Машины постоянного тока

Электрические машины постоянного тока
Генераторы
преобразуют механическую энергию в электрическую;
для работы генератора, его ротор (вал) надо вращать каким-либо двигателем;
Двигатели
преобразуют электрическую энергию в механическую;
для работы двигателя его подключают к источнику энергии

Машины постоянного тока
Любая машина постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя

Преимущества двигателей постоянного тока
Они позволяют плавно и в широком диапазоне регулировать частоту вращения якоря простыми техническими способами и обладают улучшенными пусковыми качествами — развивают большой пусковой момент при относительно небольшом токе.

Применение двигателей постоянного тока
Электродвигатели постоянного тока находят применение в качестве приводных двигателей для прокатных станков, гребных винтов кораблей, шахтных подъемных машин, в электрифицированном магистральном, городском и заводском транспорте, дорожно-строительных, ремонтно-отделочных машинах, часто являются испол­нительными звеньями систем автоматического управления и регулирования и т. д.

Применение генераторов постоянного тока
Генераторы постоянного тока применяют для питания электроэнергией электролитических ванн, зарядки аккумуляторных батарей, высококачественной сварки.
В системах автоматического регулирования специальные генераторы постоянного тока -электромашинные усилители - служат в качестве усилителей электрических сигналов управления.
Специальные генераторы постоянного тока — тахогенераторы — применяются как датчики частоты вращения.

Принцип действия генератора постоянного тока
Простейшим генератором является виток, вращающийся между полюсами магнита
Принцип действия
основан на явлении
электромагнитной
индукции

Принцип действия генератора постоянного тока
При вращении витка с некоторой частотой его стороны пересекают магнитный поток Ф и в каждом проводнике индуцируется э. д. с. Е

Принцип действия двигателя постоянного тока
Простейший электродвигатель –виток с током, размещенный в магнитном поле.
Действие двигателя
основано на
законе Ампера

Принцип действия двигателя постоянного тока
Если подключить виток к источнику электрической энергии, то по каждому его проводнику начнет проходить электрический ток.
Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы F.

Устройство машин постоянного тока
1 – корпус (станина)
2 – статор (индуктор)
На явно выраженных полюсах статора (главные полюса) расположена обмотка возбуждения, по которой проходит постоянный ток Iв
3 – ротор (якорь)
4 - обмотка якоря, в которой при вращении ротора индуцируется э. д. с.

Устройство машин постоянного тока
Эта э. д. с. снимается с обмотки якоря при помощи скользящего контакта – щеток (5), включенных между обмоткой и внешней цепью.
Иногда к основным полюсам добавляют дополнительные полюса

Устройство машин постоянного тока
Для преобразования переменного тока в постоянный применяют коллектор.

Устройство машин постоянного тока
Принцип его действия состоит в следующем:
Концы витка присоединяют к двум медным полукольцам (коллекторным пластинам).
Их укрепляют на валу машины и изолируют друг от друга
На пластинах помещаются неподвижные щетки, отдающие электрическую энергию потребителю.

Устройство машин постоянного тока
При вращении витка коллекторные пластины вращаются вместе с валом машины так, что каждая щетка соприкасается то с одной, то с другой пластиной.
Щетки на коллекторе устанавливаются так, чтобы они переходили с одной пластины на другую в тот момент, когда ЭДС в витке была ровна нулю.

Устройство машин постоянного тока

Устройство машин постоянного тока
Напряжение и ток при этом получаются постоянными по направлению, но переменными по значению.
Такой ток и напряжение называют
пульсирующими.

Устройство машин постоянного тока
Для сглаживания пульсации в обмотке якоря увеличивают число витков и соответственно число коллекторных пластин.

Устройство машин постоянного тока
Для лучшего использования обмотки якоря отдельные витки соединяют друг с другом последовательно.
К каждой коллекторной пластине присоединяют конец предыдущего и начало, следующего витка.

Устройство машин постоянного тока
Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали, на внешней
поверхности которых выштампованы пазы.
В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря.