннего механического первичного двигателя, то с зажимов машины
снимается напряжение, т. е. она работает как генератор. Поэтому в первом
случае они называются двигателем, а во втором - генератором. По своей
конструкции генератор постоянного тока ничем не отличается от двигателя.

3.

Преимущества постоянного тока
Двигатель постоянного тока
Генератор постоянного тока
- лучшие механические характеристики
- жесткая внешняя характеристика
- лучшие регулировочные свойства
- хорошие регулировочные свойства
- высокая перегрузочная способность
Общие недостатки машин постоянного тока
-сложность конструкции
-невозможность работы в агрессивных средах
-необходимость частых ревизий
-меньший срок службы
-наличие радиопомех

4. Устройство машин постоянного тока

Состоит из неподвижной части – статора, который служит для
возбуждения главного магнитного поля машины, и вращающейся
части – якоря (ротор).
Статор состоит из станины (литая сталь), на которой крепятся
главные полюсы (для возбуждения основного магнитного потока)
и дополнительные полюсы (для хорошей коммутации )
Главный полюс состоит из сердечника, (шихтованный, укреплен
болтами на станине) и обмотки возбуждения.
Сердечник снабжается полюсным наконечником (для создания
требуемого распределения магнитного потока).
Обмотка возбуждения питается либо от источника постоянного
тока, либо от зажимов якорной обмотки.
Якорь состоит из зубчатого сердечника, набранного из листовой
стали, в пазы которого уложена обмотка якоря и коллектора,
насаженного на вал якоря.
Коллектор – полый цилиндр, собранный из изолированных друг от
друга клинообразных медных пластин.

5. Принцип работы ДПТ

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, которую
называют силой Ампера. , из-за наличия силы Ампера вращающий момент,
действующий на рамку, пропорционален силе тока в рамке, ее размерам, индукции
магнитного поля, в котором она вращается, и зависит от угла поворота рамки.
Это свойство рамки используют в электродвигателях, преобразующих энергию
электрического тока в механическую. В технических машинах постоянного тока
рамки укладывают в пазах цилиндра, набранного из пластин листовой стали,
называемого якорем 3 машины. Начала и концы рамок припаивают к изолированным
друг от друга пластинам разрезанного на части широкого медного кольца,
названного коллектором . Коллектор укрепляют на общей оси с якорем. С помощью
угольных стержней - "щеток", которые касаются коллекторных пластин, концы
рамок соединяются с внешней цепью. Магнитное поле, в котором вращается якорь,
создается током, протекающим по обмотке возбуждения индуктора, состоящего из
сердечника и обмотки возбуждения 5. Индуктор закреплен на станине машины .

6. Принцип работы генератора

В рамке, вращающейся в постоянном магнитном поле,
возбуждается переменный ток; следовательно, переменный ток
возбуждается и в обмотке якоря. Его преобразуют в постоянный ток
с помощью коллектора. Принципиальная схема этого процесса
показана на рисунке. Как видно, при повороте рамки на 180° э. д. с.
индукции внутри рамки изменит знак. Но при этом и полукольца
повернутся на 180°, вследствие чего полярность щеток не
изменится. В цепи возникает пульсирующий ток одного
направления i(t). Если на якоре разместить еще одну обмотку, как
показано на рисунке пунктиром, то пульсации напряжения во
внешней цепи сгладятся и ток будет почти постоянным. В реальном
генераторе обмотка якоря содержит несколько десятков витков,
присоединенных по определенной схеме к многопластинчатому
коллектору, состоящему из такого же числа пластин. В этом случае
пульсации тока совершенно ничтожны и во внешней цепи течет
постоянный ток.

7.

Различают следующие виды машин постоянного тока:
По наличию
коммутации
По типу
переключателей
тока:
По мощности:
В зависимости от
частоты вращения:
С коммутацией
(обычные).
С коллекторными переключателями т
ока (с щеточноколлекторным переключателем).
Микромашины
до 500вт.
Тихоходные
до 300 об./Мин.;
Без коммутации
(униполярный генерато
р и униполярный
электродвигатель).
С бес коллекторными
переключателями тока (с электронны
м переключателем (вентильный элек
тродвигатель)).
Малой мощности
0,5-10 квт.
Средней
Быстроходности
300—1500 об./Мин.
Средней мощности
10-200 квт.
Быстроходные
1500-6000 об./Мин.
Большой мощности
более 200 квт.
Сверхбыстроходные
более 6000 об./Мин.
По
расположению
вала:
Горизонтальные
Вертикальные.

8. Области применения машин постоянного тока

Двигатели постоянного тока, в отличие от двигателей переменного тока, обладают хорошими
регулировочными свойствами и могут иметь механические характеристики n = f(Mвн),
удовлетворяющие требованиям большинства рабочих механизмов. Поэтому двигатели
постоянного тока широко используются на транспорте (магистральные электровозы,
тепловозы, пригородные электропоезда, метрополитен, трамваи, троллейбусы), в станках,
прокатных станах, кранах, судовых установках. В подавляющем большинстве автомобилей,
тракторов, самолетов и других летательных аппаратов двигатели постоянного тока приводят во
вращение все вспомогательное оборудование.
Постоянный ток для питания двигателей получают либо с помощью полупроводниковых
выпрямительных установок, преобразующих переменный ток в постоянный, либо с помощью
генераторов постоянного тока. Генераторы постоянного тока используют также в
технологических процессах для питания электролизных и гальванических установок. Широкое
распространение получили генераторы постоянного тока специального назначения (сварочные
генераторы, генераторы для освещения поездов, электромашинные усилители постоянного
тока, возбудители синхронных машин).

9.

Недостатком машин постоянного тока является их относительно высокая стоимость, а
также наличие скользящего контакта между щетками и коллектором. В последние годы в
связи с развитием полупроводниковой техники ведутся работы по замене механического
коллектора полупроводниковым преобразователем. Однако, несмотря на большие усилия,
направленные на создание полупроводниковых преобразователей частоты,
электроприводы с такими преобразователями оказываются в 1,5 — 2,5 раза тяжелее и
дороже электроприводов с двигателями постоянного тока. Поэтому выпуск машин
постоянного тока не сокращается, и они находят все новые области применения.

10. Список источников информации

Инженерный центр “ПРОФЭНЕРГИЯ”
http://energiatrend.ru/news/ustroistvo-i-princip-deystviya-mashinpostoyannogo-toka
Корпоративный сайт ( томский политехнический университет)
http://portal.tpu.ru:7777/SHARED/l/LENAOLYA/job/metodmat/Tab2/mp
t1.pdf
Мтомд.ИНФО - http://www.mtomd.info/archives/2708