Urządzenie z silnikiem prądu stałego

Silnik prądu stałego — urządzenie elektromechaniczne, które przekształca stałą energię elektryczną w energię mechaniczną.

Silnik elektryczny prądu stałego składa się z części nieruchomej - ramy i części obrotowej - twornika.

Stanina - wydrążony stalowy cylinder, na którego wewnętrznej powierzchni wystaje parzysta liczba głównych biegunów silnika prądu stałego... Bieguny te są złożone z cienkich blach ze stali elektrotechnicznej, izolowane od siebie lakierem i zakończone wypukłymi częściami - części biegunów do rozprowadzania indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej zgodnie z prawem zbliżonym do trapezu.

Linie przechodzące przez środek biegunów i środek wału silnika prądu stałego nazywane są jego podłużnymi osiami magnetycznymi.

Jeden lub więcej znajduje się na biegunach. Cewki wzbudzające prądu stałego, które są ze sobą połączone w celu wytworzenia naprzemiennej polaryzacji biegunów, które wzbudzają główny stacjonarny pole magnetyczne samochody.

Cewki wzbudzające o dużej liczbie zwojów cienkiego drutu i znacznej rezystancji mają wyprowadzenia do zacisków oznaczonych Ш1 i Ш2, a cewki wzbudzenia o małej liczbie zwojów grubego drutu i małej rezystancji do zacisków oznaczonych C1 i C2.

Pomiędzy głównymi biegunami silnika prądu stałego znajdują się dodatkowe bieguny, mniejsze od głównych i wykonane z litej stali. Zwykle liczba dodatkowych biegunów jest równa liczbie głównych i tylko w silnikach elektrycznych o mocy nominalnej do 2 — 2,5 kW ich liczba zmniejsza się o połowę. Na tych biegunach znajduje się uzwojenie dodatkowych biegunów z niewielką liczbą zwojów grubego drutu o małej rezystancji, z wyprowadzeniami do zacisków oznaczonych D1 i D2.

W wysokoobciążonych silnikach prądu stałego bieguny posiadają rowki równoległe do osi wału, w których znajduje się uzwojenie kompensacyjne o małej liczbie zwojów grubego drutu i małej rezystancji z wyprowadzeniami do zacisków oznaczonych K1 i K2.

Samouczek dotyczący silnika prądu stałego

Uzwojenia wzbudzające, uzwojenia biegunów dodatkowych oraz uzwojenie kompensacyjne wykonane są izolowanym drutem miedzianym. W przypadku przewodów o znacznym przekroju uzwojenie dodatkowych biegunów odbywa się za pomocą nieizolowanej miedzianej szyny zbiorczej nawiniętej spiralą na wąskiej krawędzi, z izolacją ułożoną zarówno między zwojami, jak i między nimi a samym słupem.

Siła wzbudzenia pola magnetycznego silnika prądu stałego w zależności od jego wielkości waha się od 0,5 do 5% jego mocy znamionowej.

Pomiędzy powierzchniami biegunów a obwodem magnetycznym twornika znajduje się szczelina powietrzna, której promieniowy rozmiar w zależności od mocy znamionowej silnika elektrycznego i jego prędkości waha się zwykle od kilku ułamków milimetra do dziesięciu milimetrów .

Urządzenie z silnikiem prądu stałego: 1 — rama, 2 — biegun główny, 3 — cewka wzbudzenia, 4 — końcówka bieguna, 5 — biegun dodatkowy, 6 — cewka bieguna dodatkowego, 7 — kompensacyjne przewody uzwojenia, 8 — szczelina powietrzna, 9 — obwód magnetyczny włączony kotwica, 10 — druty do nawijania kotwicy, 11 — szczotka, 12 — wał, 13 — kolektor, 14 — pazur.

Zwora typu bębnowego - zębaty cylinder osadzony na wale silnika elektrycznego prądu stałego, złożony z pakietów składających się z cienkich lakierowanych arkuszy izolacyjnych ze stali elektrotechnicznej z rowkami na powierzchni zewnętrznej. Pomiędzy pakietami znajdują się promieniowe kanały wentylacyjne, a kanały twornika wypełnione są izolowanymi drutami miedzianymi, które są połączone na końcach ze sobą w odcinkach wchodzących w uzwojenie twornika.

Sekcja - główny element uzwojenia twornika jednego lub kilku połączonych szeregowo zwojów, których początek i koniec są przylutowane do dwóch płyt kolektora, w wyniku czego koniec jednej sekcji i początek następnej są połączone ten sam kolektor.

Jedno- i dwuobrotowe uzwojenia twornika silników elektrycznych z prądem stałym: a — pętla, b — fala

Połączenie odcinków uzwojeń twornika silników prądu stałego: a — pętla, b — fala

Kolektor — wydrążony walec wykonany z małych blaszek z trapezowej, szczelnie ciągnionej miedzi, odizolowanych uszczelkami i mankietami mikanitowymi od siebie i od trzonu.

Ze względów technologicznych uzwojenie twornika jest dwuwarstwowe, umieszczone w każdym rowku jego obwodu magnetycznego po dwóch stronach różnych przekrojów: w górnej warstwie jednego rowka - jedna strona przekroju zaznaczona linią ciągłą, a w dolnej warstwa innego rowka, znajdującego się pod przeciwległym filarem głównym, — druga strona tego samego odcinka zaznaczona linią przerywaną. Szczeliny, w których znajdują się dwa boki tej samej sekcji, są przesunięte względem siebie o wielkość bliską lub równą odległości między biegunami ? — odległość wzdłuż obwodu kotwy między osiami sąsiednich filarów głównych.

Niezależnie od rodzaju uzwojenia twornika - pętlowego czy falowego - tworzy ono obwód zamknięty, podzielony na grupy stałych szczotek grafitowych, węglowo-grafitowych, miedziano-grafitowych lub brązowo-grafitowych, dociskanych sprężynami do kolektora w parzystej liczbie identyczne równoległe gałęzie wzdłuż współczynnika zacisku uzwojenia twornika oznaczonego jako R1 i R2. W przypadku pętli lub uzwojenia równoległego liczba równoległych gałęzi jest równa liczbie głównych biegunów silnika elektrycznego, a przy fali lub serii uzwojenie jest zawsze równe dwóm.

Grupy szczotek, osadzone w uchwytach szczotek, są rozmieszczone równomiernie na obwodzie kolektora przed środkiem biegunów głównych, tak aby połączyć te odcinki uzwojenia twornika, które aktualnie znajdują się na geometrycznych twornikach neutralnych — linie stałe przechodzące przez środek na wale maszyny wzdłuż osi dodatkowych biegunów. Geometryczne punkty neutralne znajdują się wzdłuż normalnych do linii magnetycznych głównego pola maszyny, a ich liczba jest równa liczbie par głównych biegunów.

Gdy szczotki znajdują się na płytach kolektorów odpowiadających przekrojom uzwojenia twornika znajdującym się na geometrycznych punktach neutralnych, oraz na biegu jałowym silnika elektrycznego, np. D. s indukowane w ruchomych przewodach w każdej równoległej gałęzi uzwojenia twornika są skierowane zgodnie z i e. itp. c. pomiędzy szczotkami o różnej polaryzacji osiąga najwyższą wartość. Gdy szczotki poruszają się po obwodzie kolektora w dowolnym kierunku, to e. itp. p. maleje, ponieważ druty o przeciwnym kierunku emf pojawiają się w równolegle połączonych gałęziach uzwojenia twornika. itp. z

Uchwyty szczotek osadzone są na sworzniach szczotki obrotowej, od których są elektrycznie odizolowane. Za pomocą trawersu możliwe jest przesuwanie szczotek w niewielkich granicach wzdłuż obwodu kolektora względem biegunów podczas regulacji działania aparatu szczotkowego. Połączenie kolektora i szczotek powoduje kontakt ślizgowy z obracającą się cewką twornika.

Liczba naprzemiennych grup szczotek biegunowych jest zwykle równa liczbie głównych biegunów silnika prądu stałego.Aby utworzyć zaciski uzwojenia twornika Y1 i Y2, szczotki o tej samej polaryzacji znajdują się przed środkiem odpowiedniego głównego bieguny o tej samej nazwie są ze sobą połączone si, a przewody o dużym przekroju lub opony są z nich usuwane do zacisków oznaczonych Y1 i Y2, które służą do podłączenia do innych uzwojeń maszyny lub do obwodu zewnętrznego.

Wentylator odśrodkowy zamontowany jest na wale silnika prądu stałego po stronie przeciwnej do kolektora, co zapewnia lepsze chłodzenie maszyny. Wał spoczywa w łożyskach umieszczonych w osłonach końcowych silnika elektrycznego.