Тема 5. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Электрические машины постоянного тока (МПТ) обладают свойством обратимости, а это значит, что одна и та же машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.
Электрические двигатели постоянного тока (ДПТ) имеют хорошие регулировочные свойства, значительную перегрузочную способность. Они нашли применение на электрифицированном транспорте, в грузоподъемных механизмах, для приводов прокатных станков металлургических предприятий.
Тяговые двигатели трамвая имеют мощность от 30 до 54,5 кВт, на напряжение 550 В. Для электрифицированных железных дорог применяют двигатели мощностью 320 – 450 кВт, на напряжение 750 и 1150 В, крановые двигатели применяют на мощность от 3 до 100 кВт, на напряжения до 450 В.
Генераторы постоянного тока (ГПТ) применяют на промышленных предприятиях для питания двигателей постоянного тока, электролитических ванн и т.д.
Машина постоянного тока состоит из статора – неподвижной части и якоря – вращающейся части.
Статор состоит из станины (корпуса машины). К внутренней части станины крепятся основные и добавочные полюса, которые служат для создания в машине сильного постоянного магнитного потока и состоит из стального сердечника, на котором укреплена обмотка возбуждения. Постоянный ток, проходя по обмотки возбуждения, создает постоянное магнитное поле, которое усиливается стальным сердечником.
По способу возбуждения (получения магнитного потока) машины постоянного тока делятся на:
1) с независимым возбуждением, у которых обмотка возбуждения питается от постороннего источника постоянного тока;
2) с самовозбуждением, у которых обмотка возбуждения присоединяется к обмотке якоря и питается током самого якоря.
Якорьсостоит из сердечника, который набирают из стальных листов электротехниче ской стали, изолированных друг от друга. В пазы якоря укладывается обмотка якоря, которую укрепляют деревянными или пластмассовыми клиньями. В тех же целях на поверхности якоря помещаются бандажи.
Обмотки якоря соединяются с коллектором, который собирают из отдельных изолированных друг от друга медных пластин. К коллектору прижимаются щетки, применяемые для соединения с зажимами машины постоянного тока.
Щетки – это угольные или графитовые стержни, укрепленные в щеткодержателях.
Недостатком машин постоянного тока является наличие
щеточно-коллекторного аппарата, который требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надежность работы машины.
Историческая справка
Принципиальная возможность создания электродвигателя постоянного тока была впервые показана М. Фарадеем в 1821 г.; в созданном им приборе проводник, по которому пропускали постоянный ток, вращался вокруг магнита.
Двигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением был создан в России акад. Б. С. Якоби в 1834 г., который назвал его магнитной машиной. В 1838 г. им был построен более мощный электродвигатель, который использовался для привода гребного винта речного катера. Принцип обратимости электрических машин был также впервые сформулирован русским физиком акад. Э. X. Ленцем.