Меню

Основные узлы машин постоянного тока сдо ржд

Блог-помощника машиниста

Блог для учащихся…

  • Главная
  • Абитуриенту
  • Обо мне и о блоге
  • Обмен ссылками
  • Фотогалерея
  • Партнеры и друзья
  • Контакты
  • Содержание

Основные части электрических машин постоянного тока

The main part of the dc electrical machinesОсновными частями являются; 1-остов (стартер), 2-главные и дополнительные полюса, 3-якорь, 4- щетки и щетки держатель, 5-подшибниковые щиты, 6- вспомогательные детали, служащие для конструктивного оформления машины.

  1. Остов — является основным конструктивным элементом электрической машины предназначенного для крепления полюсов выводов обмоток, а так же служит частью магнитной системы. Кроме того к остову крепится подшипниковые щиты. Остов обычно бывает цилиндрической формы или многогранника это нужно для того чтобы лучше использовать внутренние пространство машины. С наружи остов имеет проливы кронштейны или лапы для установки машины на ось колесной пары рамы тележки или фундамента. Остов обычно бывает стальной или литой с добавлением креплений.
  2. Полюса — на машинах постоянного тока устанавливаются главные и дополнительные полюса. Главные полюса — предназначены для создания основного магнитного потока машины и предоставляют собой электромагниты, которые состоят из стального сердечника и катушки намотанной из изолированного медного провода. Машины могут быть двух, четырех, шести полюсные и т.д. По числу полюсов считается число рабочих обмоток якоря . Сердечник главных полюсов изготавливается из листов электротехнической стали толщиной 0,5-1,5 мм это сделано для уменьшения вихревых токов вызывающих нагрев машин и потери мощности. Части сердечника обращенный к якорю выполняется более широкой и называется полюсными наконечником. Эта часть служит для поддержания катушки, а так же для лучшего распределения магнитного потока по поверхности якоря. Катушка — обычно выполнена из изолированной шиной меди. Дополнительные полюса — предназначены для установления вредных последовательных реакций якоря и улучшения коммутации. Устройство дополнительных полюсов аналогично главными полюсами, но меньшим по размеру.
  3. Якорь — предназначен для преобразование электрической энергии в механическую и на оборот. Якорь предоставляет собой цилиндрический сердечник, он собран из листов электрической стали толщиной 0,5 мм. Листы, собираются в общий пакет, которые насаживаются на вал якоря по направляющей шпонки. Пакет сердечника удерживается в сжатым состояние нажимными шайбами, которые в свою очередь насаживаются на вал якоря с определенным натягом. В теле якоря высверливается вентиляционное отверстие для прохода воздуха. Якорный сердечник имеет зубчатую форму, которая образует пазы, куда укладывается якорная обмотка. Пазы бывают открытыми или полуоткрытыми. При вращения якоря его обмотки испытывают большие центробежные силы и для их крепления прижимают текстолитовые клинья и бандаж; проволочный или стекло бандажный. Обмотки якоря наматывают из изолированного провода прямоугольного сечения.

kollektor -sxem

Коллектор — выполнен из отдельных пластин толщиной до 8 мм. Изготовлен из твердотянутой меди с присадкой из серебра. Форма коллекторных пластин предусматривает токосъем соеденения с якорной обмотки и ее крепления. Коллекторные пластины медные собой изолируется миннотитовыми прокладками, а полностью собранный коллектор от сердечника и вала с помощью микопитовых пластин и цилиндров. Для того чтобы микопитовые прокладки по мере промораживают на глубину 0,8-1,5мм. Коллектор, собранный из миловидных пластин относится к арочному типу. ( После окончательной сборки коллектора его рабочую поверхность обтачивают на токарным станке и тщательно шлифуют).

  1. Щетки и щетки держатели — предназначены дл присоединения коллектора к внешним цепи и представляют, собой прямоугольную призму шириной 4-35 мм различаются м/д. собой составом способом изготовления и физическими свойствами.

Щетки подразделяются на четыре основные группы:

Марка щеток Переходныепадениянапряжения Номинальнаяплотность токаА см? Область применения
Т? УГ — угольно графитные 2 6-7 Применяются в коллекторных машинах постоянного тока с напряжением 110-120 В.
Г — графитные До 2 11-12 Применяются только в машинах постоянного тока 110. В
ЭГ — электро графицированные 2,2-2,7 10-12 Обладают повышенным электрическим сопротивлением мех. Прочностью и выдерживают большие нагрузки. Применяются на электроподвижном составе.
МГ – медно графитные 0,2-1.5 15-20 Применяются в синхронных электродвигателях и генераторах

Одним из основных условий надежный работы щеток коллекторного узла является контакт между щетками и коллектором, который в свою очередь зависит, от величины нажатия на щетку в зависимости от типа машин бывают 0,15-0,4 кг/см?. Щетки устанавливаются в специальную обойму называемую щетку держателем. Щеток держатели укрепляются на кронштейнах непосредственно к остову кронштейна или к подшипниковым щитам или поворотной траверсе и изолируются от них специальными изолирующими пальцами.

  1. Подшипниковые щиты — в тяговых машинах якоря обычно устанавливают в роликовые подшипники, которые в свою очередь устанавливается в подшипниковые щиты, которые устанавливаются, с двух сторон остова фиксируют зазор между сердечниками главных полюсов и якоря. Внутренняя поверхность остова выполняет с плавными переходами для того чтобы обеспечивать отрубные движения охлаждающего воздуха. Для смазки подшипников обычно применяют консистентную смазку ЖРО (железнодорожные роликовые особые), для предотвращения вытекания смазки применяют лабиринтовые масленые уплотнения. Действия этих уплотнений основано на силах поверхностного натяжной жидкости, попавший в небольшой зазор, а так же создание самой смазкой гидравлических перегородках вследствие отбрасывания ее к степени лабиринта под действия центробежных сил. Чтобы исключить на сносные действия якоря при вращения и выполнить давления во внутренней полости подшипника применяют дренажные отверстия.
  2. Вспомогательные машины — мощность, которую можно получить от электрических машин ограничивается предельной температурой, которой можно выдержать изоляция ее обмоток. По способу охлаждения электрической машины подразделяется; 1. самовентиляция, 2.независимой вентиляции.
Читайте также:  Зависимость силы тока от скорости зарядов

Процесс нагревания и охлаждения электрических машин строят по опытным данным для каждого типа машин. Превышение температуры, при которой наступает, тепловые равновесии называется длительным или установившимся при выполнение температуры.

При данной температуре машина может работать при данной нагрузке сколько угодно (долгое время без дальнейшего повышение температуры). Длительная или номинальность – это такая мощность, неограниченно долго не перегреваясь на одной своей часть или детали свыше предельной допустимой температуры.

Примечание. Часовой мощностью — называется мощность, при которой машина может работать, в течение одного часа при этом температура возрастает до предельного допустимой температуры.

Классы изоляции . Способность электроизоляционных материалов выдергивать воздействие повышенной температуры, а так же резкие смены температуры называется «нагрево стойкостью».

Все электроизоляционные материалы в зависимости от нагрева стойкости подразделяется на семь классов;

Источник

Основные узлы электрических машин

date image2014-02-02
views image3844

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Классификация электрических машин

Электрические машины постоянного тока

По выполняемым функциям электрические машины (ЭМ) можно разделить на машины общего и специального назначения (рис. 2.1).

В свою очередь, ЭМ общего назначения можно классифицировать следующим образом (рис. 2.2).

Промышленность выпускает ЭМ различной мощности и на разные напряжения. Условно по мощности их можно разделить на следующие группы:

– микромашины (мощность P от долей ватта до 500 Вт);

– машины малой мощности (Р= 0,5 10 кВт);

– машины средней мощности (Р=10 1000 кВт);

– машины большой мощности (P свыше 1000 кВт).

Напряжение питания ЭМ изменяется от 6 12 В у машин постоянного тока до 30 кВ в машинах радиотехнических устройств.

Номинальная частота вращения электрических машин изменяется в пределах от нескольких оборотов в минуту до 30000 об/мин. Известно, что

где M — вращающий момент на валу машины; w — угловая скорость вала.

Поэтому увеличение угловой скорости w при Р = const позволяет уменьшить вращающий момент М и получить ЭМ с меньшей массой и габаритами.

Электрические машины переменного тока по сравнению с ЭМ постоянного тока являются менее скоростными при частоте питающей сети 50 Гц, так как частота вращения двигателя не может превышать 3000 об/мин.

Конструктивно ЭМ содержат следующие основные узлы:

– неподвижный узел – статор;

– вращающийся узел – ротор (якорь);

– в машинах постоянного тока – щеточно-коллекторный узел, который в генераторах служит для выпрямления переменного напряжения, наводимого в секциях обмотки якоря.

На статоре машины постоянного тока (МПТ) всегда имеются явно выраженные полюса в отличие от машин переменного тока, где полюса выражены неявно. Статор и ротор являются элементами магнитопровода, по которым замыкается магнитный поток.

Конструктивно статор представляет собой металлический корпус цилиндрической формы, на внутренней поверхности которого крепятся магнитные полюса и другие детали. На магнитных полюсах МПТ помещается обмотка возбуждения(ОВ), секции которой располагаются таким образом, чтобы магнитные полюса чередовались (N–S–N–S…N–S).

Якорь набирают в виде пакета цилиндрических по форме листов электротехнической стали, имеющих на внешней поверхности пазы для обмотки. Пакет якоря стягивают изолированными от листов болтами и закрепляют на стальном валу, который вращается, опираясь на шарикоподшипники переднего и заднего щитов машины.

Коллектор представляет собой набор медных, изолированных друг от друга и вала машины пластин, набранных в виде боковой поверхности цилиндра. Коллектор крепится вместе с якорем на валу. По касательной к его боковой поверхности скользят неподвижные щетки(графитовые или медно-графитовые).

ЭМ постоянного тока делятся на две основные группы:

электрические генераторы — преобразуют механическую энергию в электрическую;

электрические двигатели — преобразуют электрическую энергию в механическую.

МПТ обладает свойством обратимости, т.е. без изменения конструкции она может работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя.

Источник

Основные узлы электрических машин

Классификация электрических машин

Электрические машины постоянного тока

По выполняемым функциям электрические машины (ЭМ) можно разделить на машины общего и специального назначения (рис. 2.1).

В свою очередь, ЭМ общего назначения можно классифицировать следующим образом (рис. 2.2).

Промышленность выпускает ЭМ различной мощности и на разные напряжения. Условно по мощности их можно разделить на следующие группы:

Читайте также:  Цепь переменного синусоидального тока с последовательным соединением

– микромашины (мощность P от долей ватта до 500 Вт);

– машины малой мощности (Р= 0,5 10 кВт);

– машины средней мощности (Р=10 1000 кВт);

– машины большой мощности (P свыше 1000 кВт).

Напряжение питания ЭМ изменяется от 6 12 В у машин постоянного тока до 30 кВ в машинах радиотехнических устройств.

Номинальная частота вращения электрических машин изменяется в пределах от нескольких оборотов в минуту до 30000 об/мин. Известно, что

где M — вращающий момент на валу машины; w — угловая скорость вала.

Поэтому увеличение угловой скорости w при Р = const позволяет уменьшить вращающий момент М и получить ЭМ с меньшей массой и габаритами.

Электрические машины переменного тока по сравнению с ЭМ постоянного тока являются менее скоростными при частоте питающей сети 50 Гц, так как частота вращения двигателя не может превышать 3000 об/мин.

Конструктивно ЭМ содержат следующие основные узлы:

– неподвижный узел – статор;

– вращающийся узел – ротор (якорь);

– в машинах постоянного тока – щеточно-коллекторный узел, который в генераторах служит для выпрямления переменного напряжения, наводимого в секциях обмотки якоря.

На статоре машины постоянного тока (МПТ) всегда имеются явно выраженные полюса в отличие от машин переменного тока, где полюса выражены неявно. Статор и ротор являются элементами магнитопровода, по которым замыкается магнитный поток.

Конструктивно статор представляет собой металлический корпус цилиндрической формы, на внутренней поверхности которого крепятся магнитные полюса и другие детали. На магнитных полюсах МПТ помещается обмотка возбуждения(ОВ), секции которой располагаются таким образом, чтобы магнитные полюса чередовались (N–S–N–S…N–S).

Якорь набирают в виде пакета цилиндрических по форме листов электротехнической стали, имеющих на внешней поверхности пазы для обмотки. Пакет якоря стягивают изолированными от листов болтами и закрепляют на стальном валу, который вращается, опираясь на шарикоподшипники переднего и заднего щитов машины.

Коллектор представляет собой набор медных, изолированных друг от друга и вала машины пластин, набранных в виде боковой поверхности цилиндра. Коллектор крепится вместе с якорем на валу. По касательной к его боковой поверхности скользят неподвижные щетки(графитовые или медно-графитовые).

ЭМ постоянного тока делятся на две основные группы:

электрические генераторы — преобразуют механическую энергию в электрическую;

электрические двигатели — преобразуют электрическую энергию в механическую.

МПТ обладает свойством обратимости, т.е. без изменения конструкции она может работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник



Основные узлы машин постоянного тока сдо ржд

Машины постоянного тока. Устройство машин постоянного тока. Принцип работы машин постоянного тока

В системах автоматического регулирования, дистанционного управления, в следящих системах широко используют электропривод, работающий на постоянном токе. Основным его достоинством является возможность плавного регулирования в широком диапазоне скоростей. Двигатели постоянного тока хорошо работают при толчкообразной и ударной нагрузках, обеспечивают высокие пусковые моменты.

Рабочие характеристики машин постоянного тока и их эксплуатационные показатели удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к элементам систем автоматики и привода, энергетические показатели их достаточно высокие. Благодаря этим качествам системы постоянного тока получили распространение в установках различных мощностей – от долей ватта до тысяч киловатт. В таких системах в качестве регулируемого элемента используются электрические двигатели постоянного тока различных типов. Широко применяются и генераторы постоянного тока, являющиеся регулируемыми или нерегулируемыми источниками электрической энергии постоянного тока, усилителями электрических сигналов (электромашинные усилители), датчиками электрических сигналов, пропорциональных скорости вращения (тахогенераторы) и т. п.

Принцип их действия, основные конструктивные элементы – магнитная система, обмотка и коллектор, – а также основные зависимости являются общими.

Устройство машин постоянного тока

Основные узлы электрической машины постоянного тока показаны на рис. 1, где представлен разрез исполнительного двигателя постоянного тока.

Магнитное поле в машине создается электромагнитами, расположенными на неподвижной части (статоре) машины. Для создания большего магнитного потока в машине магнитопровод выполняют из материалов, имеющих высокую магнитную проницаемость.

Рис. 1. Разрез машины постоянного тока:

1 – подшипник; 2 – бандаж; 3 – передний щит; 4 – станина; 5 – сердечник полюса; 6 – вал; 7 – паз якоря с обмоткой; 8 – пакет якоря; 9 – лобовая часть обмотки; 10 – обмотка возбуждения; 11 – изоляционная прокладка; 12 – коллекторная пластина; 13 – коллекторное кольцо; 14 – траверса; 15 – задний щит.

Катушки электромагнитов (обмотки возбуждения) 10 расположены на сердечниках полюсов 5, которые набраны из штампованных листов стали толщиной 0,5 – 1 мм. Между собой листы скрепляются стяжными шпильками или клеем. Сердечники полюсов прикреплены к станине 4, выполненной в виде литой или сварной конструкции.

Читайте также:  Се 301 r33 трансформатор тока

В микродвигателях, тахогенераторах и других микромашинах постоянного тока для создания магнитного потока часто применяют постоянные магниты.

Вращающаяся часть (ротор) 8 набирается из отдельных изолированных листов электротехнической стали марок Э11, Э12, толщиной 0,2 – 0,5 мм. Поскольку ротор вращается в магнитном поле, то в материале ротора имеют место потери на перемагничивание и вихревые токи. Потери на вихревые токи могут быть снижены за счет увеличения электрического сопротивления материала и уменьшения толщины листов. Для увеличения электрического сопротивления в состав электротехнической стали вводят кремний, это способствует также уменьшению потерь на гистерезис (первая цифра марки стали соответствует процентному содержанию кремния). Друг от друга листы изолированы лаковой или оксидной пленкой, препятствующей замыканию вихревых токов между листами.

Часть машины, на которой расположена основная рабочая обмотка, называют якорем. В машинах постоянного тока рабочая обмотка обычно расположена по окружности ротора в пазах 7; применительно к таким машинам ротор является якорем.

Пазы 7 овальной или круглой формы выштамповывают при заготовке листов. Проводники обмотки укладывают в пазы и закрепляют специальными клиньями или бандажами 2.

Принцип работы машин постоянного тока

При вращении якоря в магнитном поле каждый проводник последовательно проходит под всеми магнитными полюсами, полярность которых чередуется. Картина магнитного поля (распределение индукции) под парой полюсов графически представлена на рис. 2, а. При движении проводника C в нем наводится э.д.с., определяемая в любой момент времени законом электромагнитной индукции. Величина наведенной э.д.с. пропорциональна индукции в точке, где в данный момент находится проводник, и скорости движения проводника v. При равномерном движении закон изменения э.д.с. во времени будет повторять закон изменения индукции вдоль окружности якоря (рис. 2, б). Направление наведенной э.д.с. можно определить с помощью правила правой руки, а ее величину – по формуле

Поскольку проводник пересекает поле под прямым углом (α = 90°), то sinα = 1.

Рис. 2. Графики изменения индукции вдоль окружности якоря (а) и э.д.с. в движущемся проводнике (б).

Таким образом, в каждом проводнике обмотки наводится переменная по величине и направлению э.д.с.

Для получения во внешней цепи постоянной по направлению э.д.с. (генератор) или для работы машины от цепи постоянного тока (двигатель) необходимо установить промежуточный преобразователь.

В генераторном режиме такой преобразователь должен выполнять роль выпрямителя, в двигательном – роль инвертора.

В машинах постоянного тока обычно применяют электромеханический преобразователь, который состоит из коллектора 12 (рис. 1) и щеточного аппарата 14. Принцип работы простейшего коллектора в выпрямительном режиме (для генератора) представлен на рис. 3.

Как видно из рисунка, стороны витка подключены к двум изолированным сегментам, которые скользят по неподвижным контактам (щеткам). Вследствие этого направление тока и полярность напряжения во внешней цепи будут оставаться постоянными. Коллектор работает как двухполупериодный выпрямитель и обеспечивает на выходе пульсирующее напряжение.

Рис. 3 Принцип действия машины постоянного тока

Для уменьшения пульсаций в генераторном режиме, а также для обеспечения условий надежной работы и пуска в двигательном режиме, коллектор выполняют с большим числом контактных сегментов. Минимально возможное число коллекторных пластин по условиям надежной работы – три.

Коллектор изготовляют из пластин твердотянутой меди трапецеидального сечения, которые изолируют друг от друга миканитом – слоистым слюдяным материалом с малым содержанием клеящих веществ. Вся конструкция стягивается металлическими фигурными шайбами или заливается пластмассой (рис. 4).

Рис. 4 Конструкция коллектора машины постоянного тока

По пластинам коллектора скользят щетки (неподвижные контакты), выполняемые из прессованного угля или графита, иногда с добавлением порошка металлов. Щетки крепят в щеткодержателях с нажимным устройством, обеспечивающим надежный контакт с коллектором.

Через щетки и скользящий контакт (систему щетки – коллектор) осуществляется передача электрической энергии, потребляемой или вырабатываемой машиной. Надежность работы машин постоянного тока ограничена возможностями щеточного контакта, что является наиболее существенным недостатком машин постоянного тока. Величина падения напряжения в щеточном контакте должна быть по возможности минимальной.

Вал якоря 6 (рис. 1) опирается на подшипники 1, закрепленные в щитах (торцевых крышках) 3 машины. В машинах обычно применяют подшипники качения, для уменьшения шума применяют также подшипники скольжения. Щиты крепятся к станине (ярму), чем достигается жесткость конструкции и обеспечивается соосность статора и ротора.

Основные данные, характеризующие машину, приведены на заводском щитке или в паспорте машины. К ним относятся: тип, заводской номер, номинальные данные – мощность, напряжение, ток и скорость вращения, тип возбуждения и масса машины. Более подробные данные можно получить из каталога или справочника.

Источник