14. Машины постоянного тока.

Машины постоянного тока имеют более сложную конструкцию, чем бесколлекторные переменного тока. Однако, их главное достоинство – возможность плавного регулирования частоты вращения в широких пределах. КПД коллекторных машин с мощностью меньше 100 КВт – 60%, с мощностью больше 100 КВт – 90%.

Коллекторная машина состоит из статора, содержащего постоянный электромагнит, имеющий 2 главных полюса и иногда оснащаемый дополнительными полюсами. Главные полюса имеют полюсные источники специальной формы, которые подбираются таким образом, чтобы внутри статора получался один и тот же воздушный зазор во всей окружности.

В коллекторной машине статор является индуктором, а ротор – якорем.

к – корпус щеткодержателя, П – приж. механизм, Пр – токосъемный механизм

1. Главный полюс

2. Полюсный наконечник

3. Обмотка статора

4. Обмотка ротора (якоря)

5. Коллекторные щетки

6. коллектор

Принцип действия: На статор коллекторной машины подается ток возбуждения, создавая внутри статора магнитный поток возбуждения Фв. При вращении ротора количество силовых линий магнитного поля, пересекающие каждый виток обмотки, являются переменными во времени. Это приводит к возникновению в обмотке ротора переменной ЭДС. С помощью коллектора переменная ЭДС на выходе становится постоянной.

Е=Се n Фв Се- конструкционная постоянная

Фв = СфIв М= СмФвIя

15. Генератор с независимым возбуждением. Генератор с самовозбуждением. Последовательное подключение.

Генератор с независимым возбуждением.

Ток на обмотку возбуждения подается от независимого источника.

Характеристика холостого хода:

U₀=f(I_B)

Внешняя характеристика:

U=f(I_Я); I_Я= I_Н; U=E- I_ЯR_Я; n – const; I_B – const.

Спад происходит вследствие размагничивания статора.

Регулировочная характеристика:

I_B=f(I_A); U – const; h – const.

Генератор с самовозбуждением.

В них обмотка возбуждается, и нагрузка включена в одну цепь.

Последовательное подключение.

I_B= I_Я; U= Е- I_Я R_Я; Е=С_еhФ_В=C_ЯI_Я.

Этот способ практически не используется.

15. Параллельное подключение. Смешанное подключение. Электродвигатели постоянного тока.

Параллельное подключение.

U= f(I_Я)

1. Независимое возбуждение

2. Параллельное подключение

Смешанное подключение.

∆U ~ 0,02U_ном.

1. Согласованное включение обмоток

2. Несогласованное включение обмоток

Электродвигатели постоянного тока.

Свойства и параметры постоянного тока зависят от способа подключения обмоток якоря и возбуждения.

Все характеристики двигателя можно получить теоретически используя 3 формулы:

Е=C_enФ_В; M=C­_MI_ЯФ_В; U=E+I_ЯR_Я.

Получим механическую характеристику

n=f(M); n=E/ C_eФ_В=(U-I_ЯR_Я)/ C_eФ_В; I_Я=M/ C_MФ_В; Ф_В=const => n=n₀-CM; c=const.

1. Параллельное подключение

2. Последовательное подключение

3. Смешанное подключение

При последовательном подключении ток сильно зависит от нагрузки. Двигатели такого типа не боятся перегрузки. Однако при малом тормозном моменте скорость вращения быстро возрастает, и двигатели очень быстро переходят в аварийный режим.