21.Принцип действия коллектора у машин постоянного тока

Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях). Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины. Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. Щетки замкнуты на внешнее сопротивление тогда э. д. с., индуктируемая в проводниках, будет вызывать в замкнутой цепи электрический ток. Поэтому при рассмотрении работы коллектора можно говорить не об индуктированной э. д. с., а об индуктированном электрическом токе. Направление индуктированного тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток. Представление о характере изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки, снабженной коллектором, дает кривая рис. 5. Из кривой видно, что наибольших значений ток достигает в точках, соответствующих 90° и 270°, т. е. когда проводники пересекают силовые линии непосредственно под полюсами. В точках 0° (360°) и 180° ток во внешней цепи равен нулю, так как проводники, проходя нейтральную линию, силовых линий не пересекают. 

22.Вращающий момент и эдс двигателя постоянного тока.

Пуск двигателя. Из уравнения ЭДС двигателя ток якоря можно записать следующим образом: I_я = (U-E)/∑r_я

В момент вкл двигателя в сеть его якорь неподвижен, т.е. r=o и E=0

I_я.п.=U/∑r_я

I_я.п.=U/(∑r_я +R_п) – пусковой ток

R_п-сопротивление пускового реостата, подбир. таким образом, чтобы начальный пусковой ток превышает номинальный ток двиг. Не более чем в 2-4р.

Регулирование частоты вращ. двигателя

п=E/C_eФ

п=(U-I_я∑r_я)/C_яФ

Регулировать частоту вращ. якоря возможно тремя способами:

1)изменение напряжения питательной сети U1. Применяется для мощных двигателей, а также в тех случаях, когда необходимо регулировать частоту вращения в широких пределах. При этом способе необходим индивидуальный источник питания с плавной регулиров. выходного напряжения.

2)изменение активного сопротивление цепи якоря ∑r_я; куда входит и сопротивление регулирования реостата. Применяется в двигателях небольшой мощности, т.к. в регулируемом реостате вкл последовательно с обмоткой якоря, в этом случае потери мощности будут допустимы.

3)изменение магнитного потока двигателя Ф. в цепь обмотки возбуждения вкл регулируемый реостат. Изменяя сопрот. этого реостата, можно измен. знач. тока возбужд. Iв, а следоват., и знач. магнитного потока двиг. Ф.

Реверсирование двигателя(изменение направления вращения)

Изменяя направление Ф и Iя, можно изменить направление вращ. момента, а значит и направление вращ. якоря ДТП.

В двигателе с электромагнитным возбуждением реверсирование осуществляется изменением направления любого из токов: тока возбуждения Iв или тока якоря Iя.

Механическая характеристика двигателя – зависимость r=ʄ(M) при U=const и Iв=const

n=(U-I_я∑r_я)/С_eФ

I_я=М/С_мФ

n=(U/C_eФ)-(М∑r_я)/(С_еС_мФ²)=n_x-Δn, где n_x-частота вращения в режиме х.х.; Δn-изменение частоты вращения, вызванное изменением нагрузки на валу двигателя.

Регулир. хар-ка двиг. – n=ʄ(Iв) при Iн=const и U=const. С увеличением тока возбуждения Iв и соответственно увелич. Потока Фв частота вращ. уменьш.

n=(U-I_я∑r_я)/С_eФ