Реферат: Електричні машини постійного струму
Рис. 66. Схеми машин постійного струму (пускові й регулювальні реостати не показано):
а — з незалежним збудженням; б — з паралельним збудженням; в — з послідовним збудженням; г — зі змішаним збудженням
Характеристики машини постійного струму показують її робочі якості. Характеристику генератора, яка виражає залежність між напругою на його затискачах і силою струму в обмотці якоря, називають зовнішньою характеристикою (рис. 67). З рисунка видно, що залежно від способу збудження генератора можна дістати як стабільні, так і регульовані напруги.
Характеристики двигунів постійного струму виражають також залежність обертаючого моменту від сили струму в обмотці якоря (рис. 68) і частоти обертання від обертаючого моменту (рис. 69). Залежність частоти обертання від обертаючого моменту називають механічною характеристикою двигуна. Ці характеристики показують, що залежно від способу живлення обмотки збудження можна в широких межах регулювати як значення обертового моменту, так і частоту обертання двигуна постійного струму.
Рис. 67. Зовнішня характеристика генератора постійного струму:
а — з незалежним і паралельним збудженням; б — з послідовним збудженням; в — зі змішаним збудженням
Рис. 68. Залежність обертаючого моменту на валу електродвигуна постійного струму від сили струму в обмотці якоря:
а — з незалежним і паралельним збудженням; б — з послідовним збудженням; в — зі змішаним збудженням
Рис. 69. Механічна характеристика електродвигуна постійного струму:
а — з незалежним і паралельним збудженням; б — з послідовним збудженням; в — зі змішаним збудженням
4. Спеціальні машини постійного струму
Потреба в спеціальних машинах постійного струму виникла в основному в зв'язку з автоматизацією виробництва і розвитком електрифікованого транспорту.
Йшлося про генераторні датчики — мікромашини постійного струму, які застосовують для перетворення частоти обертання вала двигуна на електричний сигнал. Таку мікро-машину з незалежним збудженням, вмонтовану в тахометр, називають тахогенератором.
У системах автоматичного керування і регулювання застосовують виконавчі двигуни. Вони призначені для перетворення електричного сигналу на механічне переміщення, наприклад на обертання вала. Потужність виконавчих двигунів звичайно становить 500...600 Вт. Вони мають відповідати таким вимогам, як швидкодія, висока надійність, точність регулювання частоти обертання. Як виконавчі використовують двигуни постійного струму з друкованою обмоткою якоря. Якір виготовляють у вигляді тонкого диска з текстоліту, скла або іншого немагнітного матеріалу, на обидва боки якого друкованим способом наносять провідники обмотки якоря. Магнітне поле статора створюється постійними магнітами і підсилюється за допомогою кілець з феромагнітного матеріалу. Останнім часом застосовують також машини постійного струму з гладеньким якорем. У нього обмотка розміщена не в пазах, а безпосередньо на осерді. Ці машини мають поліпшені характеристики, які забезпечуються меншою індуктивністю обмотки якоря і підвищеною магнітною Індукцією в повітряному зазорі між якорем і статором.
В автоматичних системах звичайно потрібно підсилювати електричні сигнали. Для цього часто застосовують підсилювачі, у яких енергія перетворюється за допомогою електронних ламп або транзисторів. Поширені також електромашинні підсилювачі (ЕМП).
Такий підсилювач являє собою машину постійного струму, на обмотку збудження якої може подаватися сигнал, який треба підсилити. Підсилення досягається за рахунок використання енергії первинного двигуна, як правило, електричного. За допомогою електромашинних підсилювачів потужність сигналу підсилюється в 104—105 разів.
На електрифікованому транспорті застосовують тягові електричні двигуни. Звичайно це двигуни постійного струму з послідовним збудженням. Проте умови роботи їх відрізняються від умов роботи електричних двигунів, які використовують у стаціонарних установках. Тягові двигуни працюють в умовах частого пуску, різних змін напруги, сили струму, частоти обертання. Отже, тягові двигуни повинні мати великий пусковий обертовий момент (забезпечується завдяки послідовному збудженню) і можливість регулювання в широких межах частоти обертання. Усе це зумовлює особливості конструкції тягових двигунів на відміну від електричних машин загального призначення.