Cтраница 1
Якорь электродвигателя состоит из вала, на который напрессовывается сердечник, набранный из лакированной электротехнической стали толщиной 0 5 мм, с пазами для обмотки, и коллектор. Обмотка якоря двухслойная с диаметральным шагом из провода марки ПЭЛШКО. Коллектор набирается из пластин красной меди, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Армирование коллектора выполняется на пластмассе и осуществляется при помощи стальных колец, укладываемых перед опрессовкой коллектора в выточки, имеющие форму ласточкиного хвоста. Для предотвращения замыкания коллекторных пластин кольца перед укладкой изолируются лентой из стекловолокна. В результате армирования прочность коллектора увеличивается. Присоединение обмотки к коллектору производится так же, как и в двигателях постоянного тока.
Якорь электродвигателя разбирают в такой последовательности: отвертывают конусный ролик 4 (см. рис. 82) с вала якоря; при помощи съемника спрессовывают подшипник 5 и вентилятор 8; снимают маслоотбойные кольца 2; заменяют негодные подшипники, снимают обмотку, наматывают новую, собирают якорь и электродвигатель. Центровку якоря по горизонтали производят крышкой (заглушкой) 19 подшипника.
Якорь электродвигателя состоит из пакета пластин трансформаторной стали, якорной обмотки, вентилятора (крыльчатки) и коллектора. Коллектор якоря имеет медные пластины (ламели), между которыми положены прокладки из миканита.
Якорь электродвигателя состоит из пакета пластин трансфор-матерной стали, якорной обмотки, вентилятора (крыльчатки) и коллектора.
Якорь электродвигателя вращается на двух подшипниках, расположенных в подшипниковых щитах. На валу якоря для охлаждения электродвигателя имеется центробежный вентилятор. Воздух засасывается через жалюзи крышек подшипникового щита со стороны коллектора, проходит через машину и выбрасывается вентилятором через решетки верхнего подшипникового щита.
Якорь электродвигателя вращается в двух самоустанавливающихся бронзографитовых втулках, пропитанных турбинным маслом.
Якорь электродвигателя собран из листов 7 такой же формы, как и якорь двигателя ДП-4. Катушки 6 обмотки якоря намотаны на зубцы сердечника и изолированы от них полосками электрокартона. Три выводных конца катушек якоря соединены между собой, а три другие припаяны к трем коллекторным пластинам, запрессованным в пластмассу.
Вращающаяся часть машин – якорь 9 (рисунок 1.1) состоит из сердечника 7, обмотки 8 и коллектора 5.
Сердечник имеет цилиндрическую форму. Он набирается из колец или сегментов листовой электротехнической стали, на внешней поверхности которых выштампованы пазы. В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря.
Принцип действия генератора. Простейший генератор можно представить в виде витка, вращающегося в магнитном поле (рис. 1.4, а, б). Концы витка выведены на две пластины коллектора. К коллекторным пластинам прижимаются неподвижные щетки, к которым подключается внешняя цепь.
Принцип работы генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Пусть виток приводится во вращение от внешнего приводного двигателя ПД. Проводники активной части витка пересекают магнитное поле и в них по закону электромагнитной индукции наводятся ЭДС e 1 и e 2 , направление которых определяется по правилу правой руки. При вращении витка по направлению движения часовой стрелки в верхнем проводнике, находящемся под северным полюсом, ЭДС направлена от нас, а в нижнем, находящемся под южным полюсом, – к нам. По ходу витка ЭДС складываются, результирующая ЭДС е = е 1 – е 2 .
Если внешняя цепь замкнута, то по ней потечет ток, направленный от нижней щетки к потребителю и от него – к верхней щетке. Нижняя щетка оказывается положительным выводом генератора, а верхняя – отрицательным. При повороте витка на 180° проводники из зоны одного полюса переходят в зону другого полюса и направление ЭДС в них изменяется на обратное. Одновременно верхняя коллекторная пластина входит в контакт с нижней щеткой, а нижняя – с верхней, направление тока во внешней цепи не изменяется. Таким образом, коллекторные пластины не только обеспечивают соединение вращающего витка с внешней цепью, но и выполняют роль переключающегося устройства, т. е. являются простейшим механическим выпрямителем.При отсутствии нагрузки (при разомнутой внешней цепи генератора) имеет место режим холостого хода генератора. В этом случае от дизеля или турбины требуется только такое количество механической энергии, которое необходимо для пре
levevg.ru
основная часть машины, несущая на себе обмотку, в к-рой при работе машины в качестве генератора (см. Генератор электрический) индуктируется электродвижущая сила, а при работе ее в качестве мотора (см. Электродвигатель) циркулирует ток от сети.
В машинах постоянного тока и в коллекторных моторах переменного тока якорь является вращающейся частью машины (ротором) и представляет собой барабан, собранный с целью уменьшения вредного действия вихревых токов из отдельных железных листов толщиной примерно 0,5 мм, разделенных между собой тонкой бумагой или покрытых лаком для изоляции друг от друга; в продольных пазах на боковой поверхности барабана укладывается обмотка. В большинстве современных машин переменного тока якорь неподвижен (статор) и укрепляется обычно в станине машины." />
Взаимодействие к-рого с магнитным полем машины вызывает ее вращение. В машинах постоянного тока и в коллекторных моторах переменного тока якорь является вращающейся частью машины (ротором) и представляет собой барабан, собранный с целью уменьшения вредного действия вихревых токов из отдельных железных листов толщиной примерно 0,5 мм, разделенных между собой тонкой бумагой или покрытых лаком для изоляции друг от друга; в продольных пазах на боковой поверхности барабана укладывается обмотка. В большинстве современных машин переменного тока якорь неподвижен (статор) и укрепляется обычно в станине машины.
Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941.
.
якорь электрической машины — в США та часть коллекторной или синхронной машины, в которой индуцируется эдс и протекает ток нагрузки в Великобритании ротор с обмоткой, соединенной с коллектором — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по… … Справочник технического переводчика
якорь (электрической машины) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN armatureA … Справочник технического переводчика
ОБМОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ — система проводников или витков, соединённых между собой и расположенных на неподвижной (статор) или вращающейся части машины (ротор, якорь), для создания магнитного поля млн. для индуцирования электрического тока. О. э. м. разделяются на обмотки… … Большая политехническая энциклопедия
ЯКОРЬ — (1) судовой стальной стержень с лапами, укреплённый на цепи и опускаемый на дно для удержания на месте судна при его стоянке, а также бакена, плавучего маяка и др. По конструкции они бывают с неподвижными двумя и более лапами и с вращающимися… … Большая политехническая энциклопедия
ЯКОРЬ — электрической машины подвижная часть электрич. машины (обычно пост. тока). На валу Я. набирается сердечник из листов электро технич. стали с пазами (см. рис.) для укладки обмоток, в к рых при вращении индуктируется эдс. Концы обмоток соединяются… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ЯКОРЬ (электрич.) — (Armature) та часть электрической машины, в которой возбуждается электрическое напряжение благодаря вращению в магнитном поле индукторов. В машинах переменного тока в зависимости от типа машины и ее конструкции Я. может быть и статор, и ротор.… … Морской словарь
ЯКОРЬ — ЯКОРЬ, я, мн. я, ей, муж. 1. Металлический стержень с лапами, укреплённый на цепи и опускаемый на дно для удержания на месте судна, бакена, плавучего маяка. Стать на я. Стоять на якоре. Отдать я. (опустить). Выбирать якоря (поднимать). Бросить я … Толковый словарь Ожегова
Якорь (электромашины) — Якорь электромашины, вращающаяся часть электрической машины. Термин «Я.» обычно употребляют применительно к постоянного тока машинам (в отличие от ротора). Я. представляет собой магнитный сердечник, набранный из листов электротехнической стали,… … Большая советская энциклопедия
якорь — я; мн. якоря, ей; м. 1. Приспособление для удержания на месте судов, плавучих маяков и т.п. в виде металлического стержня с лапами, которые зацепляются за грунт. Стоять на якоре. Поднять я. Отдать я. (опустить). Выбирать якоря (поднимать).… … Энциклопедический словарь
Якорь (значения) — Якорь: В Викисловаре есть статья «якорь» Корабельный якорь одна из конструкций для удержания судна на одном месте. Якорь … Википедия
dic.academic.ru
Термины "якорь" и "ротор" довольно давно пополнили словарный запас электротехников и механиков, но откуда взялись эти два выражения, несмотря на их широкое применение в наше время, известно немногим. Слово "якорь", употребляемое для обозначения одной из составляющих двигателя, является довольно старым названием и, даже более того, по своему возрасту этот термин опережает большую массу электротехнических наименований. Впервые "якорем" в электротехнике был назван железный брусок, который притягивался к полюсам магнита.
Данное изобретение впервые нашло применение в производстве магнитных компасов, столь широко полюбившимся мореплавателям в эпоху географических открытий. Основной составной частью компаса являлась магнитная стрелка, изготавливаемая из железа и намагничиваемая природными магнитами. Работе компасов способствовал железный съемный брусок, который имел с одной стороны крючок либо миниатюрную декоративную копию морского якоря для подвешивания гиревой чашки. Гиря была необходима для определения силы прилипания магнита. Сам же брус с крюком, по причине внешнего сходства с общеизвестным приспособлением для кораблей, стал называться "якорем магнита".
Как стало известно, первые компасы работали благодаря действию исключительно только природных магнитов. Для того, что обеспечить большую "притягательность" природных магнитов, их укрепляли железом, присоединяемым к поверхности камня при помощи немагнитных соединений из меди, серебра и золота.
В 1825 году благодаря труду английского инженера Уильяма Стерджена миру стал известен электромагнит. Изобретение представляло собой согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой толстой проволоки. С целью изолирования данный стержень покрывался лаком. Пропуская электрический ток, стержень становился очень сильным магнитом, но полностью терял свойства притягивания, как только ток прерывался. Такая способность электромагнитов и послужила причиной того, что они практически полностью вытеснили из обихода природные магниты, заняв их место в промышленности. Однако, несмотря на появление нового изобретения, способ измерения магнитной силы так и не изменился. В 1838 году в Петербурге была опубликована совместная научная работа двух российских академиков - Б.С. Якоби и Э.Х. Ленца, в которой ученые указали, что "сила притяжения определяется весом гирь, которые накладывались до тех пор, пока якорь не отрывается".
Открытие Уильяма Стерджена произвело настоящий фурор в области электротехники. Со временем это изобретение было несколько усовершенствовано и доработано, после чего нашло широкое применение в повседневной жизни. Создателем же первых мощных многовитковых электромагнитов является американский физик Джозеф Генри. Добиться большей силы притяжения ему удалось благодаря использованию провода, покрытого изоляцией. Конструкция "уплотненных" электромагнитов Дж. Генри была такова: на малой площади электромагнита размещалось несколько рядов витков изолированной шелком проволоки из меди, при этом каждый из рядов подсоединялся к отдельному аккумуляторы. Параллельно соединяя обмотки, американский ученый добивался существенного увеличения силы тока.
Благодаря изобретению многокатушечной обмотки получилось создать первые электромагниты с большой подъемной силой. Электромагниты Генри могли выдерживать груз от 30 до 325 килограмм при весе магнита всего в 10 килограмм. Примечательно то, что для определения подъемной силы электромагнита, физик пользовался все теми же гирями, закрепляемыми на якоре.
В 1831 году Джозеф Генри сконструировал первый в мире электромагнит, способный поднимать вес в одну тонну. Ещё одно достижение этого ученое – разработка электромагнитного звонка. Поставив якорь электромагнита на шарнир, Генри заставил его силой притяжения ударять по колоколу. Работая в области увеличения дальности передачи телеграфных сигналов, американец изобрел невиданный ранее прибор – реле, позволяющее усиливать начальный сигнал извне перед передачей его в последующую цепь. Данное устройство сделало возможной транспортировку телеграфных сигналов практически на любые расстояния.
Джозеф Генри
В том же 1831 году Генри предложил модель электрического двигателя с качающимся коромыслом магнитопривода с катушкой. Якорь совершал в модели двигателя Генри около 75 качений в минуту, мощность же двигателя составляла 0,044 Вт. Качаясь между полюсами постоянных магнитов, входящих в систему, контакты якоря периодически соприкасались с выводами аккумуляторных батарей, подпитывающих катушку электрическим током. В основе работа электрического двигателя Генри лежал принцип возвратно-поступательного движения. Джозеф Генри не возлагал больших надежд на свое изобретение, однако надеялся, что все-таки когда-нибудь оно пригодится для практических целей.
В наше время движущаяся часть магнитного привода уж никак не похожа на корабельный якорь, но по сей день это устройство все же продолжает носить его название. Хоть в эру властвования трехфазного переменного тока вращающаяся часть моторов и получила название ротора, терминология, касаемая двигателей постоянного тока, осталась прежней. Обсуждая конструктивные особенности этих двигателей нередко можно услышать о так называемом якоре. Что обозначает это слово, знает сегодня практически каждый технарь.
Терминология электротехники довольно занимательна – чего стоит только слово "башмак", используемое для обозначения полюсного наконечника, или "cтатор", что в переводе с латинского звучит не иначе как "cтоящий неподвижно". Современная техника меняется год от года, не успеваешь даже следить за её конструктивным эволюционированием, не говоря уже о запоминании новых понятий. Возможно, потому и не стоит менять старую терминологию, что появление новых технических названий вызовет настоящую путаницу.
www.electra.com.ua
Электрические двигатели сегодня приобрели огромную популярность и применяются во многих устройствах. Они являются очень мощными и способны развивать КПД намного больше аналогичных устройств на бензине или дизеле.
Данные устройства, хотя и работают надежно, рано или поздно все-таки выходят из строя. Осуществить ремонт якоря электродвигателя желательно доверить специалистам, которые способны правильно диагностировать поломку и исправить ее.
Рассмотрим процедуру проверки состояния якоря электрического двигателя на примере коллекторного электродвигателя от электродрели. Для того, чтобы диагностировать проблему, вам понадобится:
Если вы приобрели необходимые инструменты, можно приступать к анализу возникшей проблемы.
Чтобы осуществить диагностику двигателя, сначала разбираем электродвигатель. Это позволит иметь доступ к основным составным узлам. Затем извлекаем основное устройство и получаем доступ к якорю.
В первую очередь следует визуально оценить его состояния на наличие основных поломок:
Когда вы при таком осмотре нашли некоторые изъяны, тогда следует устранить причину. Но в случае отсутствия визуального повреждения для диагностики следует использовать ППЯ.
Для этого уложите якорь на призму данного устройства, при этом нужно спрессовать передний подшипник и демонтировать вентилятор.
После этого подключаем ППЯ к сети. Затем с помощью ножовочного полотна, которое нужно расположить параллельно пазу проверяемого изделия, проводим диагностику.
Для этого одной рукой удерживаем металл, а другой постепенно проворачиваем наш механизм. Если в нем присутствует межвитковое замыкание, то полотно, которое будет располагаться близко к пазу, начнет вибрировать и притягиваться к якорю.
Также существуют и другие методики проверки данного устройства, что позволяет выявить также утечку на корпус или внутренне замыкание. При этом лишь специалист может определить степень повреждений и сказать подлежит ли оно ремонту.
Наглядно увидеть специфику проверки якоря можно в этом ролике:
Твитнутьurokremonta.ru
Cтраница 3
Якорь двигателя ( рис. 119 6) служит для преобразования электрической энергии в механическую и состоит из стального вала и сердечника, набранного из отдельных листов электротехнической стали, с вложенной в его пазы обмоткой. На валу закрепляется коллектор. Концы обмоток присоединяются к пластинам коллектора. [31]
Якорь двигателя насажен на выступающий конец приводного вала компрессора. Коллектор закрыт щитом, имеющим закрытые дверцами люки для осмотра щеток. Щеткодержатели прикрепляются к станине. [33]
Якорь двигателя ( рис. 119 6) служит для преобразования электрической энергии в механическую и состоит из стального вала и сердечника, набранного из отдельных листов электротехнической стали, с вложенной в его пазы обмоткой. На валу закрепляется коллектор. Концы обмоток присоединяются к пластинам коллектора. [35]
Якорь двигателя имеет скос пазов на 1 - 2 зубцовых деления, а в машинах с постоянными магнитами он иногда выполняется в виде полого стакана. На рис. 10 - 19 приведены основные конструктивные схемы управляемых двигателей постоянного тока с независимым возбуждением. [36]
Якорь двигателя стола Д присоединен к реверсивному преобразователю на тиристорах. Этот преобразователь состоит из двух нереверсивных преобразователей 1ТП и 2ТП, включенных по трехфазной нулевой встречно-параллельной схеме с общим силовым трансформатором ТС. Для сглаживания пульсаций тока якоря двигателя и обеспечения режима непрерывного тока предусмотрен сглаживающий дроссель СД. [37]
Якорь двигателя ДГ питается током от вспомогательного генератора автомата ГГ. Обмотки независимого возбуждения генератора ГГ включены дифференциально навстречу друг другу и создают результирующую магнитодвижущую силу, равную разности магнитодвижущих сил обеих обмоток. Обмотка ГГ1 питается от выпрямителя ВНВ через потенциометр РИД постоянным напряжением; ток в этой обмотке и ее магнитодвижущая сила Awl постоянны и не зависят от состояния сварочной цепи. Вторая обмотка возбу-н: дения ГГ2 питается от напряжения дуги через выпрямитель ВДВ. Ток в обмотке и ее магнитодвижущая сила Aw2 пропорциональны напряжению сварочной дуги. [39]
Якорь двигателя ДВ вспомогательного тянущего механизма питается через выпрямитель ВВД от стабилизатора СН. Регулирование скорости подачи электродной проволоки производится при помощи вариатору В. От вариатора В через выпрямитель ВДП питается якорь двигателя ДПМ основного подающего механизма. От него же через автотрансформатор АТВ, служащий для согласования напряжений на якорях двигателей ДПМ и ДВ, и через выпрямитель ВВД питается якорь двигателя ДВ. [40]
На якорь двигателя подключаем ( через добавочное сопротивление) вибратор осциллографа. Замыкаем цепь вибратора, а затем отключаем якорь двигателя от сети. [41]
На якорь двигателя подключаем ( через добавочное сопротивление) осциллографический гальванометр. Замыкаем цепь вибратора, а затем отключаем якорь двигателя от сети. [42]
Через якорь двигателя будет проходить ток, равный их разности, и двигатель начнет вращаться, отрабатывая возникший угол рассогласования. При изменении знака рассогласования направление тока в якоре двигателя изменяется на обратное, и двигатель вращается в противоположном направлении. [43]
Когда якорь двигателя поворачивается, прикладывается противоположный ( или реактивный) момент для погашения ускорения подвешенного двигателя. В результате получается угловое ускорение двигателя, пропорциональное линейному ускорению агрегата. Угловая скорость будет пропорциональна линейной скорости и угловое положение двигателя будет пропорционально линейному перемещению акселерометра. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Cтраница 1
Якорь двигателя вращается в шариковых подшипниках. Обмотка якоря выполнена волновой из прямоугольной изолированной меди, сердечник набран из листов электротехнической стали. [2]
Якорь двигателя состоит из сердечника 3, коллектора 1 с щеткодержателем 2 и вала. Сердечник набран из листов электротехнической стали, покрытых перед сборкой изолирующим лаком для уменьшения вихревых потоков, возникающих в результате перемагничивания. Для охлаждения двигателя служит вентилятор 8, закрепленный на валу якоря. Фиксация якоря обеспечивается подшипниковыми щитами 7 с подшипниками качения или скольжения. Лапы 10 служат для крепления корпуса двигателя 6 к корпусу механизма. [4]
Якорь двигателя отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление R - r, а обмотка возбуждения двигателя остается присоединенной к сети. [5]
Якорь двигателя состоит из вала, на который насажены прессовой или горячей посадкой втулка якоря, кольца роликовых подшипников, уплотняющих устройств и пр. [6]
Якорь двигателя может быть зашунтирован выпрямителем, чем достигается сглажива - uue пульсаций тока якоря. [8]
Якорь двигателя Д питается от усилителя ЭМУ. На вход усилителя подается разность напряжений тахогеператора, соединенного с валом двигателя, и источника неизменного напряжения, служащего эталоном. В установившемся режиме разность и - ег Дм определяет значение входного напряжения усилителя. [9]
Якорь двигателя, отключенный от сети, шунтируется сопротивлением СТ, вращение двигателя замедляется в режиме динамического торможения. [11]
Якорь двигателя состоит из вала, втулки, сердечника, передней и задней нажимных шайб, коллектора и обмотки якоря. [12]
Якорь двигателя подключен к рабочим об моткам магнитного усилителя 1W1, SWf. [13]
Якорь двигателя не имеет зубцов, что способствует равномерному распределению индукции в зазоре и значительному уменьшению шума. В двигателе отсутствуют реактивные моменты, связанные с пульсацией магнитного потока в воздушном зазоре, что обеспечивает снижение напряжения трогания. [14]
Якорь двигателя не имеет зубцов, что способствует равномерному распределению индукции в зазоре и значительному уменьшению шума. В двигателе отсутствуют реактивные моменты, связанные с пульсацией магнитного потока в воздушном зазоре, что обеспечивает снижение напряжения трогания. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Первой из всех изобретенных в 19 веке вращающихся электромашин является двигатель постоянного тока. Принцип действия его известен с середины прошлого столетия, и до настоящего времени двигатели постоянного тока (ДПТ) продолжают верно служить человеку, приводя в движение множество полезных машин и механизмов.
Начиная с 30-х годов 19 века в своем развитии они прошли несколько этапов. Дело в том, что до появления в конце позапрошлого века машинных генераторов переменного тока единственным источником электроэнергии был гальванический элемент. Поэтому все первые электродвигатели могли работать только на постоянном токе.
Каким же был первый двигатель постоянного тока? Принцип действия и устройство двигателей, строившихся в первой половине 19 века, являлся следующим. Явнополюсный индуктор представлял собой набор неподвижных постоянных магнитов или стержневых электромагнитов, не имевших общего замкнутого магнитопровода. Явнополюсный якорь образовывали несколько отдельных стержневых электромагнитов на общей оси, приводимых во вращение силами отталкивания и притяжения к полюсам индуктора. Типичными их представителями являлись двигатели У. Риччи (1833) и Б. Якоби (1834), оснащенные механическими коммутаторами тока в электромагнитах якорях с подвижными контактами в цепи обмотки якоря.
Каков же был у этой машины принцип действия? Двигатель постоянного тока Якоби и его аналоги обладали пульсирующим электромагнитным моментом. В течение времени сближения разноименных полюсов якоря и индуктора под действием магнитной силы притяжения момент двигателя быстро достигал максимума. Затем, при расположении полюсов якоря напротив полюсов индуктора, механический коммутатор прерывал ток в электромагнитах якоря. Момент падал до нуля. За счет инерции якоря и приводимого в движение механизма полюсы якоря выходили из-под полюсов индуктора, в этот момент в них от коммутатора подавался ток противоположного направления, их полярность также менялась на противоположную, а сила притяжения к ближайшему полюсу индуктора сменялась на силу отталкивания. Таким образом, двигатель Якоби вращался последовательными толчками.
В стержневых электромагнитах якоря двигателя Якоби ток периодически выключался, создаваемое ими магнитное поле исчезало, а его энергия преобразовывалась в тепловые потери в обмотках. Таким образом, электромеханическое преобразование электроэнергии источника тока якоря (гальванического элемента) в механическую происходило в нем с перерывами. Нужен был двигатель с непрерывной замкнутой обмоткой, ток в которой протекал бы постоянно в течение всего времени его работы.
И такой fuhtufn был создан в 1860 году А. Пачинотти. Чем же отличался от предшественников его двигатель постоянного тока? Принцип действия и устройство двигателя Пачинотти следующие. В качестве якоря он использовал стальное кольцо со спицами, закрепленное на вертикальном валу. При этом якорь не имел явно выраженных полюсов. Он стал неявнополюсным.
Между спицами кольца были намотаны катушки обмотки якоря, концы которых соединялись последовательно на самом якоре, а от точек соединения каждых двух катушек были сделаны отпайки, присоединенные к пластинам коллектора, расположенным вдоль окружности внизу вала двигателя, число которых равнялось числу катушек. Вся обмотка якоря была замкнута сама на себя, а последовательные точки соединения ее катушек присоединялись к соседним пластинам коллектора, по которым скользила пара токоподводящих роликов.
Кольцевой якорь был помещен между полюсами двух неподвижных электромагнитов индуктора-статора, так что силовые линии создаваемого ими магнитного поля возбуждения входили в наружную цилиндрическую поверхность якоря двигателя под северным полюсом возбуждения, проходили по кольцевому якорю, не перемещаясь во внутреннее его отверстие, и выходили наружу под южным полюсом.
Какой же у него был принцип действия? Двигатель постоянного тока Пачинотти работал точно так же, как и современные ДПТ.
В магнитном поле полюса индуктора с данной полярностью всегда находилось определенное число проводников обмотки якоря с током неизменного направления, причем направление тока якоря под разными полюсами индуктора было противоположным. Это достигалось размещением токоподводящих роликов, играющих роль щеток, в пространстве между полюсами индуктора. Поэтому мгновенный ток якоря втекал в обмотку через ролик, пластину коллектора и присоединенную к ней отпайку, которая также находилась в пространстве между полюсами, далее протекал в противоположных направлениях по двум полуобмоткам-ветвям, и наконец вытекал через отпайку, пластину коллектора и ролик в другом межполюсном промежутке. При этом сами катушки якоря под полюсами индуктора менялись, но направление тока в них оставалось неизменным.
По закону Ампера, на каждый проводник катушки якоря с током, находящийся в магнитном поле полюса индуктора, действовала сила, направление которой определяется по известному правилу «левой руки». Относительно оси двигателя эта сила создавала вращающий момент, а сумма моментов от всех таких сил дает суммарный момент ДПТ, который уже при нескольких пластинах коллектора является почти постоянным.
Как это часто случалось в истории науки и техники, изобретение А. Пачинотти не нашло применения. Оно было на 10 лет забыто, пока в 1870 году его независимо не повторил франко-немецкий изобретатель З. Грамм в аналогичной конструкции генератора постоянного тока. В этих машинах ось вращения уже была горизонтальной, использовались угольные щетки, скользящие по пластинам коллектора почти современной конструкции. К 70-м годам 19 века принцип обратимости электромашин стал уже хорошо известен, а машина Грамма использовалась как генератор и двигатель постоянного тока. Принцип действия его уже описан выше.
Несмотря на то, что изобретение кольцевого якоря было важным шагом в развитии ДПТ, его обмотка (названная граммовской) имела существенный недостаток. В магнитном поле полюсов индуктора находились только те ее проводники (называемые активными), которые лежали под этими полюсами на наружной цилиндрической поверхности якоря. Именно к ним были приложены магнитные силы Ампера, создающие вращающий момент относительно оси двигателя. Те же неактивные проводники, что проходили через отверстие кольцевого якоря, не участвовали в создании момента. Они только бесполезно рассеивали электроэнергию в виде тепловых потерь.
Устранить этот недостаток кольцевого якоря удалось в 1873 году известному немецкому электротехнику Ф. Гефнер-Альтенеку. Как же функционировал его двигатель постоянного тока? Принцип действия, устройство его индуктора-статора такие же, как у двигателя с кольцевой обмоткой. А вот конструкция якоря и его обмотка изменились.
Гефнер-Альтенек обратил внимание, что направление тока якоря, вытекающего из неподвижных щеток, в проводниках граммовской обмотки под соседними полюсами возбуждения всегда противоположно, т.е. их можно включить в состав витков расположенной на наружной цилиндрической поверхности катушки с шириной (шагом), равным полюсному делению (части окружности якоря, приходящейся на один полюс возбуждения).
В этом случае становится ненужным отверстие в кольцевом якоря, и он превращается в сплошной цилиндр (барабан). Такая обмотка и сам якорь получили наименование барабанных. Расход меди в ней при одинаковом числе активных проводников гораздо меньше, чем в граммовской обмотке.
В машинах Грамма и Гефнер-Альтенека поверхность якоря была гладкой, а проводники его обмотки располагались в зазоре между ним и полюсами индуктора. При этом расстояние между вогнутой цилиндрической поверхностью полюса возбуждения и выпуклой поверхностью якоря достигало нескольких миллиметров. Поэтому для создания нужной величины магнитного поля требовалось применять катушки возбуждения с большой магнитодвижущей силой (с большим числом витков). Это существенно увеличивало габариты и вес двигателей. Кроме того, на гладкой поверхности якоря его катушки было трудно крепить. Но как же быть? Ведь для действия на проводник с током силы Ампера он должен находиться в точках пространства с большой величиной магнитного поля (с большой магнитной индукцией).
Оказалось, что это не является необходимым. Американский изобретатель пулемета Х. Максим показал, что если выполнить барабанный якорь зубчатым, а в образовавшиеся между зубцами пазы поместить катушки барабанной обмотки, то зазор между ним и полюсами возбуждения можно уменьшить до долей миллиметра. Это позволило существенно уменьшить размеры катушек возбуждения, но вращающий момент ДПТ нисколько не уменьшился.
Как же функционирует такой двигатель постоянного тока? Принцип действия основан на том обстоятельстве, что при зубчатом якоре магнитная сила приложена не к проводникам в его пазах (магнитное поле в них практически отсутствует), а к самим зубцам. При этом наличие тока в проводнике в пазу имеет решающее значение для возникновения этой силы.
Еще одно важнейшее усовершенствование внес знаменитый изобретатель Т. Эдиссон. Что же добавил он в двигатель постоянного тока? Принцип действия остался неизменным, а вот материал, из которого сделан его якорь, изменился. Вместо прежнего массивного он стал шихтованным из тонких электрически изолированных друг от друга стальных листов. Это позволило уменьшить величину вихревых токов (токов Фуко) в якоре, что увеличило КПД двигателя.
Кратко его можно сформулировать так: при подключении обмотки якоря возбужденного двигателя к источнику питания в ней возникает большой ток, называемый пусковым и превышающий в несколько раз его номинальное значение. Причем под полюсами возбуждения противоположной полярности направление токов в проводниках обмотки якоря так же противоположно, как показано на рисунке ниже. Согласно правилу "левой руки", на эти проводники действуют силы Ампера, направленные против часовой стрелки и увлекающие якорь во вращение. При этом в проводниках обмотки якоря наводится электродвижущая сила (противо-ЭДС), направленная встречно напряжению источника питания. По мере разгона якоря растет и противо-ЭДС в его обмотке. Соответственно, ток якоря уменьшается от пускового до величины, соответствующей рабочей точке на характеристике двигателя.
Чтобы повысить скорость вращения якоря, нужно либо увеличить ток в его обмотке, либо снизить противо-ЭДС в ней. Последнего можно добиться, уменьшив величину магнитного поля возбуждения путем снижения тока в обмотке возбуждения. Данный способ управления скоростью ДПТ получил широкое распространение.
С присоединением выводов обмотки возбуждения (ОВ) к отдельному источнику электропитания (независимая ОВ) обычно выполняются мощные ДПТ, чтобы было более удобно регулировать величину тока возбуждения (с целью изменения скорости вращения). По своим свойствам ДПТ с независимой ОВ практически аналогичны ДПТ с ОВ, параллельно подключаемой к обмотке якоря.
Принцип действия двигателя постоянного тока параллельного возбуждения определяется его механической характеристикой, т.е. зависимостью скорости вращения от нагрузочного момента на его валу. Для такого двигателя изменение скорости при переходе от холостого вращения к номинальному моменту нагрузки составляет от 2 до 10%. Такие механические характеристики называются жесткими.
Таким образом, принцип действия двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением обуславливает его применение в приводах с постоянной скоростью вращения при большом диапазоне изменения нагрузки. Однако он широко используется и в регулируемом электроприводе с переменной скоростью вращения. При этом для регулирования его скорости может применяться изменение как тока якоря, так и тока возбуждения.
Принцип действия двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, как и параллельного, определяется его механической характеристикой, которая в этом случае является мягкой, т.к. частота вращения двигателя значительно варьируется при изменениях нагрузки. Где же выгоднее всего применять такой двигатель постоянного тока? Принцип действия жд тягового двигателя, скорость которого должна уменьшаться при преодолении составом подъемов и возвращаться к номинальной при движении по равнине, полностью соответствует характеристикам ДПТ с ОВ, последовательно соединенной с обмоткой якоря. Поэтому значительная часть электровозов во всем мире оснащена такими устройствами.
Принцип действия двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением реализуют также тяговые двигатели пульсирующего тока, которые представляют собой, по сути, те же ДПТ с последовательной ОВ, но специально сконструированные для работы с выпрямленным уже на борту электровоза током, имеющим значительные пульсации.
fb.ru
