Глава 1 Двигатели постоянного тока
Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами : высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно знать при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавкого регулирования частоты вращения.
Электродвигатели постоянного тока используют для регулируемых. В связи автоматизацией управления производственными процессами и механизмами расширяется область применения маломощных двигателей постоянного тока общего применения мощностью от единиц до сотен ватт. В зависимости от схемы питания, обмотки возбуждения машины постоянного тока разделяются на несколько типов( с независимым параллельным, последовательным и смешанным возбуждением).
1.1 Устройство и принцип действия двигателей постоянного тока
Устройство машин постоянного тока показано на рис.1. К стальному корпусу 1 статора машины прикреплены главные 2 и дополнительные 4 полюса. На главных полюсах расположена обмотка возбуждения 3, на дополнительных – обмотка дополнительных полюсов 5. Обмотка возбуждения создает магнитный поток Ф машины.
Рис.1 Машина постоянного тока
На валу 10 двигателя закреплен цилиндрический магнитопровод 6, в пазах которого расположена обмотка якоря 7. Секции обмотки якоря присоединены к коллектору 9. К нему же прижимаются пружинами неподвижные щетки 8. Закрепленный на валу двигателя коллектор состоит из ряда изолированных от него и друг от друга медных пластин. С помощью коллектора , и щеток осуществляется соединение обмотки якоря с внешней электрической цепью. У двигателей они служат для преобразования постоянного по направлению тока внешней цепи в изменяющийся по напрвлению ток в проводниках обмотки якоря. Дополнительные полюса с расположенной на них обмоткой уменьшают искрение между щетками и коллектором машины. Для уменьшенияя потерь мощности магнитопровод якоря выполнен из отдельных стальных листов.
Все обмотки изготовлены из изолированного провода. Кроме двигателей, имеющих два главных полюса, существуют машины постоянного тока с четырьмя и бόльшим количеством главных полюсов. При этом соответственно увеличивается количество дополнительных полюсов и комплектов щеток.
Если двигатель включен в сеть постоянного напряжения, то при взаимодействии магнитного поля, созданного обмоткой возбуждения, и тока в проводниках якоря возникает вращающий момент, действующий на якорь:
(1)
(2)
где КМ - коэффициент, зависящий от конструктивных параметров машины; Ф - магнитный поток одного полюса; IЯ - ток якоря.
Если момент двигателя при n = 0 превышает тормозящий момент, которым нагружен двигатель, то якорь начнет вращаться. При увеличении частоты вращения n возрастает индуцируемая в якоре ЭДС. Это приводит к уменьшению тока якоря:
(3)