Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение

Свердловской области

«Артинский агропромышленный техникум»

Реферат на тему: «Устройство, классификация, применение электродвигателей постоянного тока»

Выполнила студентка

23 группы

Семёнова Кристина Александровна

Арти, 2023
Оглавление




Введение

Электродвигатели переменного тока — это электрические машины, которые преобразуют электрическую энергию в механическую. Они также являются наиболее совершенным и распространенным типом привода для машин и механизмов, которые преобразуют электрическую энергию в механическую.

Электродвигатели основаны на процессе электромагнитной индукции, который происходит при движении токопроводящей среды в магнитном поле.

В качестве токопроводящей среды обычно используется обмотка, состоящая из достаточно большого количества проводников, которые соответствующим образом соединены друг с другом. Магнитное поле в двигателе генерируется либо постоянными магнитами, либо обмотками возбуждения, которые протекают токами. Электродвигатели являются реверсивными, т.е. в генераторном режиме они могут преобразовывать электрическую энергию в механическую и наоборот.

Электродвигатели состоят из защитного корпуса, содержащего неподвижный полый цилиндрический статор, состоящий из отдельных изолированных пластин из электрической (магнитной) стали. Обмотки для возбуждения, изготовленные из медной проволоки, расположены в пазах на внутренней стороне статора. Внутри статора находится подвижный ротор, вращающийся на валу, который также состоит из стальных пластин, которые также изолированы друг от друга термостойким лаком. Медные обмотки расположены в пазах ротора. Обмотка статора подключена к источнику переменного тока.

Асинхронные двигатели делятся на синхронные и асинхронные в зависимости от соотношения скорости и частоты.

Асинхронные двигатели имеют номинальный режим работы, соответствующий непрерывному, короткому, повторяющемуся короткому или прерывистому режиму работы. Электродвигатели также имеют номиналы.

---

При изготовлении и подборе электродвигателей большое значение имеют условия эксплуатации и климатические условия, в зависимости от типа используемых электродвигателей, которые имеют конструктивные особенности, делающие их пригодными для эксплуатации в различных условиях.

При выборе электродвигателя необходимо учитывать его КПД и потери электроэнергии в проводниках, питающих двигатель.

Двигатели переменного тока необходимы для удовлетворения требований промышленного производства. Они используются в большинстве электрических приводов. Синхронные электродвигатели используются, например, в качестве двигателей в крупных установках, таких как поршневые компрессоры, воздушные каналы, гидравлические насосы и т.д.

Асинхронные двигатели используются также в промышленности, например, для привода универсальных крановых систем, а также различных грузовых лебедок и другого оборудования, необходимого в производстве.

Все эти вопросы требуют дальнейшего осмысления и изучения.








История изобретения

Основываясь на развитии первых гальванических элементов в первой половине XIX века, первыми электромеханическими преобразователями энергии были машины постоянного тока. Первоначальная форма электродвигателя была разработана в 1829 году, а в 1832 году француз Ипполит Пиксии построил первый генератор. Антонио Пачинотти построил в 1860 году электродвигатель постоянного тока с многокомпонентным коммутатором. Фридрих фон Хефнер-Алтенек разработал барабанный якорь в 1872 году, который открыл возможность промышленного использования в области крупномасштабного машиностроения.




Конструкция электродвигателя

Чтобы понять принцип действия ДПТ, нужно сначала изучить его конструктивные особенности, одной из которых является то, что в магнитном поле постоянного магнита установлен вращающийся проводящий контур.

Основной магнит двигателя постоянного тока

Упрощая эту структуру, можно сказать, что двигатель состоит из двух основных компонентов:

• 
  Основной магнит (постоянный магнит), который прикреплён к статору. Магнитное поле также может быть электрически сгенерировано. На статоре находятся так называемые возбуждающие обмотки (катушки).
  
• 
  Проводящая петля (арматура) на сердечнике якоря, обычно состоящая из слоистых металлических листов.
  

---

Обе конструкции называются двигателями постоянного тока с внешним возбуждением. Электродинамический закон указывает, что токопроводящая петля проводника в магнитном поле представляет собой силу [F], зависящую от тока [I] и напряжённости магнитного поля [B]. Токопроводящий проводник окружен круговым магнитным полем. Если объединить магнитное поле магнитного поля с магнитным полем проводящей петли, можно обнаружить суперпозицию двух полей, а также результирующий силовой эффект.
Устройство и принцип работы

Электродвигатели постоянного тока по конструкции подобны синхронным двигателям переменного тока, с разницей в типе тока. В простых демонстрационных моделях двигателя применяли один магнит и рамку с проходящим по ней током. Такое устройство рассматривалось в качестве простого примера. Современные двигатели являются совершенными сложными устройствами, способными развивать большую мощность.

Главной обмоткой двигателя служит якорь, на который подается питание через коллектор и щеточный механизм. Он совершает вращательное движение в магнитном поле, образованном полюсами статора (корпуса двигателя). Якорь изготавливается из нескольких обмоток, уложенных в его пазах, и закрепленных там специальным эпоксидным составом.

Статор может состоять из обмоток возбуждения или из постоянных магнитов. В маломощных двигателях используют постоянные магниты, а в двигателях с повышенной мощностью статор снабжен обмотками возбуждения. Статор с торцов закрыт крышками со встроенными в них подшипниками, служащими для вращения вала якоря. На одном конце этого вала закреплен охлаждающий вентилятор, который создает напор воздуха и прогоняет его по внутренней части двигателя во время работы.



Принцип действия такого двигателя основывается на законе Ампера. При размещении проволочной рамки в магнитном поле, она будет вращаться. Проходящий по ней ток создает вокруг себя магнитное поле, взаимодействующее с внешним магнитным полем, что приводит к вращению рамки. В современной конструкции мотора роль рамки играет якорь с обмотками. На них подается ток, в результате вокруг якоря создается магнитное поле

---

, которое приводит его во вращательное движение.

Для поочередной подачи тока на обмотки якоря применяются специальные щетки из сплава графита и меди. Выводы обмоток якоря объединены в один узел, называемый коллектором, выполненным в виде кольца из ламелей, закрепленных на валу якоря. При вращении вала щетки по очереди подают питание на обмотки якоря через ламели коллектора. В результате вал двигателя вращается с равномерной скоростью. Чем больше обмоток имеет якорь, тем равномернее будет работать двигатель. Щеточный узел является наиболее уязвимым механизмом в конструкции двигателя. Во время работы медно-графитовые щетки притираются к коллектору, повторяя его форму, и с постоянным усилием прижимаются к нему. В процессе эксплуатации щетки изнашиваются, а токопроводящая пыль, являющаяся продуктом этого износа, оседает на деталях двигателя. Эту пыль необходимо периодически удалять. Обычно удаление пыли выполняют воздухом под большим давлением. Щетки требуют периодического их перемещения в пазах и продувки воздухом, так как от накопившейся пыли они могут застрять в направляющих пазах. Это приведет к зависанию щеток над коллектором и нарушению работы двигателя. Щетки периодически требуют замены из-за их износа. В месте контакта коллектора со щетками также происходит износ коллектора. Поэтому при износе якорь снимают и на токарном станке протачивают коллектор. После проточки коллектора изоляция, находящаяся между ламелями коллектора стачивается на небольшую глубину, чтобы она не разрушала щетки, так как ее прочность значительно превышает прочность щеток.
Виды

Электродвигатели постоянного тока разделяют по характеру возбуждения:

Независимое возбуждение

При таком характере возбуждения обмотка подключается к внешнему источнику питания. При этом параметры двигателя аналогичны двигателю на постоянных магнитах. Обороты вращения настраиваются сопротивлением обмоток якоря. Скорость регулируют специальным регулировочным реостатом, включенным в цепь обмоток возбуждения. При значительном снижении сопротивления или при обрыве цепи ток якоря повышается до опасных величин.

---

Регулировка оборотов двигателя обеспечивается реостатом в последовательной цепи с обмотками возбуждения или в цепи ротора.

Последовательное возбуждение

В этом случае возбуждающая обмотка подключается последовательно с якорем, в результате чего по этим обмоткам проходит одинаковый ток. Обороты вращения такого мотора зависят от его нагрузки. Двигатель нельзя запускать на холостом ходу без нагрузки. Однако такой двигатель обладает приличными пусковыми параметрами, поэтому подобная схема используется в работе тяжелого электротранспорта.

Смешанное возбуждение

Такая схема предусматривает применение двух обмоток возбуждения, находящихся парами на каждом полюсе двигателя. Эти обмотки можно соединять двумя способами: с суммированием потоков, либо с их вычитанием. В итоге электродвигатель может обладать такими же характеристиками, как у двигателей с параллельным или последовательным возбуждением.
Особенности эксплуатации

Электродвигатели постоянного тока отличаются экологичностью и надежностью. Их главным отличием от двигателей переменного тока является возможность регулировки оборотов вращения в большом диапазоне.

Такие электродвигатели постоянного тока можно также применять в качестве генератора. Изменив направление тока в обмотке возбуждения или в якоре, можно изменять направление вращения двигателя. Регулировка оборотов вала двигателя осуществляется с помощью переменного резистора. В двигателях с последовательной схемой возбуждения это сопротивление расположено в цепи якоря и позволяет уменьшить скорость вращения в 2-3 раза.

Этот вариант подходит для механизмов с длительным временем простоя, так как при работе реостат сильно нагревается. Повышение оборотов создается путем включения в цепь возбуждающей обмотки реостата.

Для моторов с параллельной схемой возбуждения в цепи якоря также применяются реостаты для уменьшения оборотов в два раза. Если в цепь обмотки возбуждения подключить сопротивление, то это позволит повышать обороты до 4 раз.

Применение реостата связано с выделением тепла. Поэтому в современных конструкциях двигателей реостаты заменяют электронными элементами, управляющими скоростью без сильного нагревания.

---

Смотрите также файлы

• Классификация бд.docx

• О прохождении производственной практики (преддипломной).docx

• Определение устойчивости и переключаемости произвольного внимания.doc

• Методика Кэбота.pptx

• Федорова Ольга Витальевна.pdf