- •«Самарский государственный технический университет»
- •I. Общие сведения, основы теории, конструкция и характеристики
- •1. Роль и значение электрических машин постоянного тока малой мощности в современной технике
- •2. Конструктивное оформление коллекторных электродвигателей малой мощности
- •3. Возбуждение и схемы электродвигателей, пуск в ход и реверс электродвигателей
- •4. Рабочие свойства коллекторнных электродвигателей
- •1) Параллельного возбуждения; 2) последовательного возбуждения
- •5. Бесконтактные двигатели постоянного тока
- •5.1. Принцип действия и основные функциональные и принципиальные схемы
- •5.2. Классификация и конструктивное выполнение
- •5.3. Датчики положения
- •Лабораторнаяработа№5 исследование коллекторного двигателя постоянного тока последовательного возбуждения
- •Программа выполнения работы
- •Исследование бесконтактного двигателя постоянного тока Общие положения
- •Испытание бесконтактного двигателя постоянного тока
- •«Самарский государственный технический университет»
- •443100. Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус Отпечатано в типографии Самарского государственного технического университета
- •443100. Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус n 8
Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Самарский государственный технический университет»
Кафедра «Электромеханика и нетрадиционная энергетика»
ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Методические указания
к лабораторным работам по специальным электромеханическим преобразователям №
Самара
Самарский государственный технический университет
2010
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
УДК 621. 313
Испытание двигателей постоянного тока: метод. указ. к лаб. работам № / Сост. Э.Г. Чеботков. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010. –с.: ил.
Содержат основы теории, общие сведения о конструкциях, принципе действия, особенностях, типах и характеристиках коллекторных и бесконтактных двигателей постоянного тока. Изложены методические указания по выполнению лабораторных работ.
Предназначены для студентов электротехнических специальностей.
УДК 621. 313
Составитель канд. техн. наук Э.Г. Чеботков
Рецензент д-р техн. наук В.Е. Высоцкий
© Э.Г. Чеботков, составление, 2010
© Самарский государственный
технический университет, 2010
Цель работы – изучение основ теории, общих сведений о конструкциях, принципе действия, особенностях, типах и характеристиках коллекторных и бесконтактных двигателей постоянного тока; проведение испытаний коллекторного и бесконтактного двигателя постоянного тока, анализ и сравнение их характеристик.
I. Общие сведения, основы теории, конструкция и характеристики
1. Роль и значение электрических машин постоянного тока малой мощности в современной технике
Современное развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства и новых отраслей техники — авиации, радиолокации, телевидения и специальных видов техники — вызвало широкое применение автоматизации управления различными рабочими процессами и исполнительными механизмами. Эта автоматизация немыслима без разнообразного применения различных маломощных электродвигателей постоянного и переменного тока в диапазоне мощностей от нескольких единиц до сотен ватт как в качестве управляющих, так и исполнительных элементов в схемах автоматики. Вместе с этим электрические машины малой мощности широко используют не только в автоматических устройствах, но также и для других разнообразных целей как в промышленности, так и в быту.
Следует отметить, что электрические машины малой мощности применяют на практике главным образом в качестве электродвигателей. В области малых мощностей существует большое разнообразие конструкций различных типов электродвигателей. В некоторых из этих конструкций наблюдается органическое соединение двигателей с приборами и механизмами, в которых двигатель часто лишается своих индивидуальных форм и превращается просто в «оживляющий» орган механизма. В настоящее время электродвигатели и генераторы малой мощности занимают важное место в современной технике, так как практически ни одна отрасль техники, использующая в той или иной мере принципы электротехники, почти не обходится без применения электродвигателей малых мощностей в качестве привода или исполнительного элемента. Ввиду этого практическое значение электрических машин малой мощности весьма велико и к ним требуется надлежащее внимание. Производство этих машин представляет собой своеобразную и специальную отрасль электромашиностроения с их серийным и массовым выпуском.
Областями применения являются:
а) установки автоматического управления и регулирования в промышленности и в специальной технике;
б) устройства проводной и радиосвязи;
в) счетно-решающие приборы и устройства;
г) гироскопические приборы;
д) самолеты, автомашины, тракторы и другие движущиеся объекты;
е) всевозможные механизмы дистанционного управления;
ж) различные самопишущие приборы, часы, кино;
з) часовая промышленность;
и) индивидуальный привод веретен в текстильной промышленности;
к) вентиляторы, дрели, сирены и другие устройства;
л) мелкие электромеханизмы в сельском хозяйстве;
м) установки домашнего быта.
Имеется также целый ряд других установок и устройств, в которых широко используются электрические машины малой мощности.
Наименьшая мощность применяемых и строящихся в настоящее время электродвигателей постоянного тока достигает величины порядка нескольких десятых долей ватта при частотах вращения до 10 000 - 15 000 об/мин. Имеются двигатели постоянного тока и на более высокие частоты вращения порядка 20 000 -25 000 об/мин. Наименьшая частота вращения, на которую еще рационально строить эти двигатели, составляет примерно 2000 об/мин.
Универсальные коллекторные электродвигатели, работающие как от сети постоянного тока, так и сети переменного тока, строятся примерно на те же частоты вращения и минимальные мощности, как и электродвигатели постоянного тока. Однако в некоторых случаях при малых мощностях среди них встречаются также и сверхвысокоскоростные двигатели. Так, например, для привода мелкого шлифовального инструмента в часовой промышленности применяются универсальные коллекторные двигатели мощностью около одного ватта при 30 000- 40 000 об/мин.
Электродвигатели постоянного тока мощностью от нескольких единиц до сотен ватт широко применяются для привода механизмов дистанционного управления самолетов, в счетно-решающих приборах и разных других устройствах. К этим электродвигателям предъявляются разнообразные требования в отношении режима работы, пусковых и рабочих свойств в зависимости от условий их эксплуатации.
Так, например, электродвигатели для механизмов дистанционного управления самолетов и счетно-решающих устройств в большинстве своем обычно работают в кратковременном или повторно-кратковременном режимах с рабочим периодом в пределах от 1 до 5-10 мин и частым реверсированием. Наряду с этим они должны обладать большим пусковым вращающим моментом и возможно малой электромеханической постоянной времени. Кроме того, в самолетных установках необходимо еще удовлетворить требованиям минимального веса электродвигателей и надежности работы их при температуре окружающей среды от —60 до +85 110°С, а в специальных случаях — до +150 200°С в условиях высотности и механических вибрациях мест установки.
В других случаях требуются электродвигатели постоянного тока малой мощности, длительно работающие при постоянной частоте вращения, например, в гироскопических устройствах, приводе вентиляторов, сирен, дрелей и т. д.
Ко всем этим электродвигателям в дополнение к перечисленным здесь требованиям предъявляются также и общие технические требования.
Одновременное удовлетворение в одинаковой мере всем техническим требованиям при проектировании электродвигателей малой мощности представляет собой сложную задачу, так как решение ее связано с осуществлением разных и часто противоречивых мероприятий для выполнения отдельных требований.