Электрические машины. Принцип действия, конструкция и разновидности электродвигателей постоянного тока. Классификация электрических машин

Электрические машины

1.Принцип   действия,    конструкция   и   разновидности   электродвигателей постоянного тока.

Электродвигатель постоянного тока (ДПТ) — электрическая машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.

ДПТ классифицируют по виду магнитной системы статора:

с постоянными магнитами;

с электромагнитами: с независимым включением обмоток (независимое возбуждение);

с последовательным включением обмоток (последовательное возбуждение);

с параллельным включением обмоток (параллельное возбуждение);

со смешанным включением обмоток (смешанное возбуждение): с преобладанием последовательной обмотки;

с преобладанием параллельной обмотки;

Вид подключения обмоток статора существенно влияет на тяговые и электрические характеристики электродвигателя.

Вращение ротора прекращается после того, как произойдет оборот на 90 градусов. Направление магнитного поля совпадает в направлением электротока. Поэтому, металлическое кольцо, подключенное к источнику постоянного тока, разрезается на две части и носит название кольцевого коммутатора. В начале вращения, протекание тока происходит по первой стороне коммутатора и по проводам. Электроток, протекающий по проволочной петле, создает в ней магнитное поле. При дальнейшем вращении петли, происходит и вращение коммутатора. После прохождения кольцом пустого пространства, происходит его переход на другую часть коммутатора. Далее, происходит эффект переменного электротока, благодаря которому вращение петли продолжается.

2.Перечислите достоинства и недостатки электродвигателя постоянного тока в сравнении с другими типами двигателей

К достоинствам можно отнести:

Большой пусковой момент (Хороший запуск).

Легкость регулировки частоты вращения.

Возможно использовать как двигатель и как генератор.

Среди недостатков можно отметить:

Дороговизна изготовления.

Уменьшенный срок эксплуатации из-за износа щеточно коллекторного узла.

Питание от источника постоянного тока, либо необходимо использовать выпрямители

3.Приведите формулы для определения ЭДС и электромагнитного момента электродвигателя постоянного тока.

ЭДС машины постоянного тока наводится в обмотке якоря основным магнитным потоком Ф = [Ср×2р]/[π×D×lя] (магнитный поток одного полюса). Она прямо пропорциональна магнитной индукции на полюсном делении

Вср = [Ф×2р]/[π×D×lя], числу проводников одной параллельной ветви якоря Nп=N/2а (N - общее число проводников в обмотке, 2а – число параллельных ветвей), длине якоря lя (активная длина одного проводника якоря) и скорости движения проводников якоря v=[π·D·n]/60 (D – диаметр якоря, n – частота вращения):

Е =[Вср×N]/[2а×lя×v],

Если щётки расположены на геометрических нейтралях, то:

Е = се×n×Ф,

где се = [р×N]/[60×а] – постоянная для данной машины величина, обусловленная её конструкцией и размерами.

Отсюда следует, что ЭДС машины постоянного тока пропорциональна числу оборотов якоря n, основному магнитному потоку Ф и постоянной машины се.

Электромагнитный момент машины постоянного тока М образуется при прохождении электрического тока по пазовым обмоткам якоря и зависит от основного магнитного потока Ф тока якоря Iя и постоянной для данной машины см = р×N/2а, обусловленной её конструкцией и размерами:

М = см×Ф×Iя.

4.Приведите    скоростные    и    механические    характеристики    двигателей