ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫПОСТОЯННОГО ТОКА
Как и всякая электрическая машина, генератор постоянного тока имеет неподвижную и вращающуюся части. Неподвижная часть в машинах постоянного тока является индуктирующей, т. е. создающей магнитное поле, а вращающаяся — индуктируемой.
Неподвижная часть машины (статор) состоит (рис. 145, а) из главных полюсов 1, дополнительных полюсов 2 и станины 3. Главный полюс (рис. 145, б) представляет собой электромагнит, создающий магнитный поток в машине. Составными частями электромагнита являются сердечник 4, обмотка возбуждения 7 и полюсный наконечник 8. Полюсы крепятся на станине 6 с помощью болта 5. Сердечник полюса отливается из стали и имеет поперечное сечение овальной формы. На сердечнике полюса помещается катушка обмотки возбуждения, намотанная из изолированного медного провода. Катушки всех полюсов соединяются последовательно, образуя обмотку возбуждения. Ток, протекающий по обмотке возбуждения, создает магнитный поток. Полюсный наконечник удерживает обмотку возбуждения на полюсе и обеспечивает равномерное распределение магнитного поля под полюсом. Полюсному наконечнику придают такую форму, при которой воздушный зазор между полюсом и якорем одинаков по всей длине полюсной дуги. Добавочные полюсы имеют также сердечник и обмотку в виде катушек, помещенных на сердечнике.
Добавочные полюсы устанавливают в средних точках между главными полюсами и число их может быть либо равно числу главных полюсов, либо вдвое меньшим. Добавочные полюсы, предназначенные для машин больших мощностей, служат для устранения искрения под щетками. В машинах малых мощностей добавочных полюсов обычно нет.
Станина отливается из стали и является остовом машины, в ней замыкается магнитный поток и поэтому ее иногда называют ярмом. На станине крепятся главные и добавочные полюсы, а также на торцовых сторонах боковые щиты с подшипниками, удерживающими вал машины. Станина устанавливается на фундаменте.
Вращающаяся часть машины (якорь) состоит (рис. 146, а) из сердечника 1, обмотки 2 и коллектора 3. Сердечник якоря представляет собой цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. Эти листы изолируются друг от друга лаком или бумагой для уменьшения потерь на вихревые токи. Стальные листы штампуют на станках по шаблону; они имеют пазы, в которых укладываются проводники обмотки якоря. В теле якоря делают воздушные каналы для охлаждения обмотки и сердечника якоря.
Обмотка якоря выполняется из медного изолированного провода или из медных стержней прямоугольного поперечного сечения.
Обмотка состоит из секций, изготовляемых на специальных шаблонах и укладываемых в пазах сердечника якоря. Одновитковая секция представляет собой два активных провода, соединенных между собой. Секции могут иметь не один, а много витков. Такие секции называются многовитковыми.
Обмотка тщательно изолируется от сердечника и закрепляется в пазах деревянными клиньями. Лобовые части укрепляются стальными бандажами. Все секции обмотки, помещенные на якоре, соединяются между собой последовательно, образуя замкнутую цепь. Провода, соединяющие две секции, следующие одна за другой по схеме обмотки, подключаются к коллекторным пластинам.
Коллектор представляет собой цилиндр, состоящий из отдельных пластин. Коллекторные пластины изготовляют из твердотянутой меди и изолируют между собой и от корпуса прокладками из миканита. Для крепления на втулке коллекторным пластинам придают форму «ласточкина хвоста», который зажимается между выступом на втулке и шайбой, имеющими форму, соответствующую форме пластины. Шайба крепится к втулке болтами.
Коллектор является наиболее сложной в конструктивном отношении и наиболее ответственной в работе частью машины. Поверхность коллектора должна быть строго цилиндрической во избежание биения и искрения под щетками.
Для соединения обмотки якоря с внешней цепью на коллекторе помещаются неподвижные щетки, которые могут быть графитными, угольно-графитными или бронзо-графитными. В машинах высокого напряжения применяют графитные щетки, имеющие большое переходное сопротивление между щеткой и коллектором, в машинах низкого напряжения — бронзо-графитные щетки. Щетки устанавливают в особых щеткодержателях (рис. 146, б). Щетка 4 помещенная в обойме щеткодержателя, прижимается пружиной 5 к коллектору. На каждом щеткодержателе может находиться несколько щеток, включенных параллельно.
Щеткодержатели помещаются на щеточных болтах-пальцах, которые, в свою очередь, закреплены на траверсе. Для укрепления на щеточном пальце щеткодержатель имеет отверстие.
Щеточные пальцы изолируются от траверсы изоляционными шайбами и втулками. Число щеткодержателей обычно равно числу полюсов.
Траверса устанавливается на подшипниковом щите в машинах малой и средней мощности или прикрепляется к станине в машинах больших мощностей. Траверсу можно поворачивать и этим изменять положение щеток относительно полюсов.
Обычно траверса устанавливается в таком положении, при котором каждая щетка находится против середины одного из главных полюсов.