МАШИНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
Незважаючи на переважне поширення електроенергії змінного струму в ряді галузей промисловості широко використовується і постійний струм. У зв'язку з цим знаходять широке застосування електричні машини постійного струму.
Двигуни постійного струму призначені для перетворення електричної енергії постійного струму в механічну енергію, яка передається через вал робочого органу приводного механізму.
Двигуни постійного струму мають важливими перевагою перед іншими електродвигунами: вони дозволяють плавно і в широких межах регулювати швидкість обертання і володіють великим пусковим і перевантажувальними моментами, порівняно високою швидкодією, що важливо під час реверсування і гальмування.
Двигуни постійного струму застосовуються:
- в електроприводах головного руху і подач металорізальних верстатів, штампувальних машин, роботів і маніпуляторів, прокатних станів металургійного виробництва, деяких типів вантажопідйомних механізмів;
- в тягових електроприводах транспортних засобів потужних тягачів різного призначення, трамваїв, тролейбусів, тепловозів;
- в електроприводах роторів потужних снігоочисників;
- як виконавчі елементи автоматичних систем управління технологічними процесами і виробничими установками.
Машини постійного струму - оборотні. Вони можуть працювати і як генератор і як двигун. Конструктивно генератори і двигуни постійного струму влаштовані однаково. На рис. 5.1 показаний поздовжній розріз двигуна постійного струму.
Р
1-колектор, 2 - щітковий апарат, 3 - якір, 4 - головні полюси, 5 - котушка обмотки збудження, 6 - станина, 7 і 12 підшипникові щити, 8 - вентилятор, 9 - лобові частини обмотки статора, 10 - вал, 11 -лапи
Машини постійного струму складається з двох основних частин: статора - нерухомої частини і рухомої частини - ротора. У машинах постійного струму ротор називається якорем.
Основними конструктивними елементами машин постійного струму (рис. 5.1) є станина 6 із закріпленими на ній головними 4 і додатковими полюсами, що обертається якір 3 з обмоткою збудження 5 і колектором 1 і щітковий апарат 2. У машинах малої і середньої потужностей станина одночасно служить і корпусом , до якого кріпляться лапи 11 для установки машини, і частиною муздрамтеатру. По ній замикається магнітний потік. У більшості машин станина виконана масивної, зі сталевих труб, або зварений з листів конструкційної сталі. У ряді машин станину виконують шіхтованной.
До внутрішньої поверхні станини кріплять головні і додаткові полюси. Сердечники головних полюсів масивні або набрані з листів сталі товщиною 1 - 2 мм. Сердечники додаткових полюсів, як правило, масивні. На головних полюсах розташовуються обмотки збудження; їх МДС створюють робочий потік машини. Обмотки додаткових полюсів, розташованих по поперечним осях машини, служать для забезпечення нормальної комутації. Магнитопровод якоря шихти з листів електротехнічної сталі. У машинах малої потужності сердечник якоря насаджується безпосередньо на вал зі шпонкою і фіксується в осьовому напрямку буртиком вала і кільцевої шпонкой. З торців якоря для запобігання распушения листів під час роботи встановлені натискні шайби, суміщені з обмоткодержателямі.
На валу 10 двигуна розташований якір двигуна. Сердечник якоря являє собою циліндричний магнітопровід 6, в пазах якого розташована обмотка якоря 7.
Якір машини постійного струму в даний час виконується, як правило, барабанного типу. Він складається з: сердечника якоря 4, що набирається з листової електротехнічної сталі товщиною 0,35-0,5 мм. Для зменшення втрат від вихрових струмів листи ізолюються одна від одної лакової або оксидною плівкою. На зовнішній поверхні сердечника якоря є пази, рівномірно розподілені по колу, в які вкладається обмотка якоря 5. Обмотка виконується зі спеціальних мідних обмотувальних проводів круглого або прямокутного перерізу. Елементи обмотки ретельно ізолюються між собою і від сердечника і закріплюються в пазах за допомогою клинів або бандажів зі сталевого дроту. Частини обмотки, що виступають з торців сердечника (лобові з'єднання) кріпляться бандажами.
Секції обмотки якоря приєднані до колектора 1. До нього ж притискаються пружинами нерухомі щітки 2. Закріплений на валу двигуна колектор складається з ряду ізольованих від нього і один від одного мідних пластин. За допомогою колектора, і щіток здійснюється з'єднання обмотки якоря з зовнішньої електричної ланцюгом. У двигунів вони, крім того, служать для перетворення постійного у напрямку струму зовнішньої ланцюга в змінюється у напрямку струм в провідниках обмотки якоря.
Обмотки якорів двошарові. В машинах потужністю до 15 - 20 кВт вони виконані з круглого дроти і покладені в напівзакриті пази. У пазових частинах обмотка кріпиться пазовими клинами, в лобових - бандажами з стеклоленти або немагнітної сталевого дроту, які притискають їх до обмоткодержателям. В машинах великої потужності котушки обмотки якоря намотують з прямокутного проводу і укладають у відкриті пази. Кріплення обмотки або таке ж, як і в машинах малої потужності, т. Е. Клинами в пазової і бандажами в лобовій частині, або бандажами і в пазової, і в лобовій частині. Обмотка якоря приєднується до колектора, закріпленому на валу машини. Зазвичай колектор виконується циліндричного типу, рідше торцевого. Поздовжній розріз циліндричного колектора наведено на рис. 5.2.
1 - передній нажімной конус; 2 - пластини колектора; 3 - втулка колектора; 4 - ізоляційна манжета; 5 -Задній нажімной конус
Колектор складається з колекторних пластин (ламелей) 2, ізольованих один від одного і від елементів кріплення міканітовимі прокладками і манжетами 4. З торців пластини стягуються нажімнимі конусами (фланцями) 5. Завдяки спеціальному виступу (ластівчин хвіст) пластини стискаються між собою, утворюючи жорстку конструкцію . Потім колектор обточується, щоб його робоча поверхня була строго циліндричної.
Для з'єднання обмотки якоря з зовнішньої ланцюгом служить щітковий апарат. Зазвичай він складається з щіткової траверси з пальцями і щіткотримачів із щітками. Щіткотримач складається з обойми, в якій розташовується щітка, і натискний пружини, що притискує щітку до колектора. Всі однойменні щітки з'єднуються між собою збірними шинами, які виводяться на затискачі машини, як кінці обмотки якоря. Обмотка якоря упаюється безпосередньо в виступаючі частини колекторних пластин або за допомогою спеціальних з'єднувальних провідників (півників), якщо різниця в діаметрах колектора і якоря велика.
Додаткові полюси з розташованої на них обмоткою зменшують іскріння між щітками і колектором машини. Обмотку додаткових полюсів з'єднують послідовно з обмоткою якоря і на електричних схемах часто не зображують.
Крім двигунів, що мають два головних полюси, існують машини постійного струму з чотирма і бόльшім кількістю головних полюсів. При цьому відповідно збільшується кількість додаткових полюсів і комплектів щіток.
На корпусі також розташовані табличка з паспортними даними та клемна коробка.
Клеми на щитку коробки маркуються: початок і кінець обмотки якоря А1 і А2; паралельної обмотки збудження - Е1 і Е2. обмотки додаткових полюсів - В1 і В2.