Urządzenie maszyny prądu stałego

Maszyna elektryczna na prąd stały – maszyna, w której w stanie pracy stacjonarnej uczestniczy energia elektryczna w procesie transformacji energetycznej, jest efektywnie prądem stałym.

Każda maszyna elektryczna z reguły składa się z dwóch elementów: części nieruchomej - stojana, zwykle umieszczonego na zewnątrz, oraz obracającej się części wewnętrznej - wirnika. Wirnik nowoczesnej maszyny prądu stałego małej i średniej mocy składa się z wału i osadzonego na nim twornika, kolektora oraz wentylatora do chłodzenia maszyny.

W wolnoobrotowych dużych maszynach prądu stałego chłodzenie zapewnia niezależny wentylator; w dużych, szybkich maszynach prądu stałego o otwartej konstrukcji wystarczające chłodzenie uzyskuje się dzięki wentylacyjnemu działaniu obracania twornika. Gdy maszyny są zamknięte, stosowana jest wentylacja zewnętrzna.

W praktyce termin wirnik stosowany do maszyn prądu stałego nie jest używany. Wszystkie powyższe obracające się części nazywane są kotwicą po głównej. Tak więc w praktyce termin twornik ma podwójne znaczenie: po pierwsze, zespół obracających się części maszyny prądu stałego, a po drugie, sam twornik.

Stojan nowoczesnej maszyny prądu stałego składa się z: jarzma, głównego lub głównego, biegunów magnetycznych z cewkami magnesującymi wykonanymi z izolowanego lub gołego drutu miedzianego o przekroju kołowym lub prostokątnym oraz dodatkowych lub przełączających biegunów magnetycznych z cewkami magnesującymi z izolowanych lub goły (z uszczelkami izolacyjnymi) drut miedziany o przekroju okrągłym lub prostokątnym.

Termin stojan w odniesieniu do maszyn prądu stałego nie jest używany w praktyce; zamiast tego używany jest termin układ magnetyczny lub cewka indukcyjna. Termin jarzmo jest również praktycznie zastępowany terminem maszyna prądu stałego, ponieważ jarzmo spełnia tę rolę jako element konstrukcyjny maszyny.

Przesuwny styk kolektora

Maszyna elektryczna kolektor, która jest obrotową częścią kolektora ślizgowego styku elektrycznego, składa się z przewodzących miedzianych płyt segmentowych zamontowanych na wale w cylindrze i odizolowanych od siebie oraz od wału, na którym są zamocowane. Każda płyta kolektora jest połączona poprzez nierównomiernie rozmieszczone elektrycznie punkty wzdłuż cewki. Część stacjonarna styku kolektora składa się z tych samych stacjonarnych szczotek maszyn elektrycznych. Liczba szczotek jest pobierana zgodnie z liczbą wymaganych gałęzi z uzwojenia.

Charakterystyka maszyn prądu stałego

Jako maszyna elektryczna z pojedynczą armaturą, maszyna kolektora prądu stałego może być wzbudzeniem równoległym, szeregowym i szeregowo-równoległym lub mieszanym.

W maszynie ze wzbudzeniem złożonym cewka indukcyjna ma uzwojenie pierwotne połączone równolegle z uzwojeniem twornika i pomocnicze uzwojenie wzbudzenia połączone szeregowo z uzwojeniem twornika lub pierwotne uzwojenie cewki połączone szeregowo z uzwojeniem twornika i wzbudzeniem pomocniczym uzwojenie połączone równolegle z uzwojeniem twornika.

Możliwe jest również ustawienie maszyny prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem.Uzyskuje się to, jeśli w niej cewka indukcyjna, cewka wzbudzająca jest odłączona od twornika i podłączona do niezależnego źródła prąd stały Stałe napięcie.

Generatory prądu stałego są produkowane jako niezależnie wzbudzane lub samowzbudne. Przy wzbudzeniu niezależnym obwód cewki polowej jest zasilany z niezależnego źródła prądu stałego, tj. tego generatora.

Moc takiego generatora pomocniczego, zwanego wzbudnikiem, stanowi zaledwie kilka procent mocy generatora, którego pole zasila cewka. Jeśli patogen jest mocno związany z pobudliwym generatorem, nazywa się go przyczepionym patogenem.

Jeżeli obwód cewki wzbudzenia jest podłączony do zacisków generatora, to mamy generator ze wzbudzeniem równoległym (lub generator z równoległym wzbudzeniem) lub generator równoległy. Jest powszechnie nazywany generatorem bocznikowym prądu stałego.

Jeśli obwód cewki napędowej jest połączony szeregowo z obwodem twornika, to mamy generator wzbudzenia szeregowego (lub generator wzbudzenia szeregowego) lub generator szeregowy. Czasami nazywany szeregowym generatorem prądu stałego.

Główne części maszyny

Sama armatura ma kształt cylindryczny i składa się z dużej liczby dysków ze specjalnej cienkiej blachy ze stali elektrotechnicznej, mocno dociśniętej do siebie.

Wzdłuż zewnętrznego obwodu twornika są równomiernie rozmieszczone kanały lub wgłębienia uzyskane przez wytłoczenie, w których ułożony jest obwód elektryczny, złożony według pewnych zasad z izolowanego drutu miedzianego o okrągłym lub prostokątnym przekroju poprzecznym, zwany uzwojeniem twornika i wzmocniony. Uzwojenie twornika to ta część maszyny prądu stałego, w której indukowana jest siła elektromotoryczna i przepływa prąd.

Kolektor ma cylindryczny kształt i składa się z miedzianych płyt odizolowanych od siebie oraz od części, które je mocują. Płyty kolektora są elektrycznie połączone z określonymi punktami na uzwojeniu twornika, równomiernie rozmieszczonymi na obwodzie twornika.

Główne lub główne bieguny magnetyczne składają się z rdzeni biegunowych oraz końcowej części bieguna wysuniętej do zwory, zwanej słupkiem lub słupkiem.

Rdzeń i but są wykrawane razem z blachy elektrotechnicznej w postaci odpowiednio ukształtowanych płytek, które następnie są dociskane i mocowane w monolityczny korpus. Główne bieguny magnetyczne wytwarzają główny strumień magnetyczny maszyny, z którego cięcia indukowana jest obracająca się cewka twornika. samochody.

Dodatkowe bieguny magnetyczne, które mają wąski kształt i znajdują się w szczelinach między głównymi biegunami magnetycznymi, są wykonane ze stali walcowanej, czasami wytłaczanej z cienkich blach stali elektrotechnicznej, podobnie jak główne bieguny. Od końca zwróconego w stronę kotwy są one czasami wyposażone w prostokątną stopkę, ze ścięciami lub bez. Dodatkowe bieguny magnetyczne zapewniają beziskrową pracę kolektora.

W dużych maszynach prądu stałego zaprojektowanych do trudnych warunków pracy, w nabiegunnikach głównych biegunów magnetycznych, które w tym przypadku mają szczególnie rozwinięty kształt, wykrawa się pewną liczbę rowków, aby pomieścić cewkę kompensacyjną. Ma on na celu zapobieganie zniekształceniu kształtu rozkładu indukcji głównego strumienia magnetycznego w przestrzeni oddzielającej nabiegunnik od twornika. Przestrzeń ta nazywana jest przestrzenią międzygruczołową lub główną szczeliną maszyny elektrycznej.

Cewka kompensacyjna, podobnie jak cewki innych maszyn, wykonana jest z miedzi i jest izolowana. Uzwojenia biegunów pomocniczych i uzwojenie kompensacyjne są połączone szeregowo z uzwojeniem twornika.

Kolektor jest konserwowany pędzlez reguły węgiel o przekroju prostokątnym. Montuje się je wzdłuż linii tworzących cylindryczną powierzchnię kolektora, zwanych strefami przełączania. Zwykle liczba stref mocowania jest taka sama, jak liczba biegunów maszyny.

Szczotki wkładane są w uchwyty uchwytów szczotkowych za pomocą sprężyn dociskających szczotki do powierzchni kolektora. Szczotki tego samego zestawu stref są ze sobą połączone elektrycznie, a zestawy stref o tej samej biegunowości (tj. w poprzek strefy) są ze sobą połączone elektrycznie i podłączone do odpowiedniego zewnętrznego zacisku maszyny.

Zaciski zewnętrzne maszyny zamocowane są na płycie zaciskowej, która mocowana jest do jarzma maszyny i osłonięta osłoną ochronną z otworem w dolnej części do podłączenia przewodów z sieci elektrycznej do zacisków. Zaciski wraz z pokrywą tworzą tzw. skrzynkę zaciskową.

Często zamiast „zestawu szczotek strefowych” zwykle mówi się słowo „szczotka”, co oznacza zbiór wszystkich szczotek z jednej strefy do przełączania. Zbiór wszystkich stref szczotek maszyny tworzy jej kompletny zestaw szczotek, powszechnie nazywany w skrócie zestawem szczotek.

Szczotki, uchwyty szczotek, palce (lub zaciski) oraz trawers (lub podpora) tworzą tzw. kolektor prądu maszyny prądu stałego. Obejmuje to również połączenia między zestawami szczotek strefowych o tej samej polaryzacji.

Końce wału twornika maszyny, zwane prowadnicami wału, są osadzone w łożyskach. W maszynach małych i średnich łożyska są wzmocnione osłonami końcowymi, które jednocześnie służą do ochrony maszyny przed wpływami zewnętrznymi, a także służą do całkowitego zamknięcia maszyny w przypadku jej zamknięcia.

Małe maszyny prądu stałego z osłonami końcowymi z reguły nie mają płyty fundamentowej, są montowane na śrubach, które są przymocowane do fundamentu betonowego lub ceglanego lub do podłogi lub na specjalnych belkach zwanych płozami.

Czasami generatory, podobnie jak silniki, mają tylko jedno łożysko. Drugi koniec wału jest kołnierzowy lub obrabiany, aby pomieścić połówkę sprzęgła do połączenia z wolnym końcem wału silnika napędowego (w przypadku generatora) lub mechanizmu (w przypadku silnika).