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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Очистка воды от урана с помощью магнитных бактерий 20.05.2023 Немецкие исследователи из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф разработали технологию очищения воды с помощью магнитотактических бактерий. Микроорганизмы накапливают растворенный тяжелый металл в клеточных стенках, а для удаления их из воды используется магнитное поле. Внутри клеток магнитотактических микробов образуются наноскопические магнитные кристаллы. Каждый отдельный магнитный кристалл заключен в защитную мембрану. Вместе они формируют магнитосому - органеллу, которую бактерии используют, чтобы ориентироваться в магнитном поле Земли. В собственных опытах исследователи проявили, что магнитотактические бактерии могут выживать при нейтральных значениях pH даже в акварастворах, содержащих относительно высочайшие концентрации урана. При этом они связывают этот тяжелый металл в клеточных стенках и он не проникает внутрь клетки и не взаимодействует с магнитосомой. Это отличная основа для очистки воды, связанной с добычей полезных ископаемых, считают авторы исследования. Клеточные стенки магнитотактических бактерий образованы пептидогликановым слоем, макромолекулой, состоящей из сахаров и аминокислот. Именно в нем задерживаются частицы тяжелого металла, при этом магнитные свойства бактерий сохраняются. Благодаря магнитным свойствам, такие бактерии можно легко отделить от воды с помощью магнитов. Этот способ может стать альтернативой дорогостоящим традиционным химическим обработкам. Поскольку такие бактерии нетребовательны в уходе, очистку можно производить прямо в поверхностных водах или выкачивая воду из подземных шахт, где ведется добыча полезных ископаемых, и направляя ее на очистные сооружения.

Другие интересные новости:

▪ Чем играют в шахматы

▪ В кроссовках и босиком

▪ Двигатель на квантовой запутанности

▪ Домашний помощник Alibaba Tmall Genie

▪ Электронные замки для процессоров Godson

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Ловелас (Лавлас, Ловлас). Крылатое выражение

▪ статья Почему царь Митридат хотел, но не смог совершить самоубийство? Подробный ответ

▪ статья Укусы ядовитых животных. Медицинская помощь

▪ статья Штемпелевание железа и стали. Простые рецепты и советы

▪ статья Выбор конденсаторов для импульсных преобразователей напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025