Устройство машины постоянного тока

Машина постоянного тока состоит из двух основных частей (рис. 5):

неподвижной – статора иü

вращающейся – ротора, называемого в машинах постоянногоü тока якорем.

Разрез машины постоянного тока показан на рис. 6.

Назначение и конструкция статора.

Статор (индуктор) машины постоянного тока состоит из цилиндрической станины 8 (корпуса), полюсов с обмоткой возбуждения (главных 6 и дополнительных, на рис. 6 не показаны), подшипниковых щитов (позиции 2 и 9 на рис. 6) и щеточной траверсы (рассмотрена ниже) со щетками 4. Главное назначение индуктора — создание магнитного потока (рис. 5).

Рисунок 5. Основные компоненты машины постоянного тока и создание главного магнитного потока.

Станина имеет кольцевую форму и либо отливается, либо выполняется сварной из прокатной листовой стали с большой магнитной проницаемо- стью. В машинах малой мощности станина изготавливается из стальных труб. Она составляет основу всей машины и, кроме того, выполняет функцию магнитопровода. К станине болтами крепятся главные и добавочные полюса, а также подшипниковые щиты. Сверху на станине имеются кольца для транспортирования, снизу — лапы для крепления машины к фундаменту. Иногда станину называют ярмом. На внутренней стороне станины располагаются симметрично полюсы

 

 

Рисунок 6. Устройство электрической машины постоянного тока:

Вал якоря; 2, 9 - подшипниковые щиты; 3 - коллектор; 4 - щеточный аппарат; 5 - якорь; 6 - главный полюс; 7 - катушка возбуждения; 8 - станина; 10 - вен- тилятор; 11 - бандажи; 12 - лапы; 13 - подшипник.

 

 

Главные полюсы предназначены для создания в машине магнитного потока необходимой величины. Главный полюс (рис. 7) состоит из сердечника 1 и катушек обмоток возбуждения 2,3. Со стороны, обращенной к якорю, сердечник заканчивается полюсным наконечником 4, с помощью которого обеспечивается требуемое распределение магнитной индукции в воздушном зазоре.

Сердечники главных полюсов для уменьшения вихревых токов изготовляют шихтованными — из отдельных стальных листов толщиной 0,5—1,5 мм. По краям полюсов устанавливают более толстые торцовые боковины, которые посредством заклепок удерживают полюсные листы в спрессованном состоянии.

Главные полюсы.

Главные полюсы служат для создания постоянного во времени и непо- движного в пространстве магнитного поля. С этой целью по обмотке полю- сов пропускается постоянный ток, называемый током возбуждения (в маши- нах малой мощности в качестве полюсов могут использоваться постоянные магниты).

 

Главные полюсы предназначены для создания в машине магнитного потока необходимой величины. Главный полюс (рис. 7) состоит из сердечника 1 и катушек обмоток возбуждения 2,3. Со стороны, обращенной к якорю, сердечник заканчивается полюсным наконечником 4, с помощью которого обеспечивается требуемое распределение магнитной индукции в воздушном зазоре. Сердечники главных полюсов для уменьшения вихревых токов изго- товляют шихтованными — из отдельных стальных листов толщиной 0,5—1,5 мм. По краям полюсов устанавливают более толстые торцовые боковины, ко- торые посредством заклепок удерживают полюсные листы в спрессованном состоянии.

Рисунок 7. Главный полюс: 1 – сердечник главного полюса; 2,3 – катушка главного полюса; 4 – полюсный наконечник, 5-изолирующий каркас, 6-болт с помощью которого полюс крепится к станине.

Электрические машины могут иметь два, четыре, шесть и в общем слу- чае 2р главных полюсов. Главные полюсы укрепляют на остове болтами. Соседние (разноименные) полюсы в четырехполюсной машине расположены под углом 90°, а двухполюсной — под углом 180°. Линия, делящая эти углы пополам, называется геометрической нейтралью. Магнитный поток Ф, про- ходящий через полюсы и поступающий в якорь и остов, разделяется по оси симметрии полюсов на две симметричные и равные части. У всех современ- ных машин с симметричными магнитными системами число полюсов 2р все- гда четное, все полюсы совершенно одинаковы и углы между осями соседних полюсов равны.

Сердечники главных полюсов небольших размеров скрепляются не- сколькими заклепками. Но такого крепления для пакетов сердечников боль- шой длины оказывается недостаточно, так как пакет получается нежестким, вследствие чего поверхность полюса получается не прямолинейной, а винто- вой. Для придания сердечнику главного полюса необходимой жесткости, ис- ключающей образование спирали, в пакет сердечника запрессовывается металлический стержень. В стержне предусмотрены отверстия с резьбой для крепления полюса к остову. Обмотки возбуждения большинства машин общего назначения выполняются многовитковыми катушками, насаженными на сердечники полюсов. В машинах малой и средней мощности катушки наматывают изолированным круглым проводом, в машинах большой мощности — прямоугольным изоли- рованным проводом. И те и другие катушки наматывают в несколько рядов с учетом размеров междуполюсного пространства. Обмотки главных полюсов обычно разделяют на несколько катушек (секций) для улучшения их охлаждения. Катушки изготавливаются из изолированного медного провода круглого сечения. Между секциями обмотки устанавливаются дистанционные шайбы, посредством которых образуются вентиляционные каналы.

Якорь

Якорь – подвижная часть машины, состоящая из сердечника и обмотки. Общий вид якоря без обмотки показан на рис. 9. На валу 1 располагается сердечник с пазами для обмотки. Обмотка будет зафиксирована на специальных держателях (позиция 2 на рис. 9) специальным бандажом.

Сердечник якоря набирается из штампованных дисков электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Диски насаживаются либо непо- средственно на вал (при диаметре якоря Dа ≤ 75 см), либо набираются на якорную втулку (Dа ≥ 40 см), которая надевается на вал. Сердечники якоря диаметром 100 см и выше составляют из штампованных сегментов электротехнической стали. Сегменты набираются на корпус якоря, который изготовляется обычно из листового стального проката и с помощью втулки соединяется с валом.

 

Рисунок 9. Якорь машины постоянного тока без обмотки: 1 — вал, 2 — об- моткодержатель, 3 — выточки для наложения бандажа, 4 — место посадки коллектора на валу