Пристрій електродвигуна постійного струму

Електродвигун постійного струму - електромеханічний пристрій, модифікуючу електричну енергію постійного струму в механічну енергію.

Електродвигун постійного струму складається з нерухомої частини - станини і деталі, що обертається - якоря.

Станина - порожнистий металевої циліндр, на внутрішній поверхні якого укріплено парне число виступаючих основних полюсів електродвигуна постійного струму. Ці полюси зібрані з тонких ізольованих один від одного лаком листів електротехнічної сталі і завершуються розширеною частиною - полюсними наконечниками для розподілу магнітної індукції в повітряному зазорі по закону, близькому до трапецеидальному.

Електродвигуни постійного струму

Смуги, що проходять через середини полюсів і центр вала електродвигуна постійного струму, називають її поздовжніми магнітними осями.

На полюсах розміщені одна або кілька обмоток збудження постійного струму, які з`єднані між собою так, щоб отримати чергуються полярність полюсів, що збуджують основне нерухоме магнітне поле машини.

Обмотки збудження з величезним числом витків вузького проводу і значущим опором мають висновки до затискачів з позначеннями Ш1 і Ш2, а обмотки збудження з малим числом витків товстого дроту і малим опором - висновки до затискачів з позначеннями С1 і С2.

Між головними полюсами електродвигуна постійного струму розміщені додаткові полюси, які менше основних і зроблені громіздкими зі сталі. Зазвичай число додаткових полюсів дорівнює числу основних і виключно в електродвигунах номінальною потужністю до 2 - 2,5 кВт число їх зменшено в два рази. На цих полюсах розташована обмотка додаткових полюсів з невеликою кількістю витків товстого дроту, малого опору з висновками до затискачів з позначеннями Д1 і Д2.

У електродвигунах постійного струму, створених для томного режиму роботи, полюсні наконечники мають пази, паралельні осі валу, де знаходиться компенсаційна обмотка з невеликою кількістю витків товстого дроту і малим опором з висновками до затискачів з позначеннями К1 і К2.

Навчальна модель електродвигуна постійного струму

Обмотки збудження, обмотка додаткових полюсів і компенсаційна обмотка виконані ізольованим мідним дротом. При проводах значимого перетину обмотку додаткових полюсів роблять неізольованою мідної шиною, навитої спіраллю на вузьке ребро, з прокладкою ізоляції як між витками, так і між ними і самим полюсом.

Потужність на збудження магнітного поля електродвигуна постійного струму залежно від її розмірів складає від 0,5 до 5% її номінальної потужності.

Між поверхнями полюсних наконечників і магнітопроводом якоря є зазор, кругової розмір якого залежно від номінальної потужності електродвигуна і його швидкохідні змінюється зазвичай від декількох часток мм до 10 мм.

Пристрій електродвигуна постійного струму: 1 - станина, 2 - головний полюс, 3 - обмотка збудження, 4 - полюсний наконечник, 5 - додатковий полюс, 6 - обмотка додаткового полюса, 7 - провідники компенсаційної обмотки, 8 - зазор, 9 - муздрамтеатр якоря, 10 - провідники обмотки якоря, 11 - щітка, 12 - вал, 13 - колектор, 14 - лапа.

Якір барабанного типу - зубчастий циліндр, укріплений на валу електродвигуна постійного струму, зібраний з пакетів, складених з тонких ізольованих один від одного лаком листів електротехнічної сталі з пазами на зовнішній поверхні. Між пакетами знаходяться кругові канали вентиляції, а пази якоря заповнені ізольованими мідними провідниками, які по торцях пов`язані між собою в секції, що входять в обмотку якоря.

Секція - основний елемент обмотки якоря з 1-го або декількох черзі з`єднаних витків, початок і кінець яких припаяні до двох колекторним пластин, в результаті чого кінець однієї секції і початок наступної приєднані до однієї колекторної платівці.

Одне і двохвитковий обмотки якоря електродвигунів постійного струму: а - петлевий, б - хвильової

З`єднання секцій обмоток якоря електродвигунів постійного струму: а - петлевий, б - хвильової

Колектор - порожній циліндр з маленьких пластинок твердотянутой міді трапецеидального перетину, ізольованих міканітовимі прокладками і манжетами один від одного і від вала.

З технологічних міркувань обмотку якоря роблять двошаровою, маючи в своєму розпорядженні в кожному пазу його муздрамтеатру по дві сторони різних секцій: в верхньому шарі 1-го паза - одну сторону секції, показану суцільною лінією, а в нижньому шарі іншого паза, що знаходиться під зворотним основним полюсом, - іншу сторону цієї ж секції, змальоване пунктирною лінією. Пази, де знаходяться обидва боки однієї і тієї ж секції, зрушені відносно один одного на величину, близьку або рівну полюсного поділу τ - віддалі по колу якоря між осями прилеглих головних полюсів.

Незалежно від типу обмотки якоря - петлевий або хвильової - вона утворює замкнуту ланцюг, розбиту групами нерухомих графітних, вугільно-графітних, мідно-графітних або бронзово-графітних щіток, що притискаються пружинами до колектора, на парне число подібних паралельних гілок по відношенню до затискачів обмотки якоря з позначеннями Я1 і Я2. При петлевий, або паралельної, обмотці число паралельних гілок дорівнює числу основних полюсів електродвигуна, а при хвильової, або почергової, обмотці воно завжди дорівнює двом.

Групи щіток, укріплених в щеткодержателях, встановлюють рівномірно по окружності колектора перед серединою основних полюсів з тим, щоб вони приєднувалися до тих секціях обмотки якоря, які на цей момент знаходяться на геометричних нейтралів якоря - нерухомих лініях, що проходять через центр вала машини по осях додаткових полюсів . Геометричні нейтрали розміщені по нормалям до магнітних лініях основного поля машини, а число їх дорівнює числу пар основних полюсів.

При розташуванні щіток на колекторних пластинах, що відповідають секціям обмотки якоря, що знаходяться на геометричних нейтралів, і холостому ході електродвигуна, е. д. з, індуковані в пересуваються провідниках в межах кожної паралельної гілки обмотки якоря, орієнтовані згідно, а е. д. з. між щітками різної полярності домагається більшого значення. При зсуві щіток по колу колектора в будь-якому напрямку ця е. д. з. зменшується, так як в паралельно з`єднаних гілках обмотки якоря виникають провідники зі зустрічно спрямованими е. д. з.

Щіткотримачі укріплені на пальцях поворотною щеточной траверси, від якої вони електрично ізольовані. За допомогою траверси може бути зміщувати щітки в маленьких межах по колу колектора щодо полюсів при налаштуванні роботи щіткового апарату. Сукупність колектора і щіток робить ковзний контакт з обертається обмоткою якоря.

Число груп щіток з чергується полярністю звичайно дорівнює числу основних полюсів електродвигуна постійного струму. Для освіти висновків обмотки якоря Я1 і Я2 щітки схожих полярностей, що знаходяться перед серединою відповідних однойменних основних полюсів, з`єднують між собою і від їх виводять провідники величезного перетину або шини до затискачів з позначеннями Я1 і Я2, які вживають для приєднання до інших обмоток машини або до зовнішньої ланцюга.

На валу електродвигуна постійного струму з боку, зворотної колектора, укріплений вентилятор відцентрового типу, який забезпечує найкраще охолодження машини. Вал лежить в підшипниках, розташованих в підшипникових щитах електродвигуна.