Устройство машин постоянного тока

Основными узлами машин постоянного тока являются неподвижный статор и подвижный ротор. Ос­новные элементы машины показаны на рис.26.1. Статор состоит из станины 1, магнитной системы 2, закрепленной на станине, щеточного механизма и подшипниковых узлов.

Станина служит для крепления к ней других частей машины и кроме этого она является частью магнитной цепи машины, т.е. по ней замыкается магнитный поток машины.

Магнитная система состоит из одной или нескольких пар полюсов и служит для созда­ния основного магнитного потока машины. На полюса. насаживаются катушки, образующие обмотку возбуждения машины. Для уменьшения вихревых токов полюса набирают из стальных пластин. Полюса снабжают полюсными наконечниками с целью создания магнитной индукции под полю­сами, близкой по форме к трапеции. У машин малой мощности магнитные полюса представляют собой постоянные магниты. У машин средней и большой Рис.25.1 мощности между основными полюсами

размещают дополнительные полюса.

Щеточный механизм состоит из щеток, щеткодержателей и прижимных пружин и обеспечивает электрическую связь между статором и ротором.

Подшипниковые узлы обеспечивают механическую связь между статором и ротором.

Ротор состоит из вала, коллектора и якоря. Коллектор 7 представляет собой цилиндр, набранный из медных изолированных пластин, соединенных с проводниками обмотки якоря. Коллектор насаживается на вал якоря и изолиру­ется от него. В генераторах он служит для преобразования переменной ЭДС индуктируемой в проводниках обмотки якоря в постоянную ЭДС, Рис.25.2 а в двигателях для преобразования постоянного тока, подводи­мого к щеткам двигателя из сети, в переменный ток в проводни­ках обмотки якоря. Количество коллекторных пластин равно количеству секций обмотки якоря.

.Якорь машины 4 представляет собой обмотку из изолиро­ванного провода, уложенного в пазы сердечника, набранного из дисков электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для умень­шения потерь от вихревых токов диски между собой изолируют­ся.

Обмотка якоря состоит из отдельных секций. Каждая секция состоит из двух проводников лежащих с противоположных сторон якоря. С одной стороны проводники соединены между собой, а с другой подсоединяются к коллекторным пластинам. В зависимости от того, каким образом проводники подключаются к коллектору, различают два вида обмоток якоря: петлевую и волновую.

При петлевой обмотке, начало и конец секции обмотки при­соединяются к двум соседним пластинам коллектора. К первой пластине подсоединяются начало первой секции и конец послед­ней, ко второй пластине коллектора — конец первой и начало второй, к третьей — конец второй и начало третьей и т.д. (рис.25.2, а). Таким образом, при петлевой обмотке осуществляет­ся поступательно-возвратный обход пазов проводом. Петлевая об­мотка называется еще параллельной, так как она разбивается на параллельные ветви, число которых равно числу пар полюсов.

Волновая обмотка выполняется следующим образом: за концом первой секции следует начало второй, за концом второй — начало третьей и т.д. (рис.25.2, б). В этом случае осуществ­ляется только поступательное движение, т.е. нет обратного хода проводника. К каждой пластине коллектора подключается конец предыдущей секции и начало последующей, пока цепь не будет замкнута. При такой обмотке, независимо от количества пар по­люсов, якорная обмотка представляет собой параллельную цепь из двух ветвей. ЭДС обмотки якоря равна ЭДС одной параллельной ветви, которая в свою очередь равна сумме ЭДС всех последовательно соединенных секций включенных в параллельную ветвь.