Электродвигатели постоянного тока

Презентация по электротехнике»Электро*двигатель постоянного тока»

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Электродвигатели постоянного тока Работу выполнил Бокарев Михаил Студента группы ЭО-205

План: 1. Электродвигатель постоянного тока. 2. Как устроены ДПТ. 3. Основные части ДПТ. 4. Принципиальные схемы ДПТ. 5. Пуск ДПТ. 6. Регулирование частоты вращения ДПТ. 7. Торможение ДПТ. 8. Достоинства и недостатки.

Электродвигатель постоянного тока Электродвигатель постоянного тока (ДПТ) — электрическая машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.

Принцип работы ЭД постоянного тока Работа электрического двигателя постоянного тока основана на явлении электромагнитной индукции . Из основ электротехники известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, определяемая по правилу левой руки. При пересечении проводником магнитных силовых линий машины в нем наводится электродвижущая сила, которая по отношению к току в проводнике направлена против него, поэтому она называется обратной или противодействующей ( противо-э . д. с). Электрическая мощность в двигателе преобразуется в механическую и частично тратится на нагревание проводника. где I — ток, протекающий по проводнику, В— индукция магнитного поля; L — длина проводника.

Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря , разделенных воздушным зазором. Индуктор — служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах — специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации Якорь — состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянного тока. Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях , которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Основные части электрические двигатели постоянного тока

Принципиальные схемы электродвигателя постоянного тока В зависимости от того как подключен якорь и ОВ, электродвигатели бывают с независимым возбуждением от отдельного источника тока и с самовозбуждением, которое может быть параллельным , последовательным и смешанным .

На производстве применяются двигатели с независимым возбуждением ОВ, которая подключается к отдельному от якоря источнику питания. Между обмотками возбуждения и якоря нет электрической связи.

Схема подключения с параллельным возбуждением по своей сущности аналогична схеме с независимым возбуждением ОВ. С той лишь разницей, что отпадает необходимость в использовании отдельного источника питания . Двигатели при включении по обоим этим схема обладают одинаковыми жесткими характеристиками, поэтому применяются в станках, вентиляторах и т. п.

Моторы с последовательным возбуждением применяются, когда необходим большой пусковой ток, мягкая характеристика. Они применяются в трамваях, троллейбусах и электровозах. По этой схеме обмотки возбуждения и якоря подключаются между собой последовательно . При подаче напряжения токи в обоих обмотках будут одинаковы. Главный недостаток заключается в том, что при уменьшении нагрузки на вал меньше 25% от номинала, происходит резкое увеличение частоты вращения, достигающее опасных для ДПТ значений. Поэтому для безотказной работы необходима постоянная нагрузка на вал.

Иногда применяются ДПТ со смешанным возбуждением , при котором одна обмотка ОВ соединяется последовательно якорной цепи, а другая параллельно. На практике применяются редко.

Пуск двигателей постоянного тока В начальный момент пуска двигателя якорь неподвижен и противо-э . д. с. И напряжение в якоре равна нулю, поэтому Iп = U / Rя . Сопротивление цепи якоря невелико, поэтому пусковой ток превышает в 10 — 20 раз и более номинальный. Это может вызвать значительные электродинамическое усилия в обмотке якоря и чрезмерный ее перегрев, поэтому пуск двигателя производят с помощью пусковых реостатов — активных сопротивлений, включаемых в цепь якоря. Двигатели мощностью до 1 кВт допускают прямой пуск. Величина сопротивления пускового реостата выбирается по допустимому пусковому току двигателя. Реостат выполняют ступенчатым для улучшения плавности пуска электродвигателя. В начале пуска вводится все сопротивление реостата. По мере увеличения скорости якоря возникает противо-э . д. с, которая ограничивает пусковые токи. Постепенно выводя ступень за ступенью сопротивление реостата из цепи якоря, увеличивают подводимое к якорю напряжение.

Регулирование частоты вращения электродвигателя постоянного тока Частота вращения двигателя постоянного тока: где U — напряжение питающей сети; Iя — ток якоря; Rя — сопротивление цепн якоря; kc — коэффициент, характеризующий магнитную систему; Ф — магнитный поток электродвигателя. Из формулы видно, что частоту вращения электродвигателя постоянного тока можно регулировать тремя путями: изменением потока возбуждения электродвигателя, изменением подводимого к электродвигателю напряжения и изменением сопротивления в цепи якоря.

Наиболее широкое применение получили первые два способа регулирования, третий способ применяют редко: он неэкономичен, скорость двигателя при этом значительно зависит от колебаний нагрузки. Механические характеристики, которые при этом получаются, показаны на рисунке. Жирная прямая — это естественная зависимость скорости от момента на валу, или, что то же, от тока якоря. Прямая естественной механической характеристики несколько отклоняется от горизонтальном штриховой линии. Это отклонение называют нестабильностью, нежесткостью , иногда статизмом . Группа непаралельных прямых I соответствует регулированию скорости возбуждением, параллельные прямые II получаются в результате изменения напряжения якоря, наконец, веер III — это результат введения в цепь якоря активного сопротивления.

Торможение электродвигателей постоянного тока Различают три вида электрического торможения двигателей постоянного тока: 1) рекуперативное торможение — генераторное торможение с отдачей электрической энергии в сеть; 2) динамическое или реостатное торможение — генераторное торможение с гашением выработанной энергии в реостате, подключенном к обмотке якоря; 3) электромагнитное торможение — торможение противовключением .

Рекуперативное торможение. Двигатель с параллельным возбуждением переходит в режим рекуперативного торможения при увеличении его частоты вращения и выше п 0 = U / c e Ф . В этом случае ЭДС машины становится больше напряжения сети и ток согласно изменяет свое направление, т. е. двигатель переходит в генераторный режим. В этом режиме машина создает тормозной момент, а выработанная электрическая энергия отдается в сеть и может быть полезно использована. Двигатели с последовательным возбуждением не могут переходить в резкое рекуперативное торможение. При необходимости рекуперативного торможения схему двигателей в тормозном режиме изменяют, превращая двигатели в генераторы с независимым возбуждением. Двигатели со смешанным возбуждением могут автоматически переходить в генераторный режим, что обусловило их применение в троллейбусах, трамваях и других устройствах с частыми остановками, где двигатель должен обладать мягкой механической характеристикой .

Динамическое торможение . При этом виде торможения двигателя с параллельным возбуждением обмотку якоря отключают от сети и присоединяют к ней реостат R до6 При этом машина работает как генератор, создает тормозной момент, но выработанная электрическая энергия бесполезно гасится в реостате. Регулирование тока I a = Е/( ΣR a + R доб ) , т. е. тормозного момента М , осуществляют путем изменения сопротивления R доб , подключенного к обмотке якоря или ЭДС Е . Двигатель с последовательным возбуждением может работать в режиме динамического торможения при независимом возбуждении и при самовозбуждении. При независимом возбуждении обмотку возбуждения отключают от обмотки якоря и подключают к питающей сети последовательно с резистором, сопротивление которого выбирают так, чтобы ток возбуждения не превышал номинального значения. При самовозбуждении при переводе машины в генераторный режим необходимо переключить провода, подводящие ток к обмотке возбуждения.

Электромагнитное торможение. В этом режиме изменяют направление электромагнитного момента М, сохраняя неизменным направление тока из сети, т. е. момент делают тормозным. Последнее осуществляют так же, как и при изменении направления вращения двигателя — путем переключения проводов, подводящих ток к обмотке якоря или к обмотке возбуждения. Чтобы ограничить значение тока в этом режиме, в цепь обмотки якоря вводят добавочное сопротивление R доб . Регулирование тока I a = (U + Е)/( ΣR a + R доб ) , т. е. тормозного момента М , осуществляют путем изменения сопротивления R доб или ЭДС Е (тока возбуждения I в ) С энергетической точки зрения электромагнитное торможение является наиболее невыгодным , поскольку машина потребляет как механическую, так и электрическую энергию, которые гасятся в обмотке якоря и во включенном в ее цепь реостате. Однако при этом способе можно получать большие тормозные моменты при низких частотах вращения и даже при n = 0.

Достоинства и недостатки ЭД постоянного тока К основным достоинствам двигателей постоянного тока относятся: — простота конструкции; — легкость в управлении; — возможность регулирования частоты вращения вала; — легкий запуск (особенно у двигателей с последовательным возбуждением); — возможность использования в качестве генераторов; — компактные размеры. Недостатки: — имеют «слабое звено» — графитовые щетки, которые быстро изнашиваются, что ограничивает срок службы; — высокая себестоимость; — при подключении к сети требуют наличия выпрямителей тока.

Презентация на тему Коллекторный электродвигатель постоянного тока (8 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

МОУ Клеванцовская средняя общеобразовательная школа
Презентация. Технология. 8 класс. Тема «Коллекторный электродвигатель постоянного тока».
Разработал: учитель технологии Абронов Александр Николаевич.

Коллекторный электродвигатель постоянного тока
Электродвигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую. Первый электродвигатель создал Борис Семёнович Якоби в 1834 году. Электродвигатели используются в пылесосах, холодильниках, магнитофонах, кухонных комбайнах, электродрелях, станках, автомобилях, поездах, космических станциях.

Устройство простейшего коллекторного электродвигателя: якорь начинает вращаться из-за отталкивания одноимённых полюсов якоря и статора.

Общее устройство электродвигателя: 1-подшипники, 2-задняя крышка статора, 3-обмотка, 4-якорь, 5-сердечник, 6-обмотка якоря, 7-коллектор, 8-передняя крышка, 9-вал, 10-крыльчатка.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением

Способы изменение частоты вращения вала электродвигателя
Путём изменения величины тока возбуждения статора. Чем больше сила тока в статоре, тем выше частота вращения вала электродвигателя.
Путём изменения напряжения питания электродвигателя.

Преимущества электродвигателей
Отсутствие во время работы вредных выбросов
Не требуют постоянного обслуживания
Можно установить в любом месте
Работают в условиях вакуума
Не используют легковоспламеняющиеся вещества (бензин, дизельное топливо)
Простота использования

• Свидетельство каждому участнику
• Скидка на курсы для всех участников

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Презентация по технологии для 8 класса на тему:»Двигатели постоянного тока».

Описание презентации по отдельным слайдам:

Двигатели постоянного тока. Учитель технологии Губарь Геннадий Васильевич МБОУ гимназия № 30 города Ставрополя © Корпорация Майкрософт (Microsoft Corporation), 2007. Все права защищены. Microsoft, Windows, Windows Vista и другие названия продуктов являются или могут являться зарегистрированными товарными знаками и/или товарными знаками в США и/или других странах. Информация приведена в этом документе только в демонстрационных целях и не отражает точку зрения представителей корпорации Майкрософт на момент составления данной презентации. Поскольку корпорация Майкрософт вынуждена учитывать меняющиеся рыночные условия, она не гарантирует точность информации, указанной после составления этой презентации, а также не берет на себя подобной обязанности. КОРПОРАЦИЯ МАЙКРОСОФТ НЕ ДАЕТ НИКАКИХ ЯВНЫХ, ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ ИЛИ ЗАКРЕПЛЕННЫХ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВОМ ГАРАНТИЙ В ОТНОШЕНИИ СВЕДЕНИЙ ИЗ ЭТОЙ ПРЕЗЕНТАЦИИ.

Электрические двигатели служат для превращения электрической энергии в механическую. Первый в мире электродвигатель создал русский учёный академик Борис Семёнович Якоби в 1834 году.

Электродвигатели самых разных конструкций находят широкое применение в деятельности человека. На производстве и в быту электрические двигатели приводят в движение станки и механизмы, трамваи, троллейбусы, электровозы, доильные аппараты, приборы, игрушки и др. Перед другими видами двигателей (паровыми, внутреннего сгорания) электродвигатели имеют большие преимущества. При работе они не выделяют вредных газов, дыма или пара, не нуждаются в запасах топлива и воды, их легко установить в любом удобном месте (на стене, под полом трамвая или троллейбуса, в корпусе магнитофона или в колёсах лунохода).

Рассмотрим устройство и принцип действия широко применяемого на производстве и в быту коллекторного электродвигателя. Модель простейшего коллекторного электродвигателя показана на рисунке. Коллектор Рис. Устройство простейшего коллекторного двигателя: якорь электродвигателя начинает вращаться из-за отталкивания одноимённых полюсов якоря и статора. Коллектор вращается вместе с якорем

Неподвижная часть электродвигателя — статор, представляющий собой постоянный магнит, служит для создания постоянного магнитного поля. Вращающаяся часть электродвигателя — ротор — состоит из якоря и коллектора. Простейший якорь — это электромагнит, состоящий из сердечника и обмотки. Коллектор, укреплённый на валу якоря, выполнен из двух полуколец, изолированных друг от друга и от вала двигателя. Каждый вывод обмотки якоря припаян к отдельному полукольцу. Электрический ток от источника (батарейки) подаётся в обмотку якоря через специальные скользящие контакты — щётки. Это две упругие металлические пластины, соединённые проводами с источником тока и прижатые к полукольцам коллектора. Коллектор

Якорь, как любой электромагнит, должен иметь северный и южный полюса. Как же они образуются? Щётка, расположенная на рисунке с левой стороны, соединяется с отрицательным зажимом батарейки, а щётка, расположенная справа, — с положительным. Поэтому электрический ток, проходя по обмотке якоря, делает одну его сторону северным полюсом, а другую — южным. Из рисунка видно, что северный полюс якоря расположен рядом с северным полюсом статора, а южный полюс якоря — рядом с южным полюсом статора. Благодаря отталкиванию одноимённых магнитных полюсов статора и якоря якорь начинает вращаться. Вместе с якорем поворачивается и коллектор.

При вращении якоря его северный полюс притягивается к южному полюсу статора. Однако ещё до момента сближения этих полюсов в результате взаимного притяжения полукольца коллектора, изменившие положение относительно щёток, изменяют полярность якоря. При этом изменяется направление тока в обмотке якоря. Таким образом, коллектор в электродвигателе является специальным переключателем, служащим для автоматического изменения направления тока в обмотке якоря. В результате изменения полярности якоря полюса снова отталкиваются друг от друга и вращение продолжается.

Вместо постоянного магнита для создания магнитного поля в двигателях обычно используют электромагниты. Обмотку возбуждения можно подключать к источнику тока по-разному. В одних случаях её присоединяют к тем же зажимам источника, что и обмотку якоря, т. е. параллельно. Такое соединение показано на рисунке, а. Возможно и последовательное соединение якоря с обмоткой возбуждения рис. б. Рис. Электродвигатель постоянного тока: а — с параллельным возбуждением, б— с последовательным возбуждением а б

Способ включения обмотки возбуждения относительно якоря отражается на свойствах электродвигателя. При параллельном возбуждении число оборотов двигателя мало меняется с увеличением механической нагрузки на вал. Поэтому двигатели с параллельным возбуждением используют для привода станков. В двигателях с последовательным возбуждением число оборотов резко уменьшается с увеличением механической нагрузки на вал. Это свойство позволяет использовать такие двигатели на электрическом транспорте.

Электромагнитное возбуждение двигателя даёт возможность не только усилить магнитное поле по сравнению с полем постоянных магнитов, но и управлять его интенсивностью. Для этого необходимо изменять реостатом величину тока в цепи обмотки возбуждения (рис.а), изменяя тем самым число оборотов двигателя. Менять число оборотов двигателя можно и путём перемены напряжения на его зажимах (рис.б). Однако надо помнить, что такой путь экономически менее выгоден, так как через реостат будет проходить весь ток двигателя, что создаёт дополнительные потери электрической энергии в реостате. Рис. Схемы регулирования скорости в двигателях постоянного тока: а — путём изменения величины тока возбуждения; б— путём смены напряжения электропитания

Настоящий рабочий электродвигатель по конструкции более сложен (рис.), чем рассмотренная модель. Рис. Коллекторный электродвигатель постоянного тока: а — общее устройство: 1 — подшипники, 2— задняя крышка статора, 3— обмотка, 4— якорь, 5— сердечник, 6— обмотки электромагнита, 7 — коллектор, 8 — передняя крышка статора, 9— вал, 10— вентилятор; б— медные пластины коллектора Вместо постоянного магнита магнитное поле статора образуется мощными электромагнитами — магнитными полюсами двигателя. Обмотка 3 одного из полюсов, служащая обмоткой возбуждения, и сердечник 5 отмечены на рисунке.

Обмотки полюсов соединяются между собой так, чтобы полюсные наконечники сердечников имели разную полярность, обращенную к якорю (рис.). Рис. Соединение обмоток полюсов двигателя постоянного тока: 1 — обмотка возбуждения, 2— соединительный провод Вращающийся ротор двигателя состоит из якоря и коллектора (рис.). Рис. Ротор двигателя постоянного тока: 1 — щётки, 2— коллектор, 3— соединительные проводники, 4— обмотка якоря, 5— вал

Чтобы увеличить коэффициент полезного действия электродвигателя (см. рис.), на сердечнике якоря 4 размещают несколько обмоток 6. Поэтому и коллектор 7 состоит не из двух полуколец, а из многих изолированных друг от друга и от вала двигателя медных пластин (рис. б). Коллектор имеет гладкую внешнюю поверхность, на которую накладывают щётки. Щётки из графита прижимаются к коллектору с помощью пружин. Движение якоря передаётся по валу, а с него — непосредственно рабочим органам потребителя. Вал вращается в подшипниках 1, запрессованных в заднюю 2 и переднюю 8 крышки статора. Охлаждение электродвигателя обеспечивается вентилятором 10, крыльчатка которого закреплена на валу 9.