Электродвигатель постоянного тока. Принцип действия и устройство. – www.motors33.ru

На рис. 1-1 представлена простейший электродвигатель постоянного тока, а на рис. 1-2 дано его схематическое изображение в осевом направлении. Неподвижная часть двигателя, называемая индуктор, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в электродвигателе основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис. 1-1 имеет два полюса 1 (ярмо индуктора на рис. 1-1 не показано).
Вращающаяся часть электродвигателя состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря 2 и коллектора. 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в показанном на рис. 1-1 и 1-2 простейшем электродвигателе имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. На коллектор налегают две неподвижные щетки 4, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.
Основной магнитный поток в нормальных электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов.

Рис. 1-1. Простейший электродвигатель постоянного тока
Рис. 1-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).

Генератор постоянного тока.

Рассмотрим сначала работу электродвигателя в режиме генератора.

Предположим, что якорь электродвигателя (рис. 1-1 и 1-2, а) приводится во вращение по часовой стрелке. Тогда в проводниках обмотки якоря индуктируется Э. Д. С., направление которой может быть определено по «правилу правой руки» и показано на рис. 1-1 и 1-2, а. Поскольку поток полюсов предполагается неизменным, то эта Э. Д. С. индуктируется только вследствие вращения якоря и называется Э. Д. С. вращения. В обоих проводниках вследствие симметрии индуктируются одинаковые Э. Д. С., которые по контуру витка складываются. Частота Э. Д. С. f в двухполюсном электродвигателе равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду:
f = n,
а в общем случае, когда машина имеет р пар полюсов с чередующейся полярностью:
f = pn

Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.

Двигатель постоянного тока.

Рассматриваемая простейшая машина может работать также двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника. При этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент. Величины силы и момента определяются как и для генератора. При достаточной величине Мэм якорь электродвигателя придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент Мэм при этом является движущим и действует в направлении вращения.
Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направления вращения генератора (рис. 1-2, а) и двигателя (рис. 1-2, б) были одинаковы, то направление действия а следовательно, и направление тока у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором (рис. 1-2, б).
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве механического инвертора тока.
Принцип обратимости. Из изложенного выше следует, что каждый электродвигателя постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью.
Для перехода машины постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно, при неизменной полярности полюсов и щеток и при неизменном направлении вращения требуется только изменение направления тока в обмотке якоря.
Поэтому такой переход может осуществляться весьма просто и в определенных условиях даже автоматически.
Аналогичным образом может происходить изменение режима работы также в электродвигателях переменного тока.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ судовые — Словарь морских терминов на Корабел.ру

Словарь морских терминов

устройства для преобразования механической энергии в электрическую и обратно. Электрические машины делятся на два основных вида: генераторы и электродвигатели. Конструктивно Электрические машины состоят из неподвижной и вращающейся системы катушек, намотанных на сердечники из ферромагнитного материала. Вращающаяся часть Электрической машины называется ротором или якорем, неподвижная часть — статором. На судах применяются электрические машины переменного и постоянного тока. В качестве генераторов переменного тока используются синхронные генераторы, на роторе которых расположена обмотка возбуждения, питающаяся постоянным током. Магнитный поток, создаваемый током возбуждения, образует при вращении ротора напряжение в обмотке статора, которое подается на главный распределительный щит (ГРЩ) и дальше — судовым потребителям. Ротор генератора приводится во вращение механическим первич-ным двигателем (например, дизелем). Генератор постоянного тока отличается от синхронного тем, что его обмотка возбуждения расположена на статоре, а ротор (якорь) подключен к коллектору, представляющему собой электромеханический выпрямитель. Ток нагрузки снимается с контактных щеток. Генераторы на судах часто работают параллельно. В этом режиме между синхронными генераторами необходимо распределять активную и реактивную нагрузки. Суммарная активная нагрузка всех параллельно работающих генераторов определяется суммой всех активных составляющих токов потребителей, т. е. тех частей нагрузки, которые преобразуются либо в теплоту, либо в механическую работу. Доля активной нагрузки каждого из параллельно работающих генераторов зависит от настройки регулятора частоты вращения первичного двигателя соответствующего генератора. При одинаковой настройке генераторы будут иметь равные величины активной нагрузки. Если в случае аварии первичный двигатель одного из генераторов прекратит преобразование энергии топлива в активную мощность электрогенератора, то последний сбросит нагрузку и перейдет в двигательный режим. Соответственно активная мощность генератора называется обратной мощностью. Режим двигательной нагрузки на судах не допускается, поэтому генератор отключается от ГРЩ специальной защитой от обратной мощности. Суммарная реактивная нагрузка параллельно включенных синхронных генераторов определяется суммой реактивных токов потребителей, т. е. таких составляющих общего тока, которые служат только для создания магнитных полей обмоток асинхронных двигателей, генераторов и др. электромагнитных элементов. Доля реактивной нагрузки каждого генератора устанавливается настройкой его регулятора напряжения. Реактивные токи увеличивают вредные тепловыделения электрооборудования за счет нагрева проводов и кабелей, поэтому конструкторы электрических машин стремятся снизить эти токи до возможного минимума. К судовым генераторам переменного тока предъявляются требования по качеству напряжения, в т. ч. по точности соответствия синусоиде формы кривой мгновенных значений тока и напряжения. Искажение формы (величина отклонения от синусоиды) не должно превышать нескольких процентов. Нагрузка в виде управляемых выпрямителей или инверторов искажает форму кривой переменного тока генераторов и вызывает пульсации напряжения генераторов постоянного тока, что может неблагоприятно отразиться на работе судовых потребителей. Наиболее распространенным видом электродвигателя на судах является трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель переменного тока. На его статоре размещена обмотка, подключаемая к сети, а обмотка ротора представляет собой цилиндр из магнитного материала с заложенными в пазы алюминиевыми стержнями, замкнутыми накоротко. Вращающий момент электродвигателя создается в результате взаимодействия потока обмотки статора и токов, наведенных в обмотке ротора. Частота вращения двигателя зависит от частоты сети и схемы обмоток. В многоскоростных двигателях на статоре располагаются 2 — 4 обмотки. Электродвигатель постоянного тока кроме обмоток статора и ротора имеет коллектор со щетками. Применяют также вентильные двигатели, в которых коллекторный аппарат заменен тиристорным переключателем. Двигатели постоянного тока большой мощности, например гребные, выполняются с 2 обмотками якоря и соответственно с 2 коллекторами для уменьшения нагрузки. Включение напряжения на электродвигатели при пуске производится с помощью контактора — аппарата, подобного электромагниту. При подаче питания в катушку контактора происходит сближение контактов электрической цепи двигателей. Контактор с др. элементами пусковой схемы образует т. н. пускатель. Для ограничения пускового тока электродвигателей в их цепи включают пусковые сопротивления. ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ: Определение фразы «Электрические машины» в свободной энциклопедии Википедия Статья в научном журнале по электротехнике. Электрические машины переменного тока  По данным «МОРСКОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ» в двух томах, том 2. Под редакцией академика Н.Н.Исанина

Основные части двигателя постоянного тока и их функции — Wira Electrical

Двигатель постоянного тока способен преобразовывать электрическую энергию в механическую. Наиболее распространенный тип двигателя постоянного тока работает за счет генерируемых магнитных полей. Большинство типов двигателей постоянного тока работают по электромеханическому или электронному принципу, чтобы производить изменения тока в двигателе. Как следует из названия, этот двигатель работает от постоянного напряжения.

Детали двигателя постоянного тока

Если вы читали описание двигателя постоянного тока, вы можете найти другое количество частей двигателя постоянного тока. Наиболее часто упоминаемыми деталями являются ротор, статор, щетка, коллектор и якорь. Они не ошибаются, но это не совсем так.

Детали двигателя постоянного тока ничем не отличаются от генератора постоянного тока, но обязательно прочтите разницу между двигателем постоянного тока и генератором.

Полное объяснение частей двигателя постоянного тока можно прочитать ниже:

Ротор

Ротор происходит от слова «вращать», что означает электрическую вращающуюся часть двигателя постоянного тока. Ротор – подвижная часть двигателя постоянного тока. Он динамически перемещается при подаче напряжения на обмотку якоря. Это создаст механическое движение для двигателя постоянного тока.

Это важная часть двигателя постоянного тока. Ротор построен из:

• Вал
• Armature Core
• Brush
• Commutator
• АРМАЦИОННЫЕ ВИНДЫ

Статор

Статор. мотор. Статор не движется, а только создает магнитное поле вокруг ротора, чтобы ротор вращался, когда на него подается напряжение.

Статор состоит из:

• Ярма или рамы
• Обмотки возбуждения
• Полюса

Щетки

Щетки присоединены к электрической цепи от коллектора для подачи энергии от коллектора в качестве моста. Щетки обычно изготавливаются из углеродного или графитового материала.

Коллектор

Коллектор имеет форму разрезного кольца. Кольцо изготовлено из меди и разделено на 2 или более частей в зависимости от количества обмоток якоря. Разделенный сегмент соединен с обмоткой якоря.

Основное назначение коммутатора – подача электрического тока на обмотки якоря. Основная идея работы двигателя постоянного тока — это взаимодействие между северным и южным полюсами, создаваемое обмотками якоря и обмотками возбуждения. Сгенерированный северный полюс от якоря будет притягиваться к южному полюсу от обмотки возбуждения и наоборот, производя вращательное движение от ротора. Постоянный крутящий момент, создаваемый этим движением ротора в одном направлении, называется коммутацией.

Таким образом, коммутатор — это часть, соединенная с якорем для переключения тока в обмотках якоря. Каждый сегмент разрезного кольца изолирован друг от друга изоляционным материалом, таким как слюда. Резюмируя, мы подводим электрический ток от источника питания к щеткам через коммутатор и затем обмотки якоря.

Читайте также: каскадный ОУ

Обмотки якоря

Обмотка якоря используется для возбуждения статического магнитного поля в роторе. Устанавливаем обмотку якоря вокруг прорези сердечника якоря.

Обмотки якоря могут быть изготовлены из:

• Конструкция обмотки внахлестку
• Конструкция волновой обмотки

Помимо обмоток якоря мы находим сердечник якоря, изготовленный из ламинирования кремнистой стали с низким гистерезисом для уменьшения магнитных потерь. Эти многослойные стальные листы будут собраны вместе для создания сердечника арматуры цилиндрической формы. Внутри сердечника также есть прорези из того же материала, что и сердечник.

Обмотки возбуждения

Обмотки возбуждения изготовлены из медного провода и обмотаны вокруг полюсных башмаков. Обмотка возбуждения используется для возбуждения статического магнитного поля в статоре. Устанавливаем обмотки возбуждения вокруг паза полюсных башмаков. Нам не нужны обмотки возбуждения, если мы используем постоянные магниты, такие как двигатель с постоянными магнитами или двигатель с постоянными магнитами.

Хомут или рама

Хомут представляет собой железную раму в качестве защитного кожуха для ротора и статора. Эта часть защищает все, что находится внутри, поддерживает якорь и корпус магнитных полюсов, обмотки возбуждения и полюс для обеспечения магнитных полей для ротора.

Полюса

Полюса в статоре используются для возбуждения определенной последовательности магнитных полюсов, чтобы обеспечить вращение ротора. Он делится на Pole Core и Pole Shoes.

Для двигателя постоянного тока нам нужны магнитные поля, чтобы ротор начал вращаться. Чтобы генерировать магнитные поля, мы размещаем обмотки возбуждения вокруг полюсного башмака, который прикреплен к полюсному сердечнику во внутренней части ярма. Эти части Pole Shoe и Pole Core крепятся друг к другу с помощью гидравлического давления. Конструкция представляет собой ярмо, удерживающее полюсный сердечник, на котором закреплены полюсные башмаки с обмотками возбуждения. Этот полюсный узел создает поток, распространяющийся в воздушный зазор между ротором и статором.

Читайте также: характеристики двигателя постоянного тока

Машина постоянного тока: основные компоненты и функции

Содержание

Основные компоненты машины постоянного тока . Есть две основные части, статор и ротор. Статор содержит такие детали, как щетки, магниты и корпус всего двигателя. Ротор содержит обмотки, коммуникатор и выходной вал. Две части работают вместе, когда подается напряжение для создания движущегося двигателя.

Машина постоянного тока

Двигатели постоянного тока работают в двух направлениях. Машина постоянного тока, которая производит электричество за счет потребления механической энергии, называется генератором. Двигатель постоянного тока, который потребляет электричество для создания механической энергии, называется двигателем. Одна и та же базовая машина постоянного тока может быть либо двигателем, либо генератором.

Основные компоненты машины постоянного тока

Машина постоянного тока использует или производит электрическую энергию. Он делает это путем преобразования механической энергии в электрическую или наоборот. Машина постоянного тока состоит из двух основных частей, стационарной и подвижной, называемых полем и якорем. Важным примером машины постоянного тока является медная катушка, вращающаяся вокруг своей оси между двумя магнитами. Практичной машине постоянного тока также нужен коммутатор, щетки, полюса и подшипники.

1- Поле (магнитные полюса)

2- Якорь

3- Коллектор

4- Ярма и подшипники

5- Угольные щетки машины постоянного тока

1.

2 2 3 Обмотка возбуждения 900 машины постоянного тока 900 Поле является неподвижной частью двигателя постоянного тока. Поле обычно состоит из магнитных полюсов. В приведенном выше примере медной катушки, вращающейся вокруг своей оси между двумя магнитами, два магнита создают магнитное поле, в котором проводник, якорь, должен двигаться, чтобы произвести электрический заряд.

2. Обмотка якоря

• Якорь — это движущаяся часть двигателя постоянного тока. Он движется в поле, чтобы завершить электромеханическое преобразование энергии машины постоянного тока. В приведенном выше примере медная катушка является якорем, вращающимся в магнитном поле.

Обмотка якоря машины постоянного тока

3. Коллектор

• Вращающийся якорь и его щетки создают переменное электромагнитное поле (ЭМП), которое может нарушить работу машины постоянного тока. Коллектор в сочетании с коммутирующими полюсами разрешает переменную ЭДС и предотвращает искрение щеток.
• Это механический выпрямитель, который преобразует переменное напряжение, генерируемое в обмотке якоря, в постоянное напряжение на щетках. Он изготовлен из медных сегментов, изолированных друг от друга подходящим изоляционным материалом и закреплен на валу машины.

4. Хомут и подшипники

Каждая часть двигателя постоянного тока работает по-своему. Как коммутатор, состоит из полукруглых колец. Которые преобразуют переменный ток в пульсирующий постоянный. И угольные щетки, из-за которых цепи контактировали с внешним источником или аккумулятором. И здесь мы также предлагаем магнит, который вращает ротор в магнитном поле, чтобы использовать электрическую энергию или хранить электрическую энергию. Это просто происходит, когда электрическая машина используется в качестве электрического генератора.

5. Угольные щетки в машине постоянного тока

• Щетки используются для сбора электрического заряда с якоря. Они должны поддерживаться щеткодержателями. Вилка и подшипники обеспечивают механическую поддержку вращающегося якоря машины постоянного тока, обеспечивая плавное и устойчивое движение при уменьшении трения.
• А назначение угольных щеток для соединения ч/б вращающегося коллектора и стационарной цепи внешней нагрузки.
• Используется для уменьшения искрения и обеспечения лучшего соединения.

Щетки предназначены для обеспечения электрических соединений между вращающимся коллектором и стационарной цепью внешней нагрузки. Щетки изготовлены из углерода и опираются на коллектор. Давление щетки регулируется с помощью регулируемых пружин.

Угольные щетки, используемые в машине постоянного тока

Если давление щетки очень велико, трение вызывает нагрев коллектора и щеток. С другой стороны, если он слишком слабый, несовершенный контакт с коммутатором может вызвать искрение. Многополюсные машины имеют столько щеток, сколько полюсов. Например, 4-полюсная машина имеет 4 щетки.