Часть2, рефераты / Вопросы / vopros_4

(вопрос 4) электрические машины постоянного тока. Способы возбуждения. Сферы применения. Основные характеристики.

Электрические машины постоянного тока используются как в качестве генераторов, так и в качестве двигателей. Коллекторные машины обладают свойством обратимости, т. е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Поэтому если машину постоянного тока подключить к источнику энергии постоянного тока, то в обмотке возбуждения и в обмотке якоря машины появятся токи. Взаимодействие тока якоря с полем возбуждения создает на якоре электромагнитный момент М, который является не тормозящим, как это имеет место в генераторе, а вращающим. Под действием электромагнитного момента якоря машина начнет вращаться, т. е. будет работать в режиме двигателя, потребляя из сети электрическую энергию и преобразуя ее в механическую.

Наибольшее применение имеют двигатели постоянного тока, области применения и диапазон мощности которых достаточно широки. Основные преимущества двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными двигателями переменного тока – хорошие пусковые и регулировочные свойства, возможность получения частоты вращения более 3000 об/мин, а недостатки – относительно высокая стоимость, некоторая сложность в изготовлении и пониженная надежность. Все эти недостатки машин постоянного тока обусловлены наличием в них щеточно-коллекторного узла, который к тому же является источником радиопомех и пожароопасности. Эти недостатки ограничивают применение машин постоянного тока.

Для работы электрической машины необходимо наличие магнитного по-

ля. В большинстве машин постоянного тока это поле создается обмоткой воз-

буждения, питаемой постоянным током. Свойства машин постоянного тока в

значительной степени определяются способом включения обмотки возбужде-

ния, т. е. способом возбуждения.

По способам возбуждения машины постоянного тока можно классифици-

ровать следующим образом:

машины независимого возбуждения, в которых обмотка возбуждения (ОВ) питается постоянным током от источника, электрически не связанного с обмоткой якоря (рис. 1, а);

машины параллельного возбуждения (шунтовые), в которых обмотка воз-буждения и обмотка якоря соединены параллельно (рис. 1, б);

машины последовательного возбуждения (сериесные) (обычно приме-няемые в качестве двигателей), в которых обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно (рис. 1, в);

машины смешанного возбуждения (компаундные), в которых имеются две обмотки возбуждения – параллельная ОВ1 и последовательная ОВ2 (рис. 1, г);

машины с возбуждением постоянными магнитами (рис. 1, д ).

Рис. 1.4. Способы возбуждения машин постоянного тока

Все указанные машины (кроме последних) относятся к машинам с элек-тромагнитным возбуждением, поскольку магнитное поле в них создается электрическим током, проходящим в обмотке возбуждения.

Эксплуатационные свойства двигателя определяются его рабочими характеристиками, под которыми понимают зависимость частоты вращения n, тока I, полезного момента M2, вращающего момента M от мощности на валу двигателя Р2 при U=const и Iв = const .