Машини постійного струму: принцип дії
Електричні машини - це пристрої для перетворення електричної енергії в енергію механічну (і навпаки). Робота машини постійного струму заснована на законі електромагнітної індукції.
Як правило, ці агрегати використовуються в промисловості для тягових механізмів, таких як підйомні крани і лебідки. Істотним недоліком двигуна є утворення на колекторі нагару від щіток. Щоб уникнути надмірного іскріння, необхідно періодично робити огляд і проводити профілактичні роботи. Пристрій машин постійного струму відрізняється від асинхронних і синхронних двигунів.
Між полюсами, що створюють постійний магнітний потік, розташовується якір, виконаний у вигляді сталевого циліндра. У його пази укладені витки мідного провідника, а кінці провідника з`єднуються з півкільцями, які ізолюються від інших деталей машини - це і є колектор, по якому ковзають щітки. Вони з`єднуються з зовнішньої ланцюгом.
Так як в витках виникає електрорушійна сила, то якір машини постійного струму починає обертатися при перетині полем його витоків.
В силу того, що магнітна індукція розподіляється по сталевому циліндру нерівномірно, швидкість створюваної ЕРС залежить від щільності струму в зазорах між витками. Таким чином, під полюсами магнітна індукція максимальна, а в центрі якоря (на поздовжній осі) - дорівнює нулю.
При обертанні якоря машини постійного струму кожні півоберта провідники змінюють полярність, так як потрапляють під вплив протилежних полюсів, отже, і напрямок електрорушійної сили змінюється на протилежне, а якщо ЕРС змінюється за часом і напрямком, то її слід віднести до змінної величини. Щоб в зовнішній ланцюг надходила постійна складова, в пристрій машини постійного струму включений колектор. Це - свого роду перемикач. Нерухомі щітки, які з`єднані із зовнішнім ланцюгом, ковзають по півкільцями, жорстко закріпленим на якорі.
Обертаючись, якір стикається лише з тією щіткою, яка знаходиться під конкретної полярністю. У той час, коли напрям електрорушійної сили змінюється, відбувається перемикання кілець, тобто для зовнішнього ланцюга змін у напрямку ЕРС не відбувається. Таким чином, колектор - це якийсь випрямляч, який не дає змінитися генерируемому току.
Щоб виключити пульсацію електрорушійної сили, на якорі є витки, які приєднують до парам колекторних пластин. Витки зрушені один від одного на незначний кут, це дозволяє компенсувати спотворення в гармониках і струм надходить у ланцюг без пульсацій.
Якщо машини постійного струму працюють в режимі двигуна, тоді, навпаки, до щіток прикладається напруга. Таким чином, проходячи через колектор, в витках з`являється струм, який створює своє магнітне поле. Взаємодіючи з полем полюсів, якір починає обертатися, однак, в той час, коли напрямок обертання при переході провідників через протилежний полюс повинно б було змінитися, колектор і раніше перемикає полярність. Таким чином, змінюється напрямок струму і, відповідно, його магнітного поля. У цьому випадку колектор - це інвертор, перетворювач постійного струму в змінний.
Робота і потужність електричного струму У кожній замкнутої ланцюга в обов'язковому порядку має місце подвійне перетворення енергії. У джерелі струму відбувається видозміна будь-якої енергії (наприклад, в генераторі - механічної) в електричну, а в ланцюзі струму вона знову перетворюється…
Магнітний потік Використовуючи силові лінії, можна не тільки показувати напрямок магнітного поля, але також характеризувати величину його індукції.Умовилися проводити силові лінії таким чином, щоб через 1 смsup2- майданчики, перпендикулярно вектору індукції в…
Індуктивність котушки Дуже важливе практичне значення має один окремий випадок явища електромагнітної індукції, отримав назву самоіндукції. Так, коли індукційна котушка утворює струм, то одночасно з ним виникає і магнітний потік, який зростає із збільшенням струму. Зі…
Трифазні ланцюга Основною системою струму, прийнятої в даний час повсюдно, є трифазні електричні ланцюги, які мають ряд переваг перед однофазними.Трифазним струмом називається система трьох однофазних струмів, створюваних трьома електрорушійна силами, що мають…
Змінний електричний струм Змінний електричний струм - струм з мінливими в часі напрямком і силою. Ті струми, які змінюються тільки за величиною, називаються пульсуючими. У промисловості та побуті найчастіше використовується змінний синусоїдальний струм.Перетворення…
Постійний струм в житті людини Термін «постійний струм» має кілька видів визначень, і кожне з них заслуговує на особливу увагу. Найчастіше даним поняттям називають електричний струм, що має незмінні від часу властивості, напрями і параметри. Існування постійного струму можливо…
Електричні машини Ми живемо в справжнісінькому океані енергії, вона оточує нас всюди. Навіть нерухомий камінь, що лежить на дорозі, потенційно може здійснити роботу. Іноді в це важко повірити, але енергія єдина. Вона лише перетворюється, змінює свою природу. Саме ця…
Принцип роботи електродвигуна. Принцип роботи електродвигуна змінного струму. Фізика, 9 клас Сьогодні уявити собі людську цивілізацію і високотехнологічне суспільство без електрики неможливо. Одним з основних апаратів, які забезпечують роботу електричних приладів, є двигун. Ця машина знайшла саме широке поширення: від промисловості…
Що таке генератор постійного струму? Складно собі уявити наше життя без електрики. Адже від нього харчуються практично всі прилади, без яких сучасна людина просто припинив би своє існування. Щодня нам потрібна електроенергія як постійного, так і змінного струму. Отримуємо ми її з…
Електродвигун постійного струму: пристрій, робота, застосування Робота розглянутого в цій статті агрегату цілком залежить від явища електромагнітної індукції. Це основний принцип роботи електродвигуна постійного струму. Загальновідомо, що на провідник з проходять по ньому струмом поміщений в зону магнітного…
Джерела живлення змінного струму. Постійний і змінний струм Будь-яка людина, що вибрала роботу з електротехнікою своєю професією, повинен дуже добре розбиратися в тому, які бувають джерела електроживлення, які їхні особливості і відмінності. Насправді нічого складного немає, що ми і покажемо в цій…
Пристрій генератора - машини постійного струму Генератор - це електрична машина, яка перетворює механічну енергію обертання первинного двигуна в енергію електричну постійного струму. Потім цю перетворену енергію генератор віддає споживачеві. Пристрій генератора засновано на законах…
Двигун постійного струму - коллектроний і безколекторний варіант Електричні машини можна поділити на два види за їх призначенням: це генератор і двигун постійного струму. Що примітно, вони влаштовані майже однаково. Відмінність лише в тому, що генератор перетворює механічну енергію обертання ротора в магнітному…