также вызывают в сети опережающий ток и используются для повышения cosφ сети, синхронные компенсаторы дешевле, имеют меньшие габариты при той же мощности, но потери мощности в них больше потерь в конденсаторах.

Вопросы для самопроверки

1.Где в основном применяются синхронные машины (С.М.)?

2.Из каких основных узлов состоит С.М.?

3.Какие исходные данные надо знать, чтобы определить частоту вращения

С.М.?

4.Назовите основные характеристики С.М.

5.Какой вывод можно сделать на основании внешних характеристик С.М.?

6.Какие действия необходимо выполнить перед включением С.М.?

7.Почему невозможен пуск путем непосредственного включения в сеть?

8.Как осуществляют пуск С.М.?

9.Какие достоинства имеет С.М. в сравнении с асинхронным двигателем?

10.Поясните назначение и принцип работы синхронных компенсаторов.

15.Машины постоянного тока

Втеме 15 рассматриваются вопросы, входящие в шестой раздел рабочей программы. Для изучения данной темы следует иcпользовать материал темы 15.

Эти вопросы также разобраны в [1], [2], [5].

Обратите особое внимание на ключевые моменты этой темы, которыми являются:

1.Устройство машин постоянного тока и получение ЭДС;

2.Конструктивные элементы современной машины постоянного тока. Режимы работы машины постоянного тока;

3.КПД машины. Электродвижущая сила якоря. Электромагнитный мо-

мент;

4.Магнитное поле машины при нагрузке. Основные полюса. Искрение на коллекторе. Добавочные полюса;

5.Способы возбуждения машин постоянного тока;

6.Область применения машин постоянного тока;

Ответьте на вопросы теста по теме 15.

195

15.1. Конструктивные особенности машин постоянного тока

Машины постоянного тока (МПТ) представляют особую группу, которая отличается не только родом тока, но и имеет свои характерные особенности. Следует отметить, что наиболее просто МПТ могут быть получены путем незначительных конструктивных преобразований рассмотренных выше синхронных машин. Для этой цели необходимо в цепь обмотки статора включить трехфазный выпрямитель, собранный по той или иной схеме, например, по схеме Ларионова. В этом случае изменение тока в цепи обмотки возбуждения приведет к изменению постоянного напряжения на зажимах выпрямителя. Эта простота перехода от одного типа электрических машин к другому и определяет широкое применение МПТ в промышленности. Рассмотрим более подробно этот тип электрических машин.

Основными частями машины (рис. 15.1) являются неподвижная станина, несущая электромагниты, и вращающаяся часть, называемая якорем.

Станина представляет собой полый, стальной цилиндр, на внутренней стороне которого укреплены сердечники главных полюсов. На стержнях главных полюсов расположены катушки, выполненные изолированным проводом. Выводы катушек подключаются к источнику постоянного напряжения. Ток, протекая по виткам катушек, создает неподвижное в пространстве магнитное поле возбуждения, а сами катушки называют обмоткой возбуждения. Если обмотка возбуждения выполнена тонким проводом и имеет сопротивление несколько десятков Ом, то выводы обмотки обозначают буквами Ш1 и Ш2 . Если обмотка возбуждения выполнена проводом большого сечения и имеет сопротивление не больше нескольких единиц Ом, то выводы этой обмотки обозначают буквами С1 и С2.

Сердечник якоря собран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали, имеющих форму кольца. На внешней поверхности кольца выштампованы пазы, в которые закладывается обмотка якоря. Основной частью обмотки якоря является секция, состоящая из одного или нескольких витков изолированного провода. Секции соединяются между собой последовательно. От точек соединения секций делают отпайки.

Составной частью якоря машины является коллектор, который представляет собой полый цилиндр, собранный из изолированных одна от другой и от вала якоря клинообразных медных пластин. Пластины коллектора определенным образом соединяются с отпайками секций. На коллекторе в щеткодержателях устанавливают щетки, через которые обмотка якоря соединяется с внешней

196

цепью. Выводы обмотки якоря обозначают буквами Я1 и Я2 . Щетки к коллектору прижимаются пружинами. Щеткодержатели крепятся на траверсах, которые можно поворачивать в пространстве, изменяя положение щеток по отношению к полюсам машины.

Коллектор в зависимости от режима работы машины позволяет выпрямить переменную ЭДС, индуктируемую во вращающейся обмотке якоря в генераторном режиме, и обеспечить постоянный по направлению вращающий момент в двигательном режиме.

Вентилятор Коллектор

Якорь

	Задний	Станина с полюсами
	щит

Рис. 15.1	Траверза	Передний щит

Врежиме генератора машина работает тогда, когда ее якорь приводится во вращение каким-либо первичным двигателем, главное магнитное поле возбуждено, а обмотка якоря через щетки замкнута на нагрузку.

Врежиме двигателя внешний источник подключен к обмотке якоря и цепи возбуждения машины. Ток якоря, взаимодействуя с главным магнитным полем, образует вращающий момент. Под действием этого момента якорь вращается, и машина преобразует электрическую энергию в механическую.

15.2.Классификация по способу возбуждения

Взависимости от способа создания магнитного потока возбуждения машины делятся на две группы: магнитоэлектрические и электромагнитные. В первых магнитный поток возбуждения создается при помощи постоянных магнитов; во вторых - постоянным током, проходящим по обмотке, расположенной на главных полюсах.

Вданном разделе мы будем рассматривать электрические машины с электромагнитным способом возбуждения, как получившие наибольшее рас-

197

пространение в различных отраслях промышленности. Машины с магнитоэлектрическим способом возбуждения применяются в качестве элементов устройств автоматики как исполнительные механизмы следящих систем. Эта группа машин относится к машинам малой мощности и является предметом специального рассмотрения.

В зависимости от схемы соединения обмотки возбуждения относительно обмотки якоря различают четыре типа машин постоянного тока:

машины независимого возбуждения, в которых обмотка возбуждения и обмотка якоря подключается к различным источникам (риc. 15.2,а);

машины параллельного возбуждения, в которых обмотка возбуж-

дения включается	параллельно	обмотке		якоря	(рис. 15.2, б);
машины	последовательного возбуждения, в которых обмотка возбуж-
дения включается последовательно с			обмоткой		якоря (рис. 15.2, в);
машины	смешанного	возбуждения, в которых имеются					две обмот-
ки возбуждения: последовательная			и	параллельная		(рис. 15.2, г).
Способ соединения обмотки			возбуждения с			обмоткой	якоря ока-

зывает существенное влияние на характеристики генераторов и двигателей.

198

а)

б)

Я1

Я2

Я1

Я2

Ш1	Ш2	Ш1	Ш2
в)		г)
С1	С2	С1	С2

Я1

Я2

Я1

Я2

Ш1 Ш2

Рис. 15.2

199