Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Машины_постоянного_тока.ppt
Скачиваний:
66
Добавлен:
05.02.2015
Размер:
854.02 Кб
Скачать

Машины постоянного тока (МПТ)

Машина постоянного тока — электрическая машина для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Машина постоянного тока обратима.

Области применения

Микромашины постоянного тока:

-Исполнительные двигатели -Двигатели для привода лентопротяжных

самозаписывающих механизмов. -Электромашинные усилители -Тахогенераторы

Двигатели постоянного тока:

-Применение на транспорте -Приводы металлургических станков

-Крановые, подъемно-транспортные и другие механизмы…

Генераторы постоянного тока:

-Питание радиостанций -Питание двигателей постоянного тока -Сварка и т.д.

Устройство

Рис. 1. Устройство машины постоянного тока: 1 — обмотки возбуждения; 2 — полюсы; 3 — магнитопроводящее ярмо; 4

— полюсные наконечники; 5 — якорь; 6 — пазы, в которых заложены проводники якоря

На рис.1 представлена схема двухполюсной машины постоянного тока.

Схема работы машины постоянного тока: N, S — полюса постоянного магнита; I — ток в нагрузке; 1 — щётки; 2 — пластина коллектора; 3 — виток провода на якоре машины; 4 — нагрузка.

Машина постоянного тока: 1 — коллектор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — станина; 4 — главные полюса; 5 — магнитопровод якоря; 6 — рабочая обмотка якоря; 7

— дополнительные полюса; 8 — обмотка дополнительных полюсов.

Режимы работы МПТ

Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератора

E = U + I * R (1)

Где U - напряжение на зажимах генератора; R - сопротивление обмотки якоря.

U = E – I * R (2)

Уравнение (2) называется основным равнением генератора.

На рис. 2 схематично изображен генератор постоянного тока, показаны направления токов в проводниках якорной обмотки.

Рис. 2. Генератор постоянного тока.

1 - полюсы индуктора, 2 - якорь,

3 - проводники, 4 - контактные щетки.

Режимы работы МПТ

Работа электрической машины постоянного тока в режиме двигателя

Под действием напряжения, подведенного к якорю двигателя, в обмотке якоря появится ток I. При взаимодействии тока с магнитным полем индуктора возникает электромагнитный вращающий момент:

Рис. 3. Двигатель постоянного тока (схематично).

М = С * I * Ф

Где C - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя.

На рис. 3 изображен схематично двигатель постоянного тока, выделен проводник якорной обмотки.

В установившемся режиме электромагнитный вращающий момент М уравновешивается противодействующим тормозным моментом М2 механизма, приводимого во вращение.

М = М2

На рис. 4 показана схема замещения якорной обмотки двигателя. ЭДС направлена встречно току якоря. В соответствии со вторым законом Кирхгофа:

-E = - U + I

откуда

U = E + I * R = C * Ф * n + I * R (3)

Рис. 4. Схема замещения якорной обмотки.

U = E + I * R = C * Ф * n + I * R (3)

Уравнение (3) называется основным уравнением двигателя. Из уравнения (3) можно получить формулы:

I = (U – E) / R (4)

n = (U – I*R) / C*Ф (5)

Из формулы (5) видно, что частоту вращения

двигателя постоянного тока n можно регулировать следующими способами:

1.Изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;

2.Изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;

3.Изменением напряжения U на зажимах якорной обмотки.

Устройство простейшего электродвигателя постоянного тока

Простейший двигатель на рис. 1 является машиной постоянного тока, состоит из одного постоянного магнита на статоре, из одного электромагнита с явно выраженными полюсами на роторе (двухполюсного ротора с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой из двух частей), щёточноколлекторного узла с двумя пластинами (ламелями) и двумя щётками. Имеет два положения ротора (две «мёртвые точки»), из которых невозможен самозапуск, и неравномерный крутящий момент.

Рис. 6. Двигатель.

Режим генератора.

Частота Э. Д. С. f в двухполюсном электродвигателе равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду:

f = n,

А в общем случае, когда машина имеет р пар полюсов с чередующейся полярностью: f = pn

Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.

Основное уравнение генератора:

В системах автоматического управления широкое применение имеют тахогенераторы постоянного тока.

Выходная характеристика тахогенератора - это зависимость UТГ=f(ω). Она может быть получена из анализа эквивалентной схемы якорной цепи