Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока. Эл. маг. момент, ЭДС и ток обмотки якоря двигателя

Двигатели постоянного тока.

Являются эл. Машинами обратимыми, могут работать как в режиме двигателя, преобразуя эл. Энергию в механическую, так и в режиме генератора – совершая обратную работу. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев используются в качестве двигателя.

Преимущества ДПТ по сравнению с АД: 1) возможность плавного, в широких диапазонах, регулирования скорости. 2) значительно более высокие значения пускового момента. Недостатки: Меньшая надёжность в основном из-за наличия щеточно-коллекторного узла. Машина требует повышенного внимания от обслуживающего электрика.

Устройство ДПТ.

Неподвижная часть машины – статор – с главными маг. полюсами (это сердечник, который притянут болтом к статору, с обмоткой возбуждения ОВ, служит для создания рабочего маг. поля машины с потоком Ф).

Вращающаяся часть машины – якорь – с обмоткой якоря ОЯ. Щётки нужны для создания эл. Контакта между обмоткой вращающегося якоря и внешней эл. цепью.

На рис. Обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря. ОВ|| ОЯ. Такой двигатель – двигатель с параллельным возбуждением.

 

 

Принцип работы ДПТ.

При работе синхронной машины в качестве двигателя обмотка якоря подключается к источнику трёхфазного тока, в результате чего возникает вращающий маг. поток Ф. После разгона ротора до частоты вращения n, близкой к частоте вращения n₀ поля якоря, его ОВ подключается к источнику постоянного тока и возникает маг. поток Ф_0. Благодаря взаимодействию Ф₀ и проводников обмотки ротора (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) возникает вращающий эл. маг. момент, действующий на ротор, и он втягивается в синхронизм, т.е. начинает вращаться с частотой вращения, равной частоте вращения магнитного поля якоря n₀. Существенной особенностью синхронного двигателя в отличие от асинхронного является то, что вращающий момент возникает у него в том случае, когда частота вращения ротора n равна частоте вращения n₀ магнитного поля якоря. Объясняется это тем, что ток в обмотке возбуждения синхронного двигателя появляется не в результате эл. маг. индукции (как в обмотке ротора асинхронного двигателя), а вследствие питания обмотки возбуждения от постороннего источника постоянного тока.

 

Электромагнитный момент машины.

Закон Ампера =>

Если момент, развиваемый двигателем, будет больше момента сил сопротивления, то будет ускорение, двигатель разгоняется.

Определим направление вращения двигателя с помощью правила правой руки. Правилом левой руки определяем направление момента (силовые линии в ладонь, 4 пальца по направлению тока, большой палец – вращение проводника)

 

 

Во вращающейся обмотке якоря индуктируется ЭДС. По закону эл. маг. индукции: - ЭДС якоря.

Направление индуктированной ЭДС определяется правилом правой руки (в ладонь маг. поле, 4 пальца по направлению ЭДС, большой палец по направлению движения).

Видим, что направление индуктированной ЭДС в ОЯ навстречу направлению тока – эта ЭДС имеет название противоЭДС.