21. Классификация, назначение, устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока

Машиной постоянного тока в соответствии с общепринятой терминологией называют двухобмоточную электрическую машину, одна из обмоток которой (обмотка якоря) соединяется с электрической сетью постоянного тока с помощью механического преобразователя частоты, преобразующего переменный ток в якоре в постоянный ток в сети, а вторая (обмотка возбуждения) питается постоянным током.

Классификация:

1. С постоянными магнитами

2. С электромагнитным возбуждением:

   1. С независимым возбуждением;

   2. С параллельным возбуждением;

   3. С последовательным возбуждением;

   4. Со смешанным возбуждением.

Назначение. Электрическим машинам постоянного тока присущи многие полезные качества. Двигатели постоянного тока допускают плавное регулирование скорости вращения в широких пределах, создавая при этом большой пусковой момент. Поэтому эти двигатели незаменимы в качестве тяговых двигателей трамваев, троллейбусов, метро и электровозов. Двигатели постоянного тока также широко используются в промышленности.

Устройство и принцип действия.

Машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной – статора и вращающейся – ротора, называемого в машинах постоянного тока якорем. Эскиз машины постоянного тока показан на рис. 1.1. Статор состоит из станины 1, главных полюсов 2, дополнительных полюсов 3, подшипниковых щитов 4 и щеточной траверсы со щетками 6.

Станина имеет кольцевую форму и изготовляется из стального литья или стального листового проката. Она составляет основу всей машины и, кроме того, выполняет функцию магнитопровода.

Главные полюсы служат для создания постоянного во времени и неподвижного в пространстве магнитного поля. С этой целью по обмотке полюсов пропускается постоянный ток, называемый током возбуждения (в машинах малой мощности в качестве полюсов могут использоваться постоянные магниты).

Дополнительные полюсы устанавливаются между главными и служат для улучшения условий коммутации.

22. Схемы включения, характеристики и область применения генераторов постоянного тока

Классификация генераторов постоянного тока по способу возбуждения. Свойства и характеристики генераторов постоянного тока зависят главным образом от схемы включения обмотки главных полюсов. По этому признаку генераторы делятся на генераторы независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Последние три типа генераторов относятся к генераторам с самовозбуждением.

Основные величины и характеристики генератора. Основными величинами, характеризующими работу генераторов постоянного тока, являются: вырабатываемая мощность Р, напряжение на выводах U, ток возбуждения Iв, ток якоря Iя или ток нагрузки /, частота вращения п (обычно n = const).

Зависимость между этими величинами описывается двумя уравнениями:

а) уравнением ЭДС: E = Ce*Ф*n;

б) уравнением электрического состояния цепи якоря U = E – R_ЯI_Я

Основными характеристиками, определяющими свойства генераторов, являются:

Ø характеристика холостого хода (XXX) — зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной частоте вращения: E=f(IВ) при I = 0 и n = nном = const;

Ø внешняя характеристика — зависимость напряжения на выводах генератора от тока нагрузки при постоянном сопротивлении цепи возбуждения и постоянной частоте вращения: U=f(I) при RВ = const и n = const ;

Ø регулировочная характеристика — зависимость тока возбуждения IВ от тока нагрузки I: IВ = f(I) при условии поддержания постоянного напряжения на выводах генератора (U = const) и n = nном = const.