Основные узлы электрических машин

Классификация электрических машин

Электрические машины постоянного тока

По выполняемым функциям электрические машины (ЭМ) можно разделить на машины общего и специального назначения (рис. 2.1).

В свою очередь, ЭМ общего назначения можно классифицировать следующим образом (рис. 2.2).

Промышленность выпускает ЭМ различной мощности и на разные напряжения. Условно по мощности их можно разделить на следующие группы:

– микромашины (мощность P от долей ватта до 500 Вт);

– машины малой мощности (Р= 0,510 кВт);

– машины средней мощности (Р=101000 кВт);

– машины большой мощности (P свыше 1000 кВт).

Напряжение питания ЭМ изменяется от 612 В у машин постоянного тока до 30 кВ в машинах радиотехнических устройств.

Номинальная частота вращения электрических машин изменяется в пределах от нескольких оборотов в минуту до 30000 об/мин. Известно, что

, (2.1)

где M — вращающий момент на валу машины; w — угловая скорость вала.

Поэтому увеличение угловой скорости w при Р = const позволяет уменьшить вращающий момент М и получить ЭМ с меньшей массой и габаритами.

Электрические машины переменного тока по сравнению с ЭМ постоянного тока являются менее скоростными при частоте питающей сети 50 Гц, так как частота вращения двигателя не может превышать 3000 об/мин.

Конструктивно ЭМ содержат следующие основные узлы:

– неподвижный узел – статор;

– вращающийся узел – ротор (якорь);

– в машинах постоянного тока – щеточно-коллекторный узел, который в генераторах служит для выпрямления переменного напряжения, наводимого в секциях обмотки якоря.

На статоре машины постоянного тока (МПТ) всегда имеются явно выраженные полюса в отличие от машин переменного тока, где полюса выражены неявно. Статор и ротор являются элементами магнитопровода, по которым замыкается магнитный поток.

Конструктивно статор представляет собой металлический корпус цилиндрической формы, на внутренней поверхности которого крепятся магнитные полюса и другие детали. На магнитных полюсах МПТ помещается обмотка возбуждения(ОВ), секции которой располагаются таким образом, чтобы магнитные полюса чередовались (N–S–N–S…N–S).

Якорь набирают в виде пакета цилиндрических по форме листов электротехнической стали, имеющих на внешней поверхности пазы для обмотки. Пакет якоря стягивают изолированными от листов болтами и закрепляют на стальном валу, который вращается, опираясь на шарикоподшипники переднего и заднего щитов машины.

Коллектор представляет собой набор медных, изолированных друг от друга и вала машины пластин, набранных в виде боковой поверхности цилиндра. Коллектор крепится вместе с якорем на валу. По касательной к его боковой поверхности скользят неподвижные щетки(графитовые или медно-графитовые).

ЭМ постоянного тока делятся на две основные группы:

— электрические генераторы — преобразуют механическую энергию в электрическую;

— электрические двигатели — преобразуют электрическую энергию в механическую.

МПТ обладает свойством обратимости, т.е. без изменения конструкции она может работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя.

Машины постоянного тока. Основные узлы

К ним относятся генераторы постоянного тока (ГПТ) и двигатели постоянного тока (ДПТ). Электрические машины постоянного тока – машины обратимые, т.е. им присущ принцип обратимости, смысл которого заключается в том, что любая из этих машин может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. В основе принципа их действия лежит явление электромагнитной индукции и явление возникновения электромагнитных сил, действующих на проводники с током, помещенные в магнитное поле.

Любая машина постоянного тока содержит:

· устройство для создания магнитного поля;

· обмотку, в которой наводится ЭДС и на которую действует момент электромагнитных сил (электромагнитный момент);

· устройство для изменения направления тока.

В соответствии с вышесказанным, любая машина постоянного тока, независимо от того двигатель это или генератор, имеет три основные конструктивные части: статор, ротор и щеточно-коллекторный узел.

Устройство электрической машины постоянного тока:

1. – корпус (литой из чугуна или стали);2. – полюса магнитов;3. – обмотка полюсов (обмотка возбуждения);4. – ротор;

5. – проводники обмотки ротора;6. – коллектор;7. – щетки.

Неподвижная часть машины, образованная корпусом и полюсами, прикручиваемыми к корпусу, называется статором. На полюсах находится обмотка, по которой протекает постоянный ток; тем самым система корпус-полюса-обмотка образует электромагнит, служащий для создания магнитного поля в этой системе. Силовые линии магнитного поля схематически указаны на рисунке. Таким образом, статор служит для создания постоянного магнитного поля, в котором будет находиться вращающаяся часть машины – ротор.

В отличие от статора, у которого все части литые, т.е. сплошные, ротор представляет собой цилиндрический сердечник, набранный из отдельных листов электротехнической стали. Это делают для того, чтобы уменьшить потери на вихревые токи (токи Фуко). На боковой поверхности цилиндрического ротора образуются пазы, в которые вложены проводники обмотки.

Обмотка представляет собой большое число прямоугольных рамок, лежащих в разных плоскостях, и замыкаются они на пластины коллектора.

Коллектор представляет собой медный цилиндр, разрезанный на отдельные части, которые через прокладку из изолятора одеваются на вал машины, на котором находится и ротор. Эти отдельные части образуют пластины, между собой они проложены изолятором, и на каждые две диаметрально противоположные пластины выводятся проводники от одной или нескольких рамок, уложенных на роторе, т.е. рамки могут соединяться как последовательно, так и параллельно.

Щетки в электрических машинах выполняют из графита или угля, и с помощью специальных щеткодержателей они прижимаются ко вращающемуся коллектору и обеспечивают либо снятие напряжения с машины, если это генератор, либо подведение его от внешнего источника, если это двигатель. Т.к. контакт щеток и коллектора не прочный, а скользящий, то при переходе щетки с одной пластины коллектора на другую возникает нестационарный режим, сопровождающийся резким возрастанием ЭДС, и в этот момент между щетками и коллектором проскакивает искра. Это искрение происходит в постоянном режиме, что приводит к достаточно быстрому выгоранию щеток. Это явление называется коммутацией в машинах постоянного тока. В результате чего щеточно-колекторный узел является наиболее слабым местом электрических машин постоянного тока.

Назначение щеточно-коллекторного узла состоит в том, что в режиме генератора он представляет собой выпрямитель механического типа: в обмотке якоря ток переменный, а на выходе он выпрямленный. А в режиме двигателя, где питание осуществляется постоянным током, щеточно-коллекторный узел преобразует его в переменный ток, протекающий по обмотке якоря. Если этого не сделать, то не будет происходить непрерывное вращение.

Понятия статор и ротор – чисто механические. В литературе можно встретить понятия индуктор и якорь. Это чисто электротехнические понятия, и очень часто считают, что, например, якорь и ротор – это слова-синонимы. Статор – это то, что неподвижно, а ротор – то, что вращается. Под электротехническими понятиями «индуктор» и «якорь» понимают следующее: «индуктор» — это устройство, которое создает магнитное поле, а в якоре под действием этого электромагнитного поля наводится ЭДС, на которую со стороны магнитного поля действуют силы.

Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 26 | Нарушение авторских прав

Основные узлы электрических машин

Классификация электрических машин

Электрические машины постоянного тока

По выполняемым функциям электрические машины (ЭМ) можно разделить на машины общего и специального назначения (рис. 2.1).

В свою очередь, ЭМ общего назначения можно классифицировать следующим образом (рис. 2.2).

Промышленность выпускает ЭМ различной мощности и на разные напряжения. Условно по мощности их можно разделить на следующие группы:

– микромашины (мощность P от долей ватта до 500 Вт);

– машины малой мощности (Р= 0,510 кВт);

– машины средней мощности (Р=101000 кВт);

– машины большой мощности (P свыше 1000 кВт).

Напряжение питания ЭМ изменяется от 612 В у машин постоянного тока до 30 кВ в машинах радиотехнических устройств.

Номинальная частота вращения электрических машин изменяется в пределах от нескольких оборотов в минуту до 30000 об/мин. Известно, что

, (2.1)

где M — вращающий момент на валу машины; w — угловая скорость вала.

Поэтому увеличение угловой скорости w при Р = const позволяет уменьшить вращающий момент М и получить ЭМ с меньшей массой и габаритами.

Электрические машины переменного тока по сравнению с ЭМ постоянного тока являются менее скоростными при частоте питающей сети 50 Гц, так как частота вращения двигателя не может превышать 3000 об/мин.

Конструктивно ЭМ содержат следующие основные узлы:

– неподвижный узел – статор;

– вращающийся узел – ротор (якорь);

– в машинах постоянного тока – щеточно-коллекторный узел, который в генераторах служит для выпрямления переменного напряжения, наводимого в секциях обмотки якоря.

На статоре машины постоянного тока (МПТ) всегда имеются явно выраженные полюса в отличие от машин переменного тока, где полюса выражены неявно. Статор и ротор являются элементами магнитопровода, по которым замыкается магнитный поток.

Конструктивно статор представляет собой металлический корпус цилиндрической формы, на внутренней поверхности которого крепятся магнитные полюса и другие детали. На магнитных полюсах МПТ помещается обмотка возбуждения(ОВ), секции которой располагаются таким образом, чтобы магнитные полюса чередовались (N–S–N–S…N–S).

Якорь набирают в виде пакета цилиндрических по форме листов электротехнической стали, имеющих на внешней поверхности пазы для обмотки. Пакет якоря стягивают изолированными от листов болтами и закрепляют на стальном валу, который вращается, опираясь на шарикоподшипники переднего и заднего щитов машины.

Коллектор представляет собой набор медных, изолированных друг от друга и вала машины пластин, набранных в виде боковой поверхности цилиндра. Коллектор крепится вместе с якорем на валу. По касательной к его боковой поверхности скользят неподвижные щетки(графитовые или медно-графитовые).

ЭМ постоянного тока делятся на две основные группы:

— электрические генераторы — преобразуют механическую энергию в электрическую;

— электрические двигатели — преобразуют электрическую энергию в механическую.

МПТ обладает свойством обратимости, т.е. без изменения конструкции она может работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

В Поездку

Все для локомотивной бригады

Search Results for: узлы машин постоянного тока

Основные узлы машин постоянного тока

Ведущий локомотив поезда находится за выходным (маршрутным) светофором с разрешающим показанием, машинист его не видит. Что должен сделать ДСП, что бы отправить поезд? В каких случаях машинист остановившегося поезда должен включить красные огни буферных фонарей? В какое положение необходимо переключить …

Вагоны с опасными грузами класса I (взрывчатыми материалами) и цистерны со сжиженными газами при стоянке на железнодорожной станции вне поездов, за исключением находящихся под накоплением на железнодорожных путях сортировочных парков, должны устанавливаться: В каких журналах графы 1, 2, 3, 4, …

Расположение оборудования

Односекционный тепловоз ТЭП70 с электрической передачей переменно-постоянного тока (рис. 1), предназначенный для вождения пассажирских поездов, имеет две кабины управления. Рис. 1 В каждой кабине ниже лобового окна установлен осветительный прожектор. Смену лампы и регулировку направления света прожектора осуществляют из кабины …

1. Описание и работа изделия

1.1 Назначение изделия 1.1.1 Радиостанция в зависимости от исполнения предназначена для работы в линейных и радиальных сетях технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте в качестве: стационарной радиостанции, управляемой по линейному каналу связи от распорядительной станции и от пультов управления; локомотивной или …

IV. Требования охраны труда, предъявляемые к локомотивам, инструменту, инвентарю и организации рабочих мест

4.1. Конструкции локомотивов и их отдельных помещений (электромашинного, дизельного отделения, кабины машиниста, тамбуров, проходов) должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.2.056, ГОСТ 31845, ГОСТ 31187. 4.2. Локомотивы, находящиеся в эксплуатации, должны содержаться в исправном техническом и санитарном состоянии, обеспечивающем их …