Бесплатная техническая библиотека

Электродвигатели. Электродвигатели постоянного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Электродвигателем постоянного тока называется электрическая машина, в которой обмотка возбуждения расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током.

Конструкция

Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов. Электрическая машина постоянного тока состоит из двух основных частей:

• неподвижной части (индуктора);
• вращающейся части (якоря с барабанной обмоткой).

На рис. 16.1 изображена конструктивная схема машины постоянного тока.

Рис. 16.1. Конструктивная схема постоянного тока.

Индуктор состоит из станины 1 цилиндрической формы, изготовленной из ферромагнитного материала, и полюсов с обмоткой возбуждения 2, закрепленных на станине. Обмотка возбуждения создает основной магнитный поток.

Магнитный поток может создаваться постоянными магнитами, укрепленными на станине. Якорь состоит из следующих элементов: сердечника 3, обмотки 4, уложенной в пазы сердечника, коллектора 5.

Сердечник якоря для уменьшения потерь машины постоянного тока на вихревые точки набирается из изолиро ванных друг от друга листов электротехнической стали.

Рассмотрим работу машины постоянного тока на модели (рис. 16.2), где 1 - полюсы индуктора, 2 - якорь, 3 - проводники, 4 - контактные щетки.

Рис. 16.2. Модель машины постоянного тока

Проводники якорной обмотки расположены на поверхности якоря. Контактные щетки размещены на линий геометрической нейтрали, проведенной посредине между полюсами. Якорь машины вращается в направлении, указанном стрелкой. Направление ЭДС, индуктированных в проводниках якорной обмотки, определяется по правилу правой руки.

На рис. 16.2 крестиком обозначены ЭДС, направленные от нас, точками - ЭДС, направленные к нам. Проводники соединяют между собой так, чтобы ЭДС в них складывались. Для этого соединяют последовательно конец проводника, расположенного в зоне одного полюса, с концом проводника, расположенного в зоне полюса противоположной полярности.

Два проводника, соединенные последовательно, образуют один виток или одну катушку. ЭДС проводников, расположенных в зоне одного полюса, различны по величине. Наибольшая ЭДС индуктируется в проводнике, расположенном под срединой полюса, ЭДС, равная нулю, - в проводнике, расположенном на линии геометрической нейтрали. Если соединить все проводники обмотки по определенному правилу последовательно, то результирующая ЭДС якорной обмотки равна нулю, ток в обмотке отсутствует. Контактные щетки делят якорную обмотку на две параллельные ветви. В верхней параллельной ветви индуктируется ЭДС одного направления, в нижней параллельной ветви - противоположного направления. ЭДС, снимаемая контактными щетками, равна сумме электродвижущих сил проводников, расположенных между щетками. В параллельных ветвях действуют одинаковые ЭДС, направленные встречно друг другу.

Принцип действия

ЭДС, снимаемая контактными щетками, равна сумме электродвижущих сил проводников, расположенных между щетками. В параллельных ветвях действуют одинаковые ЭДС, направленные встречно друг другу.

На рис. 16.3 показана схема замещения якорной обмотки.

Рис. 16.3. Схема замещения якорной обмотки машины постоянного тока

При подключении к якорной обмотке сопротивления в параллельных ветвях возникают одинаковые токи  через сопротивление R_H протекает ток I_Я. ЭДС якорной обмотки пропорциональна частоте вращения якоря n₂ и магнитному потоку индуктора Ф:

(16.1)

где C_e - константа.

В реальных электрических машинах постоянного тока используется специальное контактное устройство - коллектор. Коллектор устанавливается на одном валу с сердечником якоря и состоит из отдельных изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая из пластин соединена с одним или несколькими проводниками якорной обмотки. На коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С помощью контактных щеток вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока или с нагрузкой.

Под действием напряжения, подведенного к якорю двигателя, в обмотке якоря появится ток I_я. При взаимодействии тока с магнитным полем индуктора возникает электромагнитный вращающий момент

(16.2)

где С_м - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя.

На рис. 16.4 изображен схематично двигатель постоянного тока, выделен проводник якорной обмотки.

Рис. 16.4. Схема двигателя постоянного тока с выделенным проводником якорной обмотки

Ток в проводнике направлен от нас. Направление электромагнитного вращающего момента определится по правилу левой руки. Якорь вращается против часовой стрелки. В проводниках якорной обмотки индуцируется ЭДС, направление которой определяется правилом правой руки. Эта ЭДС направлена встречно току якоря, ее называют противо-ЭДС. В установившемся режиме электромагнитный вращающий момент М_эм уравновешивается противодействующим тормозным моментом М₂ механизма, приводимого во вращение:

Рис. 16.5. Схема замещения якорной обмотки двигателя

На рис. 16.5 показана схема замещения якорной обмотки двигателя.

Рис. 16.5. Схема замещения якорной обмотки двигателя

ЭДС направлена встречно току якоря. В соответствии со вторым законом Кирхгофа

откуда

(16.3)

Уравнение (16.3) называется основным уравнением двигателя. Из уравнения (16.3) можно получить формулы:

(16.4)

(16.5)

Магнитный поток Ф зависит от тока возбуждения I_в, создаваемого в обмотке возбуждения.

Из формулы (16.5) видно, что частоту вращения двигателя постоянного тока n₂ можно регулировать следующими способами:

• Способ 1 - изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;
• Способ 2 - изменением напряжения U на зажимах якорной обмотки.
• Способ 3 - изменением магнитного потока машины.

Чтобы изменить направление вращения двигателя на обратное (реверсировать двигатель), необходимо изменить направление тока в обмотке якоря или индуктора.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Мусорный датчик 10.06.2005 Норвежские инженеры придумали дешевый датчик для сортировки мусора. В каждой стране проблему сортировки мусора решают по-своему. У нас, например, этим делом занимаются люди свободных профессий, прижившиеся около свалок. А вот, скажем, в Норвегии придумывают автоматы. Для сортировки упаковки из различных материалов нужен простой и надежный прибор. Его-то и сделали инженеры из коммерциализации технологий "Синтеф". Этот спектрометр (который, со всей полагающейся электроникой, стоит полторы сотни евро) столь же прост, как компакт-диск, покрытый тончайшим слоем золота. На его поверхности запечатлена голограмма, которая формирует луч света. Этот луч потом либо отражается от исследуемого материала, либо проходит сквозь него, а программное обеспечение прибора анализирует изменение спектра и по нему определяет тип материала. В результате удается распознать семь видов пластиков, выяснить цвет стекла, а также отличить алюминиевую баночку от стальной. В сортировочной машине каждый вид мусора попадет в предназначенный для него измельчитель, а потом и в соответствующий контейнер. Первый прототип машины норвежцы уже поставили в английских универмагах "Теско".

Другие интересные новости:

▪ Сверхпрочное алмазное стекло для смартфонов

▪ Карьерный самосвал Hitachi с динамической зарядкой батареи

▪ Австралия уплыла на 1,5 метра к северу

▪ Электронная книга Xiaomi Mi Reader Pro

▪ Водородные генераторы Rolls-Royce

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей

▪ статья Сухомлинский Василий Александрович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какую награду попросил для себя Диоген? Подробный ответ

▪ статья Работник пищеблока учреждения здравоохранения. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Установка фронтальной автомобильной акустики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиомикрофон, 88...108 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026