ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.1 Общие сведения
Двигатель постоянного тока предназначен для преобразования электроэнергии в механическую энергию, с целью привода различного оборудования ( например, насосы).
Электрические двигатели постоянного тока применяются в промышленности.
К плюсам машин постоянного тока можно отнести:
1) быстродействие;
2) Высокие тормозные, а также пусковые моменты;
3) возможность плавного и широкого регулирования частоты вращения.
К минусам можно отнести:
1) наличие коллекторно-щеточного узла из-за чего конструкция машин постоянного тока (МПТ) является более сложной, дорогостоящей и менее надежной чем у электрических машин переменного тока.
Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока (ДПТ), получает питание постоянным током, который может поступать в нее от генератора постоянного тока или от выпрямительных установок, способных преобразовывать переменный ток в постоянный ток.
К коллекторным машинам постоянного тока относятся коллекторные ДПТ и коллекторные генераторы постоянного тока.
Часть узлов этих машин может различаться, однако основная схема конструкции у них абсолютно одинакова. Основными конструктивными узлами МПТ являются:
1) Подвижная часть - называемая якорь;
2) Неподвижная часть - статор.
В отношении всех электрических машин существует правило, в соответствии с которым все и каждая электрическая машина может являться как генератором, так и двигателем.
Это правило называется - принципом обратимости электрических машин.
1.2 Устройство статора
Статор состоит из станины и главных полюсов.
Станину ДПТ делают из стали, поскольку она обладает хорошей механической прочностью и магнитной проницаемостью, что весьма важно, так как станина является частью магнитопровода двигателя поскольку на ней замыкается магнитный поток машины.
Обычно станину не заморачиваясь делают из целой стальной трубы или могут сварить из листовой стали. Но если станина имеет большой диаметр, то ее могут сделать сборно-разборной, что облегчает монтаж-демонтаж, транспортировку и хранение такой МПТ.
По окружности станины есть отверстия, чтобы крепить к станине сердечники главных полюсов. Внизу станины устанавливают лапы, чтобы крепить МПТ к фундаменту. Также к ней крепятся подшипниковые щиты.
1.3 Главные полюсы
Главные полюсы участвуют в создании магнитного поля возбуждения МПТ.
Главный полюс состоит из сердечника и полюсной катушки.
В нижней части сердечника, с якорной стороны, делают полюсный наконечник (на фото обозначен как башмак) задача которого обеспечить правильное распределение магнитной индукции в зазоре МПТ.
Сердечники главных полюсов имеют шихтованную конструкцию и могут изготавливаться из тонколистовой электротехнической стали специальных марок, например 3411 или из листовой конструкционной стали также довольно тонкой, толщина которой составляет от одного до двух миллиметров.
Пластины главных полюсов имеют изоляцию - тонкий слой окисла. Который вполне справляется с тем, чтобы ослаблять вихревые токи наводимые в полюсных наконечниках из-за пульсаций магнитного потока, начинающий пульсировать из-за того, что сердечник якоря имеет зубчатое строение.
Сердечники главных полюсов поперек проката имеют пониженную магнитную проницаемость, благодаря чему ослабляется реакция якоря и уменьшается поток рассеяния полюсов.
Что касается полюсных катушек, то их основной конструктивный элемент это медный обмоточный провод, который в зависимости от мощности МПТ могут накладывать на сердечник главного полюса следующим образом:
1) при мощности МПТ до 1 кВт - на сердечник главного полюса накладывается изоляционная прокладка и поверх нее наматывается катушка;
2) при мощности МПТ от 1 кВт - полюсную катушку наматывают сначала на изоляционный каркас (как правило пластиковый) и уже вместе с ним надевается на полюсный сердечник.
Также полюсную катушку могут разделять по высоте, чтобы обеспечить лучшее охлаждение МПТ - создавая таким образом своеобразные вентиляционные каналы. На рис. 3 это хорошо продемонстрировано.
Готовый главный полюс крепят к станине МПТ болтовым соединением.
На сегодня все. В следующей статье мы рассмотрим конструкцию якоря машины постоянного тока.