Как известно, электродвигатель постоянного тока – это устройство, которое с помощью двух своих основных деталей конструкции может преобразовывать электрическую энергию в механическую. К таким основным деталям относятся:
Кроме вышеупомянутых основных деталей конструкции электродвигателя постоянного тока, существуют также и вспомогательные детали, такие как:
В совокупности все эти детали составляют цельную конструкцию электродвигателя постоянного тока. А теперь давайте более подробно рассмотрим основные детали электродвигателя.
Ярмо ДПТЯрмо электродвигателя постоянного тока, которое изготавливают в основном из чугуна или стали, является неотъемлемой частью статора или статической частью электродвигателя. Его основная функция состоит в формировании специального защитного покрытия для более утончённых внутренних деталей двигателя, а также обеспечение поддержки для обмотки якоря. Кроме того, ярмо служит защитным покрытием для магнитных полюсов и обмотки возбуждения ДПТ, обеспечивая тем самым поддержку для всей системы возбуждения.
Магнитные полюса электродвигателя постоянного тока – это корпусные детали, которые крепятся болтами к внутренней стенке статора. Конструкция магнитных полюсов содержит в своей основе только две детали, а именно – сердечник полюса и полюсный наконечник, которые состыкованы друг к другу под влиянием гидравлического давления и прикреплённые к статору.
Видео: Конструкция и сборка электродвигателя постоянного тока
Несмотря на это, эти две части предназначены для разных целей. Полюсный сердечник, например, имеет маленькую площадь поперечного сечения и используется, чтобы удерживать полюсный наконечник на ярмо, тогда как полюсный наконечник, имея относительно большую площадь поперечного сечения, используется для распространения магнитного потока созданного над воздушным зазором между статором и ротором, чтобы уменьшить потерю магнитного сопротивления. Кроме того, полюсный наконечник имеет множество канавок для обмоток возбуждения, которые и создают магнитный поток возбуждения.
Обмотка возбужденияОбмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока выполнены вместе с катушками возбуждения (медный провод) навитыми на канавки полюсных наконечников таким образом, что когда ток возбуждения проходит сквозь обмотку, у смежных полюсов возникает противоположная полярность. По существу, обмотки возбуждения выступают в роли некоего электромагнита, способного создать поток возбуждения, внутри которого вращался бы ротор электродвигателя, а потом легко и эффективно его остановить.
Обмотка якоря электродвигателя постоянного токаОбмотка якоря электродвигателя постоянного тока прикреплена к ротору или вращающейся части механизма, и, как результат, попадает под действие изменяющегося магнитного поля на пути его вращения, что напрямую приводит к потерям на намагничивание.
По этой причине ротор делают из нескольких низко-гистерезисных пластин электротехнической стали, чтобы снизить магнитные потери, типа потери на гистерезис и потери на вихревые токи соответственно. Ламинированные стальные пластины состыковывают друг к другу, чтобы тело якоря получило цилиндрическую структуру.
Тело якоря состоит из канавок (пазов), сделанных из того же материала, что и сердечник, к которому закреплены обмотки якоря и несколько равномерно распределённых по периферии якоря витков медного провода. Пазы канавок имеют пористые клинообразные спаи, чтобы в последствие источаемой во время вращения ротора большой центробежной силы, а также при наличии тока питания и магнитного возбуждения, предотвратить загибания проводника.
Существует два типа конструкции обмотки якоря электродвигателя постоянного тока:
Коллектор ДПТКоллектор электродвигателя постоянного тока – это цилиндрическая структура из состыкованных между собой, но изолированных слюдой, медных сегментов. Если речь идет об ДПТ, то коллектор здесь используется в основном как средство коммутирования или передачи через щётки электродвигателя тока питания от сети на смонтированные во вращающейся структуре обмотки якоря.
Щётки электродвигателя постоянного токаЩётки электродвигателя постоянного тока изготавливают из углеродных или графитных структур, создавая над вращающимся коллектором скользящий контакт или ползунок. Щётки используют для передачи электрического тока от внешнего контура на вращающуюся форму коллектора, где дальше он поступает на обмотки якоря. Коллектор и щётки электродвигателя используют, в общем, для передачи электрической энергии от статического электрического контура на область с механическим вращением, или просто ротор.
www.asutpp.ru
В статье описано устройство стандартной машины постоянного тока. Рассмотрено, что из себя представляют главный и дополнительный полюс, якорь, коллектор и щеточный аппарат.
Рассмотрим несколько подробнее устройство машины постоянного тока и приведем краткое описание ее главных конструктивных элементов.
На рисунке 1 изображен полюс машины. Сердечники полюсов набираются из листов, выштампованных из электротехнической стали толщиной 0,5 – 1 мм, а иногда также из листов конструкционной стали толщиной до 2 мм. Так как магнитный поток полюсов в стационарных режимах не изменяется, то листы друг от друга обычно не изолируются. Сердечник полюса стягивается шпильками, концы которых расклепываются. Нижняя, уширенная, часть сердечника называется полюсным наконечником или башмаком. Расположенная на полюсе обмотка часто разбивается на 2 – 4 катушки для лучшего ее охлаждения.
Рисунок 1. Главный полюс машины постоянного тока
Число главных полюсов всегда четное, причем северные и южные плюсы чередуются, что достигается соответствующим соединением катушек возбуждения отдельных полюсов. Катушки всех полюсов соединяются обычно последовательно. Мощность, затрачиваемая на возбуждение, составляет около 0,5 – 3% от номинальной мощности машины. Первая цифра относится к машинам мощностью в тысячи киловатт, а вторая – к машинам мощностью около 5 кВт.
Для улучшения условий токосъема с коллектора в машинах мощностью более 0,5 кВт между главными полюсами устанавливаются также дополнительные полюсы, которые меньше главных по своим размерам. Сердечники дополнительных полюсов обычно изготавливаются из конструкционной стали.
Как главные, так и дополнительные полюсы крепятся к ярму с помощью болтов. Ярмо в современных машинах обычно выполняется из стали (из стальных труб в машинах малой мощности, из стального листового проката, а также из стального литья). Чугун вследствие относительно малой магнитной проницаемости не применяется.
В машинах постоянного тока массивное ярмо является одновременно также станиной, т. е. той частью, к которой крепятся другие неподвижные части машины и с помощью которой машина обычно крепится к фундаменту или другому основанию.
Рисунок 2. Диск (а) и сегмент (б) стали якоря
Сердечник якоря набирается из штампованных дисков (рисунок 2, а) электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Диски насаживаются либо непосредственно на вал (при Dа ≤ 75 см), либо набираются на якорную втулку (Dа ≥ 40 см), которая надевается на вал. Сердечники якоря диаметром 100 см и выше составляют из штампованных сегментов (рисунок 2, б) электротехнической стали. Сегменты набираются на корпус якоря, который изготовляется обычно из листового стального проката и с помощью втулки соединяется с валом. Для крепления к корпусу якоря сегменты отштамповываются с гнездами для ласточкиных хвостов либо с выступающими ласточкиными хвостами (рисунок 3).
Рисунок 3. Крепление сегментов стали якоря с помощью ласточкиных хвостов
1 – вентиляционные распорки; 2 – лист стали якоря; 3 – стяжной болт; 4 – ребро ступицы якоря; 5 – лист ступицы якоря
В сердечнике якоря в зависимости от выбранной системы вентиляции могут быть аксиальные или радиальные каналы. Аксиальные каналы образуются выштампованными в дисках сердечника отверстиями. Радиальные каналы создаются с помощью вентиляционных распорок или ветрениц, посредством которых сердечник якоря (рисунок 4) подразделяется на отдельные пакеты 1 шириной 40 – 70 мм и каналы 2 между ними шириной около 5 – 10 мм. Ветреницы приклепываются или привариваются к крайним листам пакетов. Сердечник якоря крепится с помощью нажимных плит или фланцев 6.
Рисунок 4. Сердечник якоря с обмоткой
В пазы на внешней поверхности якоря укладываются катушки обмотки якоря. Выступающие с каждой стороны из сердечника якоря (рисунок 4) лобовые части обмотки 3 имеют вид цилиндрического кольца и своими внутренними поверхностями опираются на обмоткодержатели 5, а по внешней поверхности крепятся проволочными бандажами 7. Обмотка соединяется с коллектором 4.
Воздушный зазор между полюсами и якорем в малых машинах менее 1 мм, а в крупных – до 1 см.
Рисунок 5. Коллектор
Устройство коллектора машины небольшой мощности показано на рисунке 5. Он состоит из медных пластин 1 толщиной 3 – 15 мм, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками толщиной около 1 мм. Пластины имеют трапецеидальное сечение и вместе с прокладками составляют кольцо, которое скрепляется с помощью нажимных фланцев 4, стянутых стяжными болтами 7. От нажимных фланцев пластины коллектора изолируются миканитовыми коллекторными манжетами 2. Собранный коллектор крепится на валу 6 с помощью шпонки 5. К каждой пластине коллектора присоединяются соединительные проводники – "петушки" 3 – от обмотки якоря.
Подобное в принципе устройство имеют коллекторы подавляющего большинства машин. В последнее время в малых машинах коллекторные пластины с миканитовыми прокладками часто запрессовывают на пластмассу.
Для отвода тока от вращающегося коллектора и подвода к нему тока применяется щеточный аппарат, который состоит из щеток, щеткодержателей, щеточных пальцев, щеточной траверсы и токособирающих шин.
Одна из типичных конструкций щеткодержателя показана на рисунке 5. Щеткодержатели укрепляются на щеточных пальцах. На каждом щеточном пальце обычно помещают несколько или целый ряд щеткодержателей со щетками, которые работают параллельно. Щеточные пальцы, число которых обычно равно числу главных полюсов, крепятся к щеточной траверсе (рисунок 7)
Рисунок 6. Щеткодержатель со щеткой1 – обойма щеткодержателя; 2 – щетка; 3 – нажимная пружина; 4 – токоведущий кабель; 5 – колодки для крепления к пальцу | Рисунок 7. Крепление щеточного пальца к траверсе1 – палец; 2 – траверса; 3 – изоляция; 4 – токособирательная шина |
и электрически изолируются от нее. Траверса крепится к неподвижной части машины: в машинах малой и средней мощности – к втулке подшипникового щита, а в крупных машинах – к станине. Обычно предусматривается возможность поворота траверсы для установки щеток в правильное положение. Полярности щеточных пальцев чередуются, и все пальцы одной полярности соединяются между собой сборными шинами. Шины с помощью отводов соединяются с выводными зажимами или с другими обмотками машины.
Коллектор и щеточный аппарат являются весьма ответственными узлами машины, от конструкции и качества изготовления которых в большой степени зависит бесперебойная работа машины и надежность электрического контакта между коллектором и щетками.
На рисунке 8 приведен чертеж, а на рисунке 9 – фотография машины постоянного тока в разобранном виде.
Рисунок 8. Общий вид электродвигателя постоянного тока 14 кВт, 220В, 1500 об/мин1 – люковая крышка; 2 – коллекторная пластина; 3 – крепление коллектора пластмассой; 4 – кольцо для размещения корректирующих масс; 5 – траверса; 6 – передний подшипниковый щит; 7 – вал; 8 – обмоткодержатель; 9 – бандаж лобовых частей якоря; 10 – катушка добавочного полюса; 11 – сердечник добавочного полюса; 12 – станина; 13 – рым; 14 – сердечник якоря; 15 – сердечник главного полюса; 16 – катушка главного полюса; 17 – вентилятор; 18 – задний подшипниковый щит; 19 – задняя крышка подшипника; 20 – шариковый подшипник; 21 – передняя крышка подшипника; 22 – свободный конец вала; 23 – паз якоря; 24 – соединительные провода (выводы) от обмоток к доске выводов; 25 – коробка выводов
Видео 1. Устройство машины постоянного тока
Рисунок 9. Электродвигатель постоянного тока типа П52, 8 кВт, 220 В, 43 А, 1500 об/мин
Одноякорные машины постоянного тока строятся мощностью до 10 МВт и напряжением преимущественно до 1000 В. Для электрифицированных железных дорог выпускаются также машины напряжением до 1500 В. На напряжения свыше 1500 В машины постоянного тока изготавливаются редко, так как с увеличением напряжения условия токосъема с коллектора ухудшаются.
В отдельных случаях (мощные ледоколы, приводы аэродинамических труб и пр.) требуются двигатели постоянного тока мощностью 15 – 30 МВт. В машинах с одним якорем получение таких мощностей не возможно, и поэтому строятся двух-, трех- и четырехъякорные машины, которые представляют собой многомашинные агрегаты с общим валом.
Источник: Вольдек А. И., "Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений" – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.
www.electromechanics.ru
Что такое полюс электродвигателя?
4u-pro.ru
Маломощный двигатель с экранированными полюсами и П-образным статором 
Короткозамкнутые витки на статоре Однофазный двигатель с экранированными полюсами — однофазная асинхронная или синхронная электрическая машина, в которой для создания пускового момента используется короткозамкнутая обмотка, называемая экраном[1][2]. Впервые такие двигатели стали появляться около 1890 года[3].
В двигателе с экранированными полюсами каждый полюс расщепляют на две или больше частей. Одна часть полюса остаётся неэкранированной, а на остальные надевается короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца[1]. При подаче на обмотку статора переменного тока магнитный поток через неэкранированный конец полюса нарастает и убывает в соответствии с током через обмотку статора. На экранированном полюсе нарастанию или убыванию магнитного потока препятствует ЭДС, наведённая в экране, но так как электрическое сопротивление экрана не равно нулю, магнитный поток на экранированном конце полюса также нарастает и убывает, но со сдвигом по фазе относительно неэкранированного конца. Благодаря этому создаётся вращающееся магнитное поле.
Из-за малого КПД и небольшого пускового момента, двигатели с экранированными полюсами применяются в основном в маломощных устройствах: вентиляторах, электропроигрывателях и сливных насосах стиральных машин. Такие двигатели редко выпускаются на мощность более 100 Вт.
ru-wiki.org
Для создания пускового момента в асинхронных двигателях малой мощности применяют конструкцию с явно выраженными экранированными полюсами (рис. 16.10, а), на которых располагают однофазную обмотку. Полюсы1 имеют расщепленную на две части
Рис. 16.10. Асинхронный двигатель с экранированными полюсами
конструкцию, при этом на одну из частей каждого полюса надет короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца 2. Ротор двигателя короткозамкнутый.
При включении обмотки статора в сеть пульсирующий поток наводит в короткозамкнутом витке (экране) ток, препятствующий нарастанию магнитного потока и вызывающий фазовый сдвиг потока в этой части полюса (рис. 16.10, б). В результате потоки в обеих частях каждого полюса оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга, что, в свою очередь, приводит к образованию в двигателе вращающегося магнитного поля. Часто для улучшения пусковых и рабочих характеристик двигателя между полюсами помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок, замыкающих края полюсных наконечников полюсов статора.
Асинхронные двигатели с экранированными полюсами нереверсивны — ротор всегда вращается в направлении от неэкранированной части полюса к экранированной. Обычно эти двигатели изготовляют мощностью не более 100 Вт и применяют для привода устройств, не требующих большого пускового момента (электропривод вентиляторов, электропроигрывателей и т. п.). Отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели с экранированными полюсами серии АД...Е, предназначенные для привода приборов с вентиляторной нагрузкой. Эти двигатели мощностью от 2,5 до 25 Вт рассчитаны на работу от сети напряжением 220 В частотой 50 Гц. Кратность пускового момента этих двигателей Мп/ МНОМ = 0,5 ÷ 0,6.
Контрольные вопросы
1.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
2. С какой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?
3.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
4. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
5.С какой целью в асинхронном двигателе с экранированными полюсами эти полюсы делают расщепленными?
• Асинхронные машины специального назначения
Индукционный регулятор напряжения (ИР) представляет собой асинхронную машину с фазным ротором, предназначенную для плавного регулирования напряжения. Рассмотрим работу трехфазного ИР, получившего преимущественное применение. Ротор ИР заторможен посредством червячной передачи, которая не только удерживает его в заданном положении, но и позволяет плавно поворачивать его относительно статора. Обмотки статора и ротора в ИР имеют автотрансформаторную связь (рис. 17.1, а), поэтому ИР иногда называют поворотным автотрансформатором.
Напряжение сети U1 подводится к обмотке ротора, при этом ротор создает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора ЭДС 
= -
, а в обмотке статора — ЭДС
(рис. 17.2, а).
Фазовый сдвиг этих ЭДС относительно друг друга зависит от взаимного пространственного положения осей обмоток статора и ротора, определяемого углом α. При α = 0 оси обмоток совпадают, вращающееся поле одновременно сцепляется с обеими обмотками и ЭДС 
и
совпадают по фазе (при этом
и 
находятся в противофазе). При α = 180 эл. град ЭДС 
и
окажутся в противофазе(
и 
совпадают по фазе). Если пренебречь внутренними падениями напряжения, то напряжение на выходе ИР определяется геометрической суммой:
=
+
(17.1)
При повороте ротора концы векторов 
и 
описывают окружность (рис. 17.2, б), при этом 
изменяется от
=
- 
при α = 0 до 
=
+ 
при α = 180 эл. град (рис. 17.2, в). Поворот ротора осуществляется либо вручную штурвалом, либо дистанционно включением исполнительного двигателя.
ИР применяются во всех случаях, где необходима плавная регулировка напряжения, например в лабораторных исследованиях.
Фазорегулятор (ФР). Предназначен для изменения фазы вторичного напряжения относительно первичного при неизменном вторичном напряжении. В отличие от ИР обмотки ротора и статора ФР электрически не соединены друг с другом, т. е. имеют трансформаторную связь (см. рис. 17.1, б), поэтому ФР иногда называют поворотным трансформатором.
Изменение фазы вторичного напряжения осуществляется поворотом ротора относительно статора. Первичной обмоткой в ФР обычно является обмотка статора. Фазорегуляторы применяются в устройствах автоматики (для фазового управления) и измерительной технике
( для проверки ваттметров и счетчиков).
Рис. 17.1. Схемы соединения индукционного
регулятора напряжения (а) и фазорегулятора (б)
studfiles.net
Маломощный двигатель с экранированными полюсами и П-образным статором
Короткозамкнутые витки на статоре
Однофазный двигатель с экранированными полюсами — однофазная асинхронная или синхронная электрическая машина, в которой для создания пускового момента используется короткозамкнутая обмотка, называемая экраном[1][2]. Впервые такие двигатели стали появляться около 1890 года[3].
В двигателе с экранированными полюсами каждый полюс расщепляют на две или больше частей. Одна часть полюса остаётся неэкранированной, а на остальные надевается короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца[1]. При подаче на обмотку статора переменного тока магнитный поток через неэкранированный конец полюса нарастает и убывает в соответствии с током через обмотку статора. На экранированном полюсе нарастанию или убыванию магнитного потока препятствует ЭДС, наведённая в экране, но так как электрическое сопротивление экрана не равно нулю, магнитный поток на экранированном конце полюса также нарастает и убывает, но со сдвигом по фазе относительно неэкранированного конца. Благодаря этому создаётся вращающееся магнитное поле.
Из-за малого КПД и небольшого пускового момента, двигатели с экранированными полюсами применяются в основном в маломощных устройствах: вентиляторах, электропроигрывателях и сливных насосах стиральных машин. Такие двигатели редко выпускаются на мощность более 100 Вт.
Эта страница последний раз была отредактирована 1 июля 2018 в 10:12. wiki2.org
Маломощный двигатель с экранированными полюсами и П-образным статором Короткозамкнутые витки на статоре Однофазный двигатель с экранированными полюсами — однофазная асинхронная или синхронная электрическая машина, в которой для создания пускового момента используется короткозамкнутая обмотка, называемая экраном[1][2]. Впервые такие двигатели стали появляться около 1890 года[3].
В двигателе с экранированными полюсами каждый полюс расщепляют на две или больше частей. Одна часть полюса остаётся неэкранированной, а на остальные надевается короткозамкнутый виток (экран) в виде медного кольца[1]. При подаче на обмотку статора переменного тока магнитный поток через неэкранированный конец полюса нарастает и убывает в соответствии с током через обмотку статора. На экранированном полюсе нарастанию или убыванию магнитного потока препятствует ЭДС, наведённая в экране, но так как электрическое сопротивление экрана не равно нулю, магнитный поток на экранированном конце полюса также нарастает и убывает, но со сдвигом по фазе относительно неэкранированного конца. Благодаря этому создаётся вращающееся магнитное поле.
Из-за малого КПД и небольшого пускового момента, двигатели с экранированными полюсами применяются в основном в маломощных устройствах: вентиляторах, электропроигрывателях и сливных насосах стиральных машин. Такие двигатели редко выпускаются на мощность более 100 Вт.
http-wikipediya.ru
