Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 81
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание
| | Введение. | |
| 1. | Технологическая часть | |
| 1.1 | Назначение | |
| 1.2 | Устройство | |
| 1.3 | Ремонт | |
| 2. | Охрана труда и противопожарная безопасность | |
| 2.1 | Мероприятия по технике безопасности при монтаже (или | |
| | эксплуатации) электрооборудования | |
| 3. | Список использованных источников | |
Введение
Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока (частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока ) в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называются преобразователями.
В зависимости от рода тока электроустановки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и переменного тока.
Электрические машины постоянного тока по своему назначению делятся на электрические генераторы (или просто генераторы), преобразующие механическую энергию в электрическую при постоянном напряжении (генераторы являются источниками электрической энергии), и электрические двигатели (электродвигатели), преобразующие электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию. Эта механическая энергия используется для приведения во вращение какого-либо исполнительного механизма (станок, лебедка, колеса трамвая, электропоезда и т. д.).
Первой электрической машиной был электродвигатель постоянного тока [двигатель Б. С. Якоби (1838)].
1. Технологическая часть
1.1 НазначениеЭлектротехнической промышленностью выпускаются машины постоянного тока различной мощности и напряжения.
Напряжение машин постоянного тока изменяется от 6 — 12 В для используемых на автотранспорте до 30 кВ для используемых в радиотехнических установках.
Большое применение находят машины постоянного тока мощностью до 200 кВт на напряжение ПО—440В с частотой вращения 550—2870 об/мин. Микромашины имеют частоты вращения от нескольких оборотов до 30 000 об/мин.
В промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве наиболее широко используют электродвигатели. Генераторы применяют для питания устройств связи, радиотехнических установок и т. д. В последние годы в качестве источников постоянного тока все более широко применяют более экономичные и простые в эксплуатации статические полупроводниковые преобразователи.
Электрические машины постоянного тока широко применяются в качестве двигателей и несколько меньше – в качестве генераторов, так как двигатели постоянного ока допускают плавное регулирование частоты вращения простыми и обладают лучшими пусковыми качествами – развивают большой пусковой момент при относительно небольшом токе. Поэтому их широко используют в качестве тяговых двигателей на электротранспорте. Кроме того, они являются исполнительными звеньями систем автоматического регулирования. Машины постоянного тока входят в состав автомобильного, судового и самолетного электрооборудования, дорожно-строительных машин.
1.2. Устройство
В электрической машине постоянного тока (МПТ) осуществляется преобразование электрической энергии постоянного тока в механическую энергию (двигатель постоянного тока), или наоборот (генератор постоянного тока). Электрические машины постоянного тока обладают принципом обратимости. Поэтому конструкция двигателя постоянного тока (ДПТ) принципиально не отличается от конструкции генератора постоянного тока (ГПТ).На рис. 1 показа типичная конструкция машины постоянного тока общепромышленного применения.
Основными частями машины постоянного тока являются статор и ротор. Статор – неподвижная часть машины, ротор – вращающаяся. Схематичное изображение машины постоянного тока показано на рис. 2. Статор состоит из станины 1, представляющий собой стальной полый цилиндр, являющейся механическим остовом машины и одновременно служащей частью магнитопровода. К внутренней поверхности станины крепятся главные полюсы 2 с обмоткой возбуждения (ОВ) 3. Катушки обмотки возбуждения, расположенные на главных полюсах, включаются так, чтобы северные и южные полюсы чередовались.
Полюсы крепят болтами к стальному корпусу, который является частью магнитной цепи машины. Главные полюсы выполняют шихтованными (из стальных штампованных листов), а добавочные – массивными или также шихтованными.
По станине и полюсам замыкается постоянный магнитный поток, поэтому выполнение полюсов массивными или из листов определяется в основном удобствами технологии. Стальные листы спрессовывают под давлением и скрепляют заклепками и нажимными щеками, установленными по краям каждого полюса. Шихтованными должны быть только наконечники главных полюсов, так как при вращении зубчатого якоря из-за пульсации магнитного потока в воздушном зазоре в них возникают вихревые токи и
потери мощности. Однако по условиям технологии обычно выполняют шихтованным весь полюс. Полюсы крепят к станине болтами; резьбу для болтов нарезают непосредственно в шихтованном сердечнике полюса (рис. 3, а) либо в массивных стальных стержнях, которые вставляют в выштампованные отверстия в полюсахМежду главными полюсами могут располагаться дополнительные полюсы 4, служащие для улучшения характеристик машины, в частности служат для уменьшения искрения под щетками. Обмотка дополнительных полюсов включается в цепь ротора (якоря) МПТ. Катушки главных и добавочных полюсов изготовляют из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения. Катушки машин малой мощности выполняют из тонкой проволоки; последовательные катушки обмоток возбуждения и добавочных полюсов – из полосовой меди. Расположенную на полюсе обмотку иногда разбивают на несколько катушек (секций) для лучшего ее охлаждения. При секционном выполнении катушек между отдельными секциями устанавливают дистанционные шайбы из изоляционного материала, посредством которых образуются вентиляционные каналы.
Общий вид статора машины постоянного тока малой мощности показан на рис. 3.
Ротор машины постоянного тока называется якорем. Якорь 5 (рис.2) представляет из себя цилиндр, набранный из листов электротехнической стали. На наружной поверхности якоря имеются продольные пазы с уложенной в них обмоткой якоря (ОЯ) 6.
Сердечник якоря собирают из отдельных листов толщиной 0,5 мм, которые штампуют из электротехнической стали (рис. 5). Обмотку якоря изготовляют из провода круглого или прямоугольного сечения; обычно она состоит из отдельных, заранее намотанных якорных катушек. В листах якоря вырубают пазы, в которые укладывают обмотку якоря. Форму пазов, вырубаемых в сердечнике якоря, выбирают овальной полузакрытой для машин небольшой мощности и прямоугольной открытой для машин средней и большой мощности. Укладка обмотки в пазы обеспечивает надежное ее закрепление на вращающемся якоре и уменьшает воздушный зазор между полюсом и якорем. Обмотку в пазу закрепляют клином из стеклотекстолита или бандажами, располагаемыми в кольцевых канавках сердечника якоря. Обмотку выполняют двухслойной; в каждом пазу укладывают две стороны различных якорных катушек – одну поверх другой. Каждая якорная катушка включает в себя несколько секций, концы которых припаивают к
соответствующим коллекторным пластинам; секции могут быть одно- и многовитковыми.
Собранный сердечник якоря спрессовывают между двумя нажимными шайбами и закрепляют на валу втулкой либо пружинным разрезным кольцом.Якорь помещается внутри статора и отделен от него небольшим воздушным зазором. Станина, полюсы и сердечник якоря образуют магнитную цепь, по которой замыкается магнитный поток машины.
При вращении якоря сталь его сердечника будет перемагничиваться, в ней будут индуктироваться переменные токи - вихревые, которые будут вызывать потери. Для снижения потерь от вихревых токов сердечник, как уже указывалось, собирается из отдельных изолированных друг от друга листов. Для изоляции листы после штамповки покрывают лаком. Из-за зубчатого строения якоря в зазоре будет происходить пульсация потока, в результате чего в полюсном наконечнике также будут наводиться вихревые токи, для уменьшения которых наконечник и весь полюс собирают из отдельных листов.
Рис. 1. Конструкция электрической машины постоянного тока: 1-станина; 2-полюс; 3-обмотка возбуждения; 4-дополнительный полюс; 5-якорь; 6-обмотка якоря; 7-коллектор; 8-обмотка дополнительных полюсов; 9-щетки; 11-щеткодержатель; 12-подшипниковый щит; 13-подшипник; 14-вал; 15-вентилятор; 16-рым-болт; 17-клеммная коробка
На рис. 2 показаны две силовые линии магнитного поля. 
Рис. 2. Электрическая машина постоянного тока
Рис. 3. Статор машины постоянного тока: 1 – обмотка возбуждения; 2 – полюс статора; 3 – станина
Для соединения обмотки вращающегося якоря с внешней электрической цепью и коммутации тока якоря служит щеточно-коллекторный узел 7.
Обычно коллектор выполняют в виде цилиндра (рис. 4), собранного из клинообразных пластин твердотянутой меди 1; между пластинами располагают изоляционные прокладки из слюды или миканита. Узкие края коллекторных пластин имеют форму ласточкина хвоста; после сборки коллектора их зажимают между корпусом и нажимным фланцем и изолируют манжетами из миканита. Секции обмотки якоря впаивают в прорези, имеющиеся в выступающей части коллекторных пластин.
В машинах малой и средней мощности широко применяют коллекторы, в которых медные пластины и миканитовые прокладки запрессованы в пластмассу. Поверхность собранного коллектора обтачивают на токарном станке и тщательно шлифуют. Чтобы миканитовые прокладки при срабатывании коллектора не выступали над пластинами и не вызывали вибрации щеток, их профрезеровывают на 0,8...1,5 мм ниже поверхности коллектора.Собранный коллектор насаживают на вал и закрепляют от проворачивания шпонкой. К каждой коллекторной пластине подсоединяют
проводники от секций, из которых состоит обмотка якоря. Для подсоединения проводников у коллекторных пластин со стороны, обращенной к якорю, выполняют выступы, называемые петушками, в которых фрезеруют шлицы. В эти шлицы закладывают и затем запаивают проводники обмоток.По коллектору скользят неподвижные щетки 2, которые размещаются в щеткодержателях. Щеткодержатели закрепляют на цилиндрических или призматических пальцах, которые в свою очередь закрепляют на траверсе. Пальцы выполняют из гетинакса либо из стали, опрессованной пластмассой в месте сочленения его с траверсой. Обычно число пальцев выбирают равным числу полюсов.
Рис 4. Коллектор машины постоянного тока
Общий вид якоря машины постоянного тока малой мощности показан на рис.5.
Рис 5. Якорь машины постоянного тока
Рис 6. 1- коллектор, 2- щетки и щеткодержатель, 3- обмотка якоря, 4-полюсная катушка, 5- якорь, 6- сердечник полюса возбуждения,7- станина, 8- вентиляторУсловное обозначение машины постоянного тока в схемах электрических цепей показано на рис. 7.
Рис.7. Условное обозначение машины постоянного тока в схемах электрических цепей