Одна и та же машина постоянного тока (рисунок 1) может использоваться в качестве генератора или в качестве электродвигателя.
В генераторе постоянного тока статор служит индуктором, а ротор – якорем. Обмотку статора генератора называют обмоткой возбуждения. Для удобства обмотку статора двигателя постоянного тока тоже называют обмоткой возбуждения, а его ротор – якорем.
Рисунок 1. Устройство машины постоянного тока
(1-корпус; 2-подшипниковый щит; 3-вал; 4-подшипник;5- коллектор; 6-щетки; 7-якорь; 8-сердечник статора (индуктора); 9-обмотка возбуждения; 10 вентилятор; 11-обмотка якоря; 12-лапа).
Чтобы ток от обмотки якоря во внешнюю цепь (в генераторе) или из этой цепи в обмотку якоря (в двигателе) проходил в одно и том же направлении, в машинах постоянного тока имеется коллектор. Электрический ток к коллектору или от него идет по электрическим щеткам.
Машина постоянного тока различаются по способу питания током обмотки возбуждения.
В машинах с независимым возбуждением обмотка возбуждения питается от постороннего источника тока (рисунок 2, а). Если обмотка возбуждения получает питание от зажимов якоря и присоединена к ним параллельно, то такая машина называется машиной с параллельным возбуждением (рисунок 2, б); подобная же машина, но при последовательном соединении обмотки возбуждения с зажимами якоря называется машиной с последовательным возбуждением (рисунок 4, в). В машинах со смешанным возбуждением имеются две части обмотки возбуждения, одна из которых соединяется с зажимами якоря последовательно, а другая параллельно (рисунок 2, г).
Генераторы постоянного тока применяют, тока применяют, когда требуется самостоятельный источник тока, например для питания некоторых видов электромагнитов, электромагнитных муфт, электродвигателей, электролизных ванн, сварочных установок и т.п.
Рисунок 2
Электродвигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется плавная регулировка скорости, например в троллейбусах, электровозах, некоторых типах подъемных кранов, в устройствах автоматики.
2. Генератор с параллельным возбуждением
Генератор с параллельным возбуждением изображен на рисунке 3.
Э.д.с, наводимая в обмотке якоря, E = U + IяRя→ U = E— IяRя где:
U –напряжение на зажимах; Iя — ток якоря; Rя —сопротивление обмотки якоря.
2 Токи:
якоря Iя = (E—U)/ Rя;
возбуждения IВ = U/RB (RB —сопротивление обмотки возбуждения);
нагрузки I = Iя—Iв
Рисунок 3
Мощности: полезная мощность, отдаваемая генератором: Р2 = UI.
Мощность Р1, затраченная первичным двигателем на вращение якоря генератора (потребляемая мощность генератором), определяется из формулы к.п.д. генератора. η=P2/ P1→ P1 = P2/ η
