Меню

Полюсные башмаки машин постоянного тока собирают из изолированных листов стали для

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Полюсные башмак

Полюсные башмаки , подвергавшиеся расточке, устанавливают в сборе с прокладками из трансформаторного железа и проверяют их вогнутую, поверхность на концентричность внутренней поверхности корпуса, которая должна быть в пределах 0 2 мм на всей длине. [1]

Полюсные башмаки выбраковывают и заменяют при наличии погнутости полок цилиндрической поверхности, обращенной к якорю, а также при повторном срыве резьбы в отверстии крепления башмака. [2]

Полюсные башмаки защищают магаиты от несимметричного размагничивания полем якоря. При наличии полюсных башмаков увеличивается проводимость рассеяния ротора. Вследствие зтого и наличия демпфирующих контуров в полюсных башмаках уменьшается размагничивающее действие поля реакции якоря. [3]

Полюсные башмаки и магниты заливаются алюминиевым сплавом. [5]

Затем полюсные башмаки аппарата прижимаются к наружной поверхности полюсов ротора и фиксируются путем затяжки винтов 4 приспособления. В таком состоянии в обмотки аппарата троекратно подается ток. [6]

Если полюсные башмаки недоступны, как, например, при закрытом исполнении машины, то способ магнитной стрелки может быть применен следующим образом: после подачи питания в рассматриваемую обмотку стрелка подносится к головкам болтов, крепящих полюса к ярму, и указывает при этом полярность, противоположную той, которую имеет данный полюс на своей активной поверхности. Однако такое применение способа требует сильного питания рассматриваемой обмотки, а потому для обмоток последовательного питания мало пригодно. [7]

Если полюсные башмаки недоступны, полярность полюсов может быть определена указанными выше способами, но путем использования намагниченных головок полюсных болтов. [9]

У полюсных башмаков могут быть задиры; выработка и заусенцы на цилиндрической поверхности, обращенной к якорю, срыв резьбы под винт крепления башмака к корпусу генератора. [10]

Зубцы полюсных башмаков несимметричны относительно зубцов якоря и, кроме того, имеют односторонний скос. [11]

Наличие полюсных башмаков позволяет выполнить полюсы большей длины, чем у пакета стали. Это приводит к экономии меди обмотки статора, уменьшению веса и габаритов машины. [12]

Наличие полюсных башмаков увеличивает объем ротора и уменьшает относителньый объем магнита, — поэтому, несмотря на лучшее использование магнита при наличии полюсных башмаков, может получиться, что размеры машины в целом при заданной мощности не уменьшатся, а возрастут. [13]

Крепление полюсных башмаков в подобного типа конструкциях роторов представляет значительные сложности. Применение заклепок, скоб, винтов для крепления полюсных башмаков увеличивает трудоемкость изготовления роторов. Из-за наличия полюсных башмаков получается более пористая отливка магнита. Между магнитом и полюсными башмаками вследствие усадки металла возникают щели и раковины. [15]

Источник

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

По роду тока все современные электрические машины делятся на машины постоянного и переменного тока. Все современные электрические машины работают на основе явлений электромагнитной индукции.

Постоянным называется ток, протекающий по проводнику только в одном направлении. Получение постоянного тока может быть двояким: от генераторов постоянного тока или из переменного тока

и путем его выпрямления при помощи специальных устройств — выпрямителей, преобразующих переменный ток в постоянный.

Простейший генератор по­стоянного тока (рис. 164, а и б) имеет полюсы электромаг­нита N и S, между которыми вращается виток проволоки в виде рамки, концы которой припаяны к полукольцам А и В, вращающимся вместе с витком. Полукольца А и Б изолированы между собой и от вала, и пред­ставляют собой в простейшем виде коллектор, служащий для вы­прямления тока во внешней цепи. На полукольца опираются неподвижные щетки / и //, по которым ток с полуколец А и Б на­правляется во внешнюю цепь.

При вращении в магнитном поле рамки в ней будет индукти­роваться переменная по величине и направлению электродвижущая сила. Как было рассмотрено ранее, эта э. д. с. изменяется по синусоиде и зависит от положения, занимаемого проводниками а и б в магнитном поле. Направление э. д. с, индуктируемой в каж­дый данный момент в витке, определяется по правилу правой руки. В те моменты, когда ток в витке меняет свое направление, полу­кольца меняют щетки, поэтому во внешней цепи ток будет иметь все время одно и то же направление, но будет меняться по зна­чению.

График изменения э. д. с. в витке можно изобразить кривой, по­казанной на схеме в (рис. 164), а график изменения тока во внеш­ней цепи, соединенной с генератором, будет иметь вид, как на схеме г (рис. 164).

Как показывает-последний график, э. д. с. во внешней цепи за полный оборот рамки не меняется по направлению, а меняется по значению от пуля до ‘максимума, снова до нуля и т. д. Поэтому э. д. с. в таком виде имеет большую ‘пульсацию, и ток, протека­ющий по замкнутому контуру, носит название пульсирую­щего.

Чтобы «сгладить» пульсацию, в генераторах устанавливают очень много витков, концы которых припаивают к коллекторным пластинам. При этом витки оказываются сдвинутыми относитель­но друг друга на некоторый угол н при вращении всех витков пульсация уменьшается.\

В этом случае ток, вырабатываемый генератором, будет практически постоянным как по направлению, так и по значению. Обычно в генераторах бывает такое количество витков обмоток и коллекторных пластин, что получаемая на щетках э. д. с, имеет совершенно незначительную пульсацию (1 % среднего значения э. д. с), и потому ее значение считается постоянным.

Читайте также:  Емкость конденсатора с ростом частоты переменного тока

Основные элементы генераторов и двигателей постоянного то­ка конструктивно одни и те же.

На рис. 165 показаны главные части и компоновка генератора постоянного тока. Генератор состоит из следующих основных ча­стей: станины с закрепленными полюсами-электромагнита­ми, якоря с обмоткой п коллектором, токоснимающего устройства (щеткодержатели, щетки, траверсы), переднего и заднего под­шипниковых щитов.

Станины у современных электрических машин отливаются из стали и в зависимости от типа электрической машины выпол­няются различной формы (прямоугольные, квадратные, восьми­гранные, круглые и т. д.). К станине крепится магнитная система (создает магнитный поток), состоящая из полюсных сердечников с наконечниками (рис. 166), на которых находятся обмотки возбуждения из изолированной медной проволоки.

Полюсные сердечники с полюсными наконечниками образуют полюсы электромагнита, служащие для создания магнитного по­ля. Полюс генератора, как и всякий электромагнит, состоит из сердечника и надетой на пего катушки, по которой проходит электрический ток, называемый током возбуждения. Этот ток создает магнитный поток. Катушки возбуждения составляют обмотку возбуждения машины, названную так потому, что при прохождении по ней тока она создает (возбуждает) магнитное поле генератора. Количество полюсов у генератора, как правило, четное и составляет, 2, 4, 6 и более. При этом северные и южные полюсы чередуются между собой.

Сердечники полюсов снабжаются полюсными наконечниками (башмаками) для улучшения распределения линий магнитного поля машины. Полюсные сердечники, как и полюсные наконечни­ки, собирают из отдельных листов (пластин) электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Сердечники полюсов изготовляют отдель­но от станины и крепят к ней, как это показано на рис. 166.

Якорь — вращающаяся часть машины — служит для несения обмотки, в которой индуктируется пере­менная э. д. с; он состоит из сердечника и обмотки. В современных машинах сер­дечник якоря собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,35—0,5 мм, изолированных друг от дру­га специальной тонкой бума­гой или покрытых изолирую­щим лаком. Отдельные ли­сты сердечника якоря штампуются такой формы, чтобы после сборки их на наружной поверх­ности якоря образовались пазы, в которые затем укладывают секции обмоток якоря из изолированной медной проволоки. Сек­ции обмоток соединяют между собой в определенной последова­тельности. Набранный таким образом якорь надевают на сталь­ной вал машины, на котором его закрепляют шпонкой. На одном валу с якорем насажены коллектор и вентилятор. Коллектор представляет собой полый барабан, собранный из медных пластин, изолированных друг от друга и от вала машины. Количество пластин равно количеству секций якоря, так как к каждой коллекторной пластине припаиваются начало одной и конец другой секции. Пластины изготовляют из твердотянутой меди соответствующего профиля и изолируют друг от друга прокладками из миканита (склеенные под давлением листочки слюды). Для соединения коллекторных пластин с концами обмотки в углу каждой пластины вырезается углубление (шлиц), в кото­рое вводят (вбивают) концы секций и припаивают их. Коллек­тор является одной из наиболее ответственных частей электриче­ской машины.

Над коллектором укрепляется траверса со щеткодержателями. Щетки вставляют в гнезда щеткодержателей; они прижимаются к коллектору пружинами, натяжение которых можно регулировать. В современных электрических машинах применяют угольные, медно-графитные и графитные щетки.

Якорь с коллектором вращается в подшипниках, находящихся в подшипниковых щитах. Последние крепятся с боков болтами к станине. Между якорем и башмаками полюсных сердечников имеется небольшой зазор, называемый междужелезным пространством.

На корпусе машины обычно устанавливается выводная коробка, в которой имеются изолированные друг от друга и от корпуса машины болтовые зажимы — выводы, служащие для соединения машины с цепью.

Основные неподвижные части электрической машины образуют статор, вращающиеся-ротор. В машинах постоянного тока якорь является ротором, а магнитная система (иногда называется индуктором) — статором.

Источник

Вопрос МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (МПТ). ЛАБЫ

date image2015-05-26
views image902

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

(многа букафф, нада асилит)

Конструкция машины постоянного тока.(Одинакова для двигателя и генератора)

Статор (неподвижный) и ротор (вращается). Ротор называют якорем.

Основные части статора: станина, главные полюса с обмотками возбуждения, могут быть добавочные полюса с обмотками добавочных полюсов.

Станина и полюса изготовляются из стали, потому что они должны проводить основной магнитный поток. Так как основной магнитный поток постоянный (не меняется по величине и направлению), то сталь используют обычно конструкционную. Главные полюса широкие, имеют полюсный наконечник, добавочные – узкие, располагаются между главными.

Обмотки главных и добавочных полюсов изготовляются из меди в виде катушек. Катушки надеваются на полюса, полюса крепятся к станине. Обмотки главных полюсов (обмотки возбуждения) предназначены для создания основного магнитного потока. (При протекании тока образуется магнитное поле, его направление определяется по правилу буравчика, или правого винта.) Катушки ОВ соединяют между собой последовательно так, чтобы магнитные полюса чередовались (S-N-S-N). Главных полюсов всегда четное количество (2,4,6).

Добавочные полюса нужны для улучшения коммутации (чтобы щетки меньше искрили), в обмотке добавочных полюсов всегда протекает только ток якоря. Добавочных полюсов столько же, сколько и главных, или в два раза меньше.

Читайте также:  Saturn tv led40wk уменьшить ток подсветки

Основные части якоря (ротора): сердечник якоря, обмотка якоря, коллектор. (Вал, подшипники, подшипниковые щиты, клеммная коробка, лапы и далее – к механикам).

Сердечник якоря собирают из отдельных листов электротехнической стали, листы изолированы между собой лаком. Так как якорь вращается в магнитном поле главных полюсов, то для стали это поле является переменным, а там где есть переменное магнитное поле – по закону электромагнитной индукции наводится ЭДС (ЭлектроДвижущая Сила). Сталь – материал проводящий, поэтому под действием ЭДС потекут вихревые токи (токи Фуко), эти токи будут нагревать сталь и создавать потери энергии. Чтобы уменьшить эти потери, сталь шихтуют (собирают из изолированных листов), так препятствуют протеканию вихревых токов (уменьшают их). При вращении якоря в поле главных полюсов сталь сердечника постоянно перемагничивается. Чтобы намагнитить сталь, надо затратить энергию, чтобы размагнитить – надо затратить еще энергию, чтобы намагнитить в противоположном направлении – еще энергию. Чем чаще перемагничивается сталь – тем больше энергии надо затратить. Электротехническая сталь имеет самые маленькие затраты на перемагничивание (самую узкую петлю гистерезиса). Сердечник проводит основной магнитный поток.

На поверхности сердечника якоря находятся пазы (часто со скосом – для уменьшения шума и вибрации, вызванных зубцовыми гармониками). В пазы укладывается обмотка якоря — медная, барабанного типа, обычно двухслойная. Концы обмоток припаиваются к выступам коллекторных пластин. Назначение ОЯ: в генераторе в ней наводится «рабочая» ЭДС, в двигателе – протекает ток, участвующий в создании «рабочего» момента.

Коллектор собирается из медных пластин специальной формы (пластины располагаются вдоль вала), все пластины изолированы друг от друга и от вала. К коллектору прилегают щетки, щеток всегда столько, сколько и главных полюсов. Через коллектор и щетки происходит контакт обмотки якоря с внешней цепью. Назначение щеточно-коллекторного узла: в генераторе – механический выпрямитель переменной ЭДС, в двигателе – инвертор постоянного тока (преобразует постоянный ток из сети в переменный ток обмотки якоря). Щетки крепятся в подшипниковом щите в специальном держателе (траверсе).

Источник



Конструкция машины постоянного тока

Дата публикации: 03 декабря 2011 .
Категория: Статьи.

В статье описано устройство стандартной машины постоянного тока. Рассмотрено, что из себя представляют главный и дополнительный полюс, якорь, коллектор и щеточный аппарат.

Рассмотрим несколько подробнее устройство машины постоянного тока и приведем краткое описание ее главных конструктивных элементов.

Конструкция полюсов

На рисунке 1 изображен полюс машины. Сердечники полюсов набираются из листов, выштампованных из электротехнической стали толщиной 0,5 – 1 мм, а иногда также из листов конструкционной стали толщиной до 2 мм. Так как магнитный поток полюсов в стационарных режимах не изменяется, то листы друг от друга обычно не изолируются. Сердечник полюса стягивается шпильками, концы которых расклепываются. Нижняя, уширенная, часть сердечника называется полюсным наконечником или башмаком. Расположенная на полюсе обмотка часто разбивается на 2 – 4 катушки для лучшего ее охлаждения.

Рисунок 1. Главный полюс машины постоянного тока

Число главных полюсов всегда четное, причем северные и южные плюсы чередуются, что достигается соответствующим соединением катушек возбуждения отдельных полюсов. Катушки всех полюсов соединяются обычно последовательно. Мощность, затрачиваемая на возбуждение, составляет около 0,5 – 3% от номинальной мощности машины. Первая цифра относится к машинам мощностью в тысячи киловатт, а вторая – к машинам мощностью около 5 кВт.

Для улучшения условий токосъема с коллектора в машинах мощностью более 0,5 кВт между главными полюсами устанавливаются также дополнительные полюсы, которые меньше главных по своим размерам. Сердечники дополнительных полюсов обычно изготавливаются из конструкционной стали.

Как главные, так и дополнительные полюсы крепятся к ярму с помощью болтов. Ярмо в современных машинах обычно выполняется из стали (из стальных труб в машинах малой мощности, из стального листового проката, а также из стального литья). Чугун вследствие относительно малой магнитной проницаемости не применяется.

В машинах постоянного тока массивное ярмо является одновременно также станиной, т. е. той частью, к которой крепятся другие неподвижные части машины и с помощью которой машина обычно крепится к фундаменту или другому основанию.

Конструкция якоря

Рисунок 2. Диск (а) и сегмент (б) стали якоря

Сердечник якоря набирается из штампованных дисков (рисунок 2, а) электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Диски насаживаются либо непосредственно на вал (при Dа ≤ 75 см), либо набираются на якорную втулку (Dа ≥ 40 см), которая надевается на вал. Сердечники якоря диаметром 100 см и выше составляют из штампованных сегментов (рисунок 2, б) электротехнической стали. Сегменты набираются на корпус якоря, который изготовляется обычно из листового стального проката и с помощью втулки соединяется с валом. Для крепления к корпусу якоря сегменты отштамповываются с гнездами для ласточкиных хвостов либо с выступающими ласточкиными хвостами (рисунок 3).

Рисунок 3. Крепление сегментов стали якоря с помощью ласточкиных хвостов

1 – вентиляционные распорки; 2 – лист стали якоря; 3 – стяжной болт; 4 – ребро ступицы якоря; 5 – лист ступицы якоря

Читайте также:  Вычислить ток нагрузки в трехфазной цепи

В сердечнике якоря в зависимости от выбранной системы вентиляции могут быть аксиальные или радиальные каналы. Аксиальные каналы образуются выштампованными в дисках сердечника отверстиями. Радиальные каналы создаются с помощью вентиляционных распорок или ветрениц, посредством которых сердечник якоря (рисунок 4) подразделяется на отдельные пакеты 1 шириной 40 – 70 мм и каналы 2 между ними шириной около 5 – 10 мм. Ветреницы приклепываются или привариваются к крайним листам пакетов. Сердечник якоря крепится с помощью нажимных плит или фланцев 6.

Рисунок 4. Сердечник якоря с обмоткой

В пазы на внешней поверхности якоря укладываются катушки обмотки якоря. Выступающие с каждой стороны из сердечника якоря (рисунок 4) лобовые части обмотки 3 имеют вид цилиндрического кольца и своими внутренними поверхностями опираются на обмоткодержатели 5, а по внешней поверхности крепятся проволочными бандажами 7. Обмотка соединяется с коллектором 4.

Воздушный зазор между полюсами и якорем в малых машинах менее 1 мм, а в крупных – до 1 см.

Конструкция коллектора

Рисунок 5. Коллектор

Устройство коллектора машины небольшой мощности показано на рисунке 5. Он состоит из медных пластин 1 толщиной 3 – 15 мм, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками толщиной около 1 мм. Пластины имеют трапецеидальное сечение и вместе с прокладками составляют кольцо, которое скрепляется с помощью нажимных фланцев 4, стянутых стяжными болтами 7. От нажимных фланцев пластины коллектора изолируются миканитовыми коллекторными манжетами 2. Собранный коллектор крепится на валу 6 с помощью шпонки 5. К каждой пластине коллектора присоединяются соединительные проводники – «петушки» 3 – от обмотки якоря.

Подобное в принципе устройство имеют коллекторы подавляющего большинства машин. В последнее время в малых машинах коллекторные пластины с миканитовыми прокладками часто запрессовывают на пластмассу.

Конструкция щеточного аппарата

Для отвода тока от вращающегося коллектора и подвода к нему тока применяется щеточный аппарат, который состоит из щеток, щеткодержателей, щеточных пальцев, щеточной траверсы и токособирающих шин.

Одна из типичных конструкций щеткодержателя показана на рисунке 5. Щеткодержатели укрепляются на щеточных пальцах. На каждом щеточном пальце обычно помещают несколько или целый ряд щеткодержателей со щетками, которые работают параллельно. Щеточные пальцы, число которых обычно равно числу главных полюсов, крепятся к щеточной траверсе (рисунок 7)

Щеткодержатель со щеткой

Рисунок 6. Щеткодержатель со щеткой
1 – обойма щеткодержателя; 2 – щетка; 3 – нажимная пружина; 4 – токоведущий кабель; 5 – колодки для крепления к пальцу

Рисунок 7. Крепление щеточного пальца к траверсе
1 – палец; 2 – траверса; 3 – изоляция; 4 – токособирательная шина

и электрически изолируются от нее. Траверса крепится к неподвижной части машины: в машинах малой и средней мощности – к втулке подшипникового щита, а в крупных машинах – к станине. Обычно предусматривается возможность поворота траверсы для установки щеток в правильное положение. Полярности щеточных пальцев чередуются, и все пальцы одной полярности соединяются между собой сборными шинами. Шины с помощью отводов соединяются с выводными зажимами или с другими обмотками машины.

Коллектор и щеточный аппарат являются весьма ответственными узлами машины, от конструкции и качества изготовления которых в большой степени зависит бесперебойная работа машины и надежность электрического контакта между коллектором и щетками.

Общий вид машины постоянного тока

На рисунке 8 приведен чертеж, а на рисунке 9 – фотография машины постоянного тока в разобранном виде.

Общий вид электродвигателя постоянного тока

Рисунок 8. Общий вид электродвигателя постоянного тока 14 кВт, 220В, 1500 об/мин
1 – люковая крышка; 2 – коллекторная пластина; 3 – крепление коллектора пластмассой; 4 – кольцо для размещения корректирующих масс; 5 – траверса; 6 – передний подшипниковый щит; 7 – вал; 8 – обмоткодержатель; 9 – бандаж лобовых частей якоря; 10 – катушка добавочного полюса; 11 – сердечник добавочного полюса; 12 – станина; 13 – рым; 14 – сердечник якоря; 15 – сердечник главного полюса; 16 – катушка главного полюса; 17 – вентилятор; 18 – задний подшипниковый щит; 19 – задняя крышка подшипника; 20 – шариковый подшипник; 21 – передняя крышка подшипника; 22 – свободный конец вала; 23 – паз якоря; 24 – соединительные провода (выводы) от обмоток к доске выводов; 25 – коробка выводов

Электродвигатель постоянного тока типа П52

Рисунок 9. Электродвигатель постоянного тока типа П52, 8 кВт, 220 В, 43 А, 1500 об/мин

Одноякорные машины постоянного тока строятся мощностью до 10 МВт и напряжением преимущественно до 1000 В. Для электрифицированных железных дорог выпускаются также машины напряжением до 1500 В. На напряжения свыше 1500 В машины постоянного тока изготавливаются редко, так как с увеличением напряжения условия токосъема с коллектора ухудшаются.

В отдельных случаях (мощные ледоколы, приводы аэродинамических труб и пр.) требуются двигатели постоянного тока мощностью 15 – 30 МВт. В машинах с одним якорем получение таких мощностей не возможно, и поэтому строятся двух-, трех- и четырехъякорные машины, которые представляют собой многомашинные агрегаты с общим валом.

Источник: Вольдек А. И., «Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений» – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.

Источник