Министерство образования Российской Федерации
Алтайский государственный технический
Университет им. И. И. Ползунова.
Кафедра ЭиАЭП
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Тема: «Конструкция и принцип действия машин постоянного тока»
По дисциплине «Электрический привод».
Выполнил: студент гр. ЭТ-01
Цепенко А.С.
Проверил: Дорош А.Б.
Барнаул 2012
Цель работы:
1. Изучить назначение и области применения машин постоянного тока.
2. Изучить конструкцию машин постоянного тока
3. Изучить принцип действия машин постоянного тока.
4. Научиться читать паспорт машин постоянного тока.
Назначение и области применения машин постоянного тока.
Машины постоянного тока- электромеханический устройства, используемые в качестве двигателей, в которых электрическая энергия постоянного тока преобразуется в механическую энергию, и генераторов преобразующих механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока.
Применение двигателей постоянного тока обусловлено их существенными преимуществами перед электродвигателями других типов: они позволяют плавно и глубоко регулировать скорость вращения, создавать большой пусковой момент. Это определило их широкое использование в качестве тяговых двигателей на электрическом транспорте, для привода различного оборудования.
Генераторы постоянного тока применяются для питания электролитических ванн, зарядки аккумуляторов, высококачественной сварки и т.д.
Машины постоянного тока выпускаются на различные мощности: от 6000 кВт- для прокатных станков, до долей ватт- микромашины для схем автоматики.
Наибольшее распространение имеют машинный, выполняемые на напряжение до 1000 В, хотя в специальных типах машин напряжение может составить 30 кВ и выше.
Промышленность выпускает электрические машины двух категорий: 1) общего применения, 2)специализированного назначения. Машины общего применения создаются в виде серий с заранее установленной шкалой скоростей вращения и мощностей. В настоящее время в нашей стране широко применяются машины постоянного тока серии П. Создана также новая единая серия 2П, которая имеет более высокие показатели по сравнению с серией П.
Устройство машин постоянного тока и назначение отдельных элементов.
Машины постоянного тока состоят из неподвижной части – статора и вращающейся части – якоря с щеточно – коллекторным узлом (устройства)
На рис.1 представлена машина постоянного тока (МПТ)
Статор предназначен для создания магнитного поля и состоит из станины 1, на внутренней поверхности которой укреплены полосы 2 с полосными наконечниками 3 катушки 4, образующими обмотку возбуждения машины. Между основными полюсами находятся добавочные полюса 5 со своими катушками 6. К торцам станины 1прикреплены подшипниковые винты с подшипниками, в которых вращается вал якоря 13.
Станина 1 является элементом магнитной цепи машины и одновременно служит основанием для крепления всех частей машины. Она изготавливается из стали или чугуна, в которых сочетаются высокая механическая прочность с большой магнитной проницаемостью.
Полюсы 2 набираются из листов электротехнической стали толщиной порядка 0,5 мм и изолированных друг от друга лаком. Заканчиваются полюса расширенной частью – полюсными наконечниками 3, которые позволяют уменьшить величину магнитного сопротивления участка воздушного зазора так как увеличивают площадь прохождения магнитного потока через зазор, образованный полюсными наконечниками и магнитопроводом якоря.
Катушки 4 (наматываются медным или алюминиевым проводом) образуют обмотку возбуждения машины. Постоянный тока, пропускаемый по катушкам, возбуждает магнитное поле.
Рис. 1.
Дополнительные полюса 5 устанавливаются между главными полюсами 2 по линиям геометрической нейтрали и предназначены для улучшении коммутации машин. Для этого катушку 6добавочных полюсов включают последовательно в цепь якоря.
Якорем (8) называют подвижную часть машины в обмотке (9) которой, при вращении ее в магнитном поле машины, индуцируется э.д.с. В пазах якоря укладывается обмотка якоря (9) выводы которой подсоединены к коллектору (10). Якорь и коллектор укрепляются на валу (13)
Щеточно – коллекторный узел (устройство) осуществляет скользящий контакт внешней цепи с вращающейся обмоткой якоря, а также:
а) в режиме генератора преобразует периодическую (переменную) э.д.с., индуцируемую в оботке якоря, вращающемся в магнитном поле машины, в э.д.с. одного направления (постоянную) на щетках.
б) в режиме двигателя щеточно 0 коллекторный узел обеспечивает постоянство направления вращения якоря.
Коллектор (10) – полый цилиндр, набранный из медных пластин (ламелей) трапецеидального сечений и изолированных друг от друга а так же от вала.
Наличие щеточно – коллекторного узла усложняет конструкцию, повышает стоимость, уменьшает надежность машин постоянного тока по сравнению с электрическими машинами других типов.