Презентация по МДК 01.01. «Электрические машины и аппараты» на тему «Устройство коллекторных машин постоянного тока».

Презентация по МДК 01.01. «Электрические машины и аппараты» на тему «Устройство коллекторных машин постоянного тока». Введение Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения. Машина постоянного тока — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Машина постоянного тока обратима. Устройство коллекторной машины постоянного тока. 1 – вал якоря;2 – передний подшипниковый щит;3 – коллектор;4 – щеточный аппарат;5 – якорь;6 – главный полюс;7 – катушка возбуждения;8 – станина;9 – задний подшипниковый щит;10 – вентилятор;11 – бандажи;12 – лапы;13 – подшипник. Коробка выводов (не показана на рисунке). Коллекторная машина постоянного тока состоит из следующих основных частей: неподвижной части – статора; вращающейся части – якоря; щеточного аппарата и остальных частей машины. Статор. Неподвижная часть коллекторной машины постоянного тока. 1 - главные полюсы,2 - дополнительные полюсы,3 - станина. Станина. Служит для крепления главных полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода. Станину изготавливают из стали. В нижней части станины находятся лапы для крепления машины. 1 — лапа для крепления машины, 2 — корпус, 3 — отверстие для крепления подшипникового щита, 4 — место установки главного полюса машины, 5 — место установки добавочного полюса машины, 6 — подъемное кольцо. Главные полюса. Главные полюсы предназначены для создания в машине магнитного поля возбуждения. Главный полюс состоит из сердечника и полюсной катушки. Добавочные полюсы устанавливают в машинах больших мощностей; они служат для устранения искрения под щетками. Сердечник делают шихтованным из тонких листов электротехнической стали, изолированных тонким слоем электроизоляционного лака, что позволяет снизить потери на вихревые токи. Обмотку полюса делают:Бескаркасной (наматывая медный провод непосредственно на сердечник полюса, предварительно наложив на него изоляционную прокладку). Каркасной (обмоточный провод наматывают на каркас (обычно пластмассовый), а затем надевают на сердечник полюса). 1) 2) 1 - станина;2 - сердечник;3 - полюсная катушка. Якорь. Вращающаяся часть коллекторной машины постоянного тока. 1 - сердечник,2 - обмотка,3 – коллектор. Сердечник и обмотка якоря. Сердечник якоря имеет шихтованную конструкцию и набирается из штампованных листов электротехнической стали. Листы покрываются изоляционным лаком, собирают в пакет и запекают. Готовый сердечник напрессовывается на вал якоря. Это позволяет понизить потери от вихревых токов. На поверхности сердечника якоря имеются продольные пазы, в которые укладывают обмотку якоря.Обмотка якоря коллекторной машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору.Обмотку выполняют медным проводом круглого или прямоугольного сечения. Пазы якоря после заполнения их проводами обмотки обычно закрывают клиньями (текстолитовыми или гетинаксовыми).В некоторых машинах пазы не закрывают клиньями, а накладывают на поверхность якоря бандаж. Который делают из проволоки или стеклоленты с предварительным натягом.Обмотки делятся на петлевые и волновые, которые бывают простыми и сложными. Петлевые обмотки якоря. Простая петлевая обмотка.В простой петлевой обмотке якоря каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. При укладке секций на сердечнике якоря начало каждой последующей секций соединяется с концом предыдущей, постепенно перемещаясь при этом по поверхности якоря, так что за один обход якоря укладывают все секции обмотки. В результате конец последней секции оказывается присоединенным к началу первой, т.е. обмотка якоря замыкается. Простая петлевая обмотка. Коллектор. Коллектор является одним из сложных узлов коллекторной машины постоянного тока. Основными элементами коллектора являются пластины трапецеидального сечения из твердотянутой меди, собранные таким образом, что коллектор приобретает цилиндрическую форму. Различают два основных типа коллекторов: со стальными конусными шайбами (а) и на пластмассе (б). б) 1,3 – конусные стальные шайбы.2 – винты.4 – микантовые прокладки.5 – верхняя часть коллекторных пластин.6 – нижняя часть коллекторных пластин. 1 – набор пластин.2 – пластмасса.3 – армирующие стальные кольца.4 – стальная втулка. Щеточный аппарат. Щеточный аппарат состоит из щеткодержателя и щеток установленных в нем. Посредством щеточного аппарата осуществляется скользящий контакт с коллектором. 1 – курок.2 – пружины.3 – щетки.4 – корпус.5 – зажим.6 – гибкий тросик. Остальные части коллекторной машины постоянного тока. Подшипниковые щиты: передний и задний. Оба щита имеют подшипниковые узлы, в которые установлены подшипники, закрытые с обеих сторон крышками. Подшипниковые щиты предназначены для опоры вала якоря.Вентилятор предназначен для самовентиляции машины: воздух поступает в машину, омывает нагретые части (коллектор, обмотки и сердечники) и выбрасывается с противоположной стороны через решетку.Коробка выводов имеет зажимы, на которые выходят концы обмоток статора. Принцип действия Взаимодействие магнитных полей статора и ротора создает вращающий момент, приводящий в движение ротор двигателя. Так происходит преобразование электрической энергии, подаваемой на обмотки двигателя, в механическую (кинетическую) энергию вращения. Полученную механическую энергию можно использовать приводя в движение механизмы. Способы возбуждения машины постоянного тока C помощью постоянного магнита Потери машины постоянного тока В машинах постоянного тока имеют место магнитные, механические и электрические потери. Существуют еще добавочные потери (согласно ГОСТ они принимаются до 1%). Магнитные потери происходят в сердечнике якоря. Электрические обусловлены нагревом обмоток и щеточного аппарата. Механические потери складываются из потерь от трения щеток о коллектор, трение в подшипниках и трение на вентиляцию. Применение Двигатели постоянного тока позволяют осуществить плавное регулирование скорости вращения в любых пределах, создавая при этом большой пусковой момент. Это свойство двигателей постоянного тока делает их незаменимыми в качестве тяговых двигателей городского и железнодорожного транспорта (трамвай, троллейбус, метро, электровоз, тепловоз). Двигатели постоянного тока используются также в электроприводе некоторых металлорежущих станков, прокатных станов, подъемно-транспортных машин, экскаваторов. Постоянный ток используется для питания электролитических ванн, электромагнитов различного назначения, аппаратуры управления и контроля, для зарядки аккумуляторов. Машины постоянного тока входят также в электрооборудование автомобилей, судов, самолетов и ракет.