Устрій машини постійного струму

Електрична машина постійного струму – машина, в якій при сталому режимі її роботи електрична енергія, що бере участь в її енергоперетворюючому процесі, є енергією практично постійного струму.

Будь-яка електрична машина складається, як правило, з двох складових частин: нерухомої частини – статора, що розташовується зазвичай зовні, і обертається внутрішньої частини – ротора. Ротор сучасної машини постійного струму малої та середньої потужності складається з вала і насаджених на нього якоря, колектора і вентилятора для охолодження машини.

У тихохідних великих машинах постійного струму охолодження досягається незалежним вентилятором, у великих швидкохідних машинах постійного струму відкритого виконання достатнє охолодження досягається Струмінь повітря обертання якоря. При закритому виконанні машин застосовують зовнішню вентиляцію.

Чи не практиці термін ротор в застосуванні до машин постійного струму не використовується. Всю перераховану вище сукупність обертових деталей називають по імені головної з них якорем. Таким чином, на практиці термін якір має двояке значення: по-перше, сукупність обертових частин машини постійного струму, по-друге, власне якір.

Статор сучасної машини постійного струму складається з: ярма, головних, або основних, магнітних полюсів з намагнічуватися їх котушками з ізольованого або голого мідного дроту круглого або прямокутного перерізу і з додаткових, або комутаційних, магнітних полюсів з намагнічуватися їх котушками з ізольованого або з голого ( з ізоляційними прокладками) мідного дроту круглого або прямокутного перерізу.

Термін статор в застосуванні до машин постійного струму на практиці не використовується, замість нього користуються терміном магнітна система або індуктор. Термін ярмо також замінюють на практиці терміном машини постійного струму, так як в якості конструктивної частини машини ярмо виконує цю роль.

Електромашинний колектор, який є частиною, що обертається колекторного змінного електричного контакту, складається з струмопровідних мідних сегментообразние пластин, зібраних на валу в циліндр і ізольованих один від одного і від вала, на якому вони зміцнюються нерухомо. Кожна колекторна пластина з’єднується електрично нерівномірно розподіленими по обмотці точками. Нерухома частина колекторного контакту складається з таких же нерухомих електромашинних щіток. Число щіток береться за кількістю потрібних відгалужень від обмотки.

Особливості машин постійного струму

Будучи одноякірні електричної машиною, колекторна машина постійного струму може бути з паралельним, з послідовним, а також з послідовно-паралельним, або змішаним, збудженням.

У машині зі змішаним збудженням на індукторі є або основна індукторного обмотка, соединяемая паралельно з якірної обмоткою, і допоміжна збудлива обмотка, соединяемая послідовно з якірної обмоткою, або основна індукторного обмотка, соединяемая з якірної обмоткою послідовно, і допоміжна збудлива обмотка, з’єднана паралельно з якірної обмоткою.

Можливо також пристрій машини постійного струму з незалежним збудженням. Вона виходить якщо в ній індукторні, збудливу обмотку від’єднати від якоря і приєднати до незалежного джерела постійного струму постійної напруги.

Генератори постійного струму роблять або з незалежним збудженням або з самозбудженням. При незалежному збудженні ланцюг збудливою обмотки харчується від незалежного джерела постійного струму, т. Е. Або від мережі постійного струму, що живиться іншим генератором постійного струму, або від акумуляторної батареї, або від генератора постійного струму, спеціально призначеного для харчування збудливою обмотки даного генератора.

Потужність такого допоміжного генератора, званого збудником, становить лише кілька відсотків від потужності того генератора, обмотку збудження якого він живить. Якщо збудник жорстко з’єднується з порушуються генератором, то його називають прибудованим збудником.

Якщо ланцюг збудливою обмотки приєднана до затискачів генератора, то маємо генератор з паралельним збудженням (або генератор паралельного збудження), або паралельний генератор. Зазвичай його називають шунтовим генератором постійного струму.

Якщо ланцюг збудливою обмотки з’єднується з ланцюгом якоря послідовно, то маємо генератор з послідовним збудженням (або генератор послідовного збудження), або послідовний генератор. Іноді його називають серієсний генератором постійного струму.

Головні деталі машини

Власне якір являє собою циліндричної форми, що складається з великого числа дисків спеціальної тонкої листової електротехнічної сталі, щільно спресованих.

За зовнішньої окружності якоря рівномірно розташовуються отримані шляхом штампування пази або западини, в яких укладається і зміцнюється складена за певними правилами електричний ланцюг з ізольованого мідного дроту круглого або прямокутного перерізу, звана обмоткою якоря. Обмотка якоря є тією частиною машини постійного струму, в якій індукується електрорушійна сила і протікає струм.

Колектор має циліндричну форму і складається з мідних пластин, ізольованих одна від одної і від кріплять їх частин. Пластини колектора електрично з’єднуються з певними точками якірної обмотки рівномірно розподіленими по колу якоря.

Головні, або основні, магнітні полюси складаються з сердечників полюсів і розширеної в сторону якоря торцевої частини полюса, званої полюсним наконечником, або полюсним черевиком.

Сердечник і черевик штампують спільно з листової електротехнічної сталі у вигляді пластин відповідної форми, які потім спресовують і скріплюють в монолітне тіло. Головні магнітні полюси створюють основний магнітний потік машини, від перерезиванія якого обертається якірної обмоткою в ній індукується е д. З. машини.

Додаткові магнітні полюси, що мають вузьку форму і розташовуються в проміжках між головними магнітними полюсами, роблять з катаної сталі, іноді їх штампують з тонких листів електротехнічної сталі, як і головні полюси. З торця, зверненого до якоря, їх постачають іноді полюсним черевиком прямокутної форми, зі скосами або без них. Додаткові магнітні полюси служать для забезпечення безіскровою роботи колектора.

У великих машинах постійного струму, що призначаються для важких умов роботи, в полюсних черевиках головних магнітних полюсів, яким в цьому випадку надають особливо розвинену форму, проштамповувати ряд пазів для укладання в них компенсаційної обмотки. Вона призначається для перешкоджання спотворенню форми розподілу індукції основного магнітного потоку в просторі, яка відділяє полюсний башмак від якоря. Це простір називається междужелезним простором, або головним електромашинним зазором.

Компенсаційна обмотка виконується, як і інші обмотки машини, з міді і ізолюється. Обмотки додаткових полюсів і компенсаційна обмотка з’єднуються з обмоткою якоря послідовно.

На колектор спираються щітки, як правило, вугільні, мають прямокутну форму перетину. Їх встановлюють по утворюючим циліндричної поверхні колектора, званим комутаційними зонами. Зазвичай число комутаційних зон дорівнює числу полюсів машини.

Щітки вставляють в обойми щіткотримачів з пружинами, притискають щітки до поверхні колектора. Щітки одного і того ж зонного комплекту електрично з’єднують один з одним, а зонні комплекти однієї і тієї ж полярності (т. Е. Через зону) з’єднують електрично один з одним і приєднують до відповідного зовнішньому затиску машини.

Зовнішні затискачі машини зміцнюють на клемній коробці, яку скріплюють до ярму машини і прикривають запобіжної кришкою з отвором внизу для з’єднання до затискачів проводів від електричної мережі. Затискачі з кришкою утворюють так звану коробку затискачів.

Часто замість “зонний комплект щіток” зазвичай говорять “щітка”, маючи на увазі під цим сукупність всіх щіток однієї комутаційної зони. Сукупність усіх зонних комплектів щіток даної машини утворює її повний комплект щіток, який зазвичай називають скорочено комплектом щіток.

Щітково-колекторний вузол

Щітки, щіткотримачі, пальці (або бракети) і траверса (або супорт) складають так званий токособірательний апарат машини постійного струму. У нього входять також з’єднання між собою зонних комплектів щіток однієї і тієї ж полярності.

Кінці валу якоря машини, звані шийками вала, вставляють в підшипники. У невеликих і середніх машинах підшипники зміцнюють в підшипникових щитах, які в той же час виконують роль захисту машини від зовнішніх впливів, а також служать для повного закриття машини, якщо вона виконується закритою.

Малі машини постійного струму з підшипниковими щитами не мають, як правило, фундаментної плити, їх встановлюють на болтах, які кріплять до бетонної або цегляної фундаменту, або до підлоги, або на особливих балочках, званих санчатами.

Іноді генератори, а також двигуни, мають всього один підшипник. Інший кінець вала має фланець або обробляється під насадку напівмуфти для з’єднань з вільним кінцем валу приводного двигуна (в разі генератора) або механізму (в разі двигуна).

Посилання на основну публікацію