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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Очки виртуальной реальности Samsung Gear VR 04.12.2015 Компания Samsung начала продажи инновационных очков виртуальной реальности Gear VR, разработанных специально для массового потребителя. Новинка дает возможность испытать впечатления от просмотра различного контента и игр с 360-градусным обзором, позволяя буквально окунуться с головой в захватывающий мир виртуальной реальности. Новые Samsung Gear VR совместимы со смартфонами Samsung Galaxy S6, S6 Edge, S6 Edge+ и Note 5. Для того чтобы начать пользоваться Samsung Gear VR, нужно просто вставить телефон в очки - никаких дополнительных настроек не требуется. Процессор смартфонов обеспечивает высокую производительность работы приложений, а их Super AMOLED-экран позволяет воспроизвести изображение должного качества для создания ощущения живого присутствия в трехмерном пространстве. Очки оснащены рядом датчиков, обеспечивающих точное отслеживание положения головы и высокую скорость отклика для максимально реалистичной навигации в виртуальной реальности - пользователь может совершенно свободно осматриваться по сторонам, не опасаясь запаздывания картинки. А интуитивная сенсорная панель обеспечивает удобное управление в играх или просмотре контента. Новинка обладает эргономичным дизайном, гарантирующим комфорт ношения за счет легкого веса устройства (310 г) при габаритах 201,9 x 116,4 x 92,6 мм, а также мягкой адаптивной подкладки, принимающей форму лица пользователя. Samsung предоставляет широкий выбор контента, оптимизированного для просмотра на данном устройстве. На сегодняшний день доступно уже свыше 150 приложений, большая часть которых является бесплатными, и этот список будет постоянно пополняться, уверяют в компании. Цена новинки - 125 USD.

Другие интересные новости:

▪ Самая большая в мире аккумуляторная батарея

▪ Расширение возможностей GSM/GPRS модема MAESTRO 100

▪ Выведена корова размером с собаку

▪ Одноразовая посуда GaeaStar разложится на пыль

▪ Электровелосипед с функцией распознавания лица

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Мертвые сраму не имут. Крылатое выражение

▪ статья Кто первым получил масло? Подробный ответ

▪ статья Парусник на базе мотолодки. Личный транспорт

▪ статья Многокомандная система телеуправления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой источник питания на BP2857D для светодиодных светильников. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025