Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Постоянного тока машина

Постоянного тока машина (далее П)электрическая машина, в которой происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию постоянного тока (генератор) или обратное преобразование (двигатель). Постоянного тока машина обратима, т. е. одна и та же машина может работать и как генератор, и как двигатель; так, например, работают тяговые двигатели подвижного состава и исполнительные двигатели мощных электроприводов постоянного тока. Действие генератора основано на явлении индукции электромагнитной. При вращении витка из электропроводящего материала в постоянном поле (рис. 1) в витке возникает переменная эдс с частотой , где р — число пар полюсов системы, — угловая скорость. Для преобразования переменной эдс в постоянное напряжение служит коллектор электромашинный. К пластинам коллектора подсоединяются концы витка (в реальной машине имеется большое число витков и коллекторных пластин). Для подключения внешней цепи служат или графитные щетки, соприкасающиеся с пластинами коллектора. Работа двигателя основана на взаимодействии проводников с током и поля (см. Ампера закон), что приводит к появлению электромагнитного вращающего момента.

  Активными частями Постоянного тока машина являются сердечники, обмотки статора и ротора (якоря) и коллектор (рис. 2). сердечник статора состоит из стальной станины, шихтованных (набранных из стальных пластин) главных и массивных дополнительных полюсов. На главных полюсах расположена обмотка возбуждения, на дополнительных — обмотка, соединенная последовательно с обмоткой якоря. (сердечник) якоря также шихтованный; в его пазах расположена рабочая обмотка. Конструктивные элементы Постоянного тока машина — вал, подшипники, подшипниковые щиты, токосъемное устройство, вентилятор. Обмотка возбуждения создает основное поле. При подключении обмотки якоря к внешней цепи по ней проходит ток, создающий поле якоря. Результирующий поток в зазоре между статором и ротором благодаря влиянию поля якоря меньше, чем поле при холостом ходе (когда цепь отключена). Размагничивающее действие поля якоря обусловлено насыщением и увеличением сопротивления полюсных наконечников.

  При работе Постоянного тока машина может появляться искрение под щетками в процессе коммутации тока. При прохождении секции обмотки якоря из зоны одной полярности (например, ) в зону др. полярности () направление тока в ней меняется на обратное. Вследствие этого в секции, замкнутой накоротко щеткой, индуктируется т. н. реактивная эдс. Она представляет собой сумму эдс самоиндукции, обусловленной изменением тока, и эдс взаимоиндукции (если коммутируются одновременно несколько секций). Помимо этого, в коммутируемой секции возникает т. н. эдс вращения, обусловленная перемещением секции в поле якоря, которое в зоне коммутации имеет наибольшую величину. Эти эдс вызывают замедление изменения тока, увеличение плотности тока под сбегающим краем щетки и искрение под щетками. Для компенсации реактивной эдс в коммутируемой секции применяют дополнительные полюса, изменяющие направление поля якоря в зоне коммутации. Наличие коллектора и щеточного устройства усложняет конструкцию, обусловливает высокую стоимость и сравнительно низкую надежность Постоянного тока машина

  Первый двигатель постоянного тока, пригодный для практических целей, был построен Б. С. Якоби в 1838. Двигатель получал питание от гальванических батарей и использовался для привода гребного вала лодки. Первый генератор постоянного тока создан также Якоби в 1842. Вначале в Постоянного тока машина использовались постоянные Существенным шагом вперед явилось применение электромагнитов. В 1859 А. Пачинотти изобрел электродвигатель с кольцевым якорем, который был усовершенствован З. Т. Граммом в 1869. Начало широкого промышленного применения Постоянного тока машина относят к 70-м гг. 19 в., когда Ф. Хефнер-Альтенек заменил кольцевой якорь барабанным, упростив тем самым конструкцию Постоянного тока машина и увеличив вдвое ее мощность. В таком виде Постоянного тока машина сохранилась практически без изменений, усовершенствования касались главным образом применения лучших изоляционных и конструкционных материалов, более прогрессивной технологии, разработки точных методов расчета и оптимизации габаритов. Постоянного тока машина были созданы и получили промышленное применение ранее машин переменного тока, но утратили доминирующее положение после изобретения М. О. Доливо-Добровольским системы трехфазного тока (1889). Постоянного тока машина использовались лишь в отдельных областях, где необходимо регулирование частоты вращения в широком диапазоне: генераторы — как возбудители синхронных машин, сварочные генераторы, в системах генератор-двигатель; двигатели — в электроприводах на транспорте, в металлургии (на мощных прокатных станах) и т.п. Однако с 50-х гг. 20 в. сфера применения Постоянного тока машина вновь расширилась: Постоянного тока машина средней мощности стали применять как электромашинные усилители (ЭМУ), а микроэлектромашины — в системах автоматического регулирования и в бытовых электрических устройствах. Микродвигатели постоянного тока имеют лучшие характеристики, больший диапазон регулирования по частоте вращения и более высокую точность регулирования, чем микродвигатели переменного тока. В то же время Постоянного тока машина утрачивают свое значение как возбудители синхронных машин, на смену им приходят ионные и полупроводниковые системы возбуждения.

  В СССР созданы серии Постоянного тока машина, которые полностью удовлетворяют потребность в такого рода электрических машинах. В 70-х гг. разработанная ранее серия П (диапазон мощностей 0,3—1400 квт, напряжение 110/220/440 в) заменяется новой серией 2П, показатели которой соответствуют современным требованиям энергетики. Помимо серийных, существует большое разнообразие специальных Постоянного тока машина: электромашинные усилители, сварочные генераторы, генераторы для гальванических процессов и электролиза, униполярные Постоянного тока машина Применяемые в бытовой технике микромашины также различны как по конструкции, так и по режимам работы.

  Лит.: Рихтер Р., Электрические машины, пер. с нем., т. 1, М. — Л., 1935; Петров Г. Н., Электрические машины, 2 изд., ч, 3, М. — Л., 1968; Брускин Д. Э., 3орохович А. Е., Хвостов . ., Электрические машины и микромашины, М., 1971; Электротехнический справочник, 4 изд., т. 1, кн. 1, М., 1971.

  Л. М. Петрова.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 20.08.2017 05:26:41


23:53 Умер советник министра здравоохранения России Игорь Ланской
23:21 Власти Югры заявили о стабильной обстановке после атаки в Сургуте
03:45 В Тихом океане обнаружили затопленный в 1945 году американский крейсер
02:40 Помощник ректора и выпускник ВШЭ погибли в ДТП в Таиланде
01:34 В Петербурге автомобиль въехал в группу людей
00:51 Французского пожарного обвинили в семи умышленных поджогах