2. Принцип действия.

К щеткам коллектора подводится постоянное напряжение U, под действием которого, через щетки, пластины коллектора и виток потечет  ток i. По закону электромагнитной силы (закон Ампера) взаимодействие тока и магнитного поля В создает силу f, которая направлена перпендикулярно i. Направление силы f определяется правилом левой руки (рис. 1.5): на верхний проводник сила действует вправо, на нижний – влево. Эта пара сил создает вращающий момент Мвр, поворачивающий виток по часовой стрелке. При переходе верхнего проводника в зону южного полюса, а нижнего – в зону северного полюса концы проводников и соединенные с ними коллекторные пластины вступают в контакт со щетками другой полярности.

Рис.1.5

Направление тока в проводниках витка изменяется на проти­воположное, а направление сил f,момента Мвр и тока во внешней цепи не изменяется. Виток непрерывно будет вращаться в магнитном поле и может приводить во вращение вал рабочего механизма (РМ).

Таким образом, коллектор в режиме двигателя не только обеспечивает контакт внешней цепи с витком, но и выполняет функцию механического инвертора, т.е. преобразует постоянный ток во внешней цепи в переменный ток в витке.

Рассмотрение принципа действия показывает, что машина постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, т. е. обладает свойством обратимости.

3. Электрическая схема

4. Выбор главных размеров

Главными размерами в МПТ являются внешний диаметр якоря D и рассчетная длина якоря l_δ. От главных размеров при заданном числе полюсов зависят все остальные размеры. От этих размеров и их соотношения зависят масса двигателя, его стоимость, а также технико-экономические показатели, надежность. Главные размеры зависят от мощности двигателя, его частоты вращения и величины электромагнитных нагрузок.

Использование магнитной системы машины в основном определяется в основном значением магнитной индукции в зазоре В_δ, А использование обмоточной меди – значением линейной нагрузки А.

Алгоритм расчета главных размеров: по мощности выбирают высоту оси вращения h, в зависимости от которой по таблице выбирается D. Далее выбираем электромагнитные нагрузки В_δ, А, после чего рассчитываем длину воздушного зазора l_δ по формуле:

5. Коэффициент соразмерности машины λ=D/l_δ

После определения главных размеров вычисляют коэф.соразмерности. Он должен находиться в допустимых пределах, если он не входит в допустимую область, можно регулировать его значение, изменяя электромагнитные нагрузки. Но если это не поможет, придется задаться новой высотой оси вращения.

6. Типы обмоток мпт

2 осн. типа: петлевая, волновая.

Петлевая обмотка

Т ребует уравнительных соединений 1го рода. Из-за ЭДС в || ветвях возникают уравнительные токи, которые замыкаются через щеточный контакт (ухудшается коммутация), поэтому точки теоретически равного потенциала замыкают проводниками.

При 2р > 2 имеет большее число || ветвей, чем волновая, а сл-но большуую трудоемкость, больше провода

Волновая

При четном р, чтобы У_к было целым числом, необходимо, чтобы U_п и z были нечетными.

В олновая обмотка проще в изготовлдении и не требует уравнительных соединений, но она может работать только при токах, не превышающих 250-300 А, иначе ухудшается коммутация (сильное искрение).