Двигатель постоянного тока
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
1. Описание конструкции
В настоящее время промышленность изготавливает электрические машины постоянного тока, предназначенные для работы в различных условиях. Поэтому отдельные узлы машины могут иметь разную конструкцию, но общая конструктивная схема этих машин одинакова.
Машина постоянного тока состоит из неподвижной части - статора, вращающейся части - ротора, разделенная воздушным зазором.
Статор состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина машины постоянного тока служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода, так как через нее замыкается магнитный поток машины. Поэтому станину изготавливают из стали - материала, обладающего достаточной механической прочностью и большой магнитной проницаемостью. Машина крепится к фундаменту при помощи отлитых или приваренных лап с отверстиями для болтов. По окружности станины расположены отверстиями для крепления главных и добавочных полюсов. В верхней части станина имеет подъемное кольцо (рым-болт), служащее для подъема машины при ее сборке и монтаже. В машинах больших габаритов, рым-болтов может быть два или четыре.
В машинах малой или средней мощности станину изготавливают либо цельной, в виде стальной отливки, либо сварной из листовой стали. В крупных машинах станину делают разъемной, что облегчает ее монтаж и транспортировку.
Конструкция двигателя постоянного тока.
Главные полюса. Магнитное поле в машине создается намагничивающей силой обмотки возбуждения, выполняемой в виде полюсных катушек, надетых на сердечники главных полюсов. Со стороны, обращенной к якорю, сердечник полюса заканчивается полюсным наконечником, при помощи которого обеспечивается требуемое распределение магнитной индукции в зазоре.
Сердечники главных полюсов изготавливают в виде пакетов стальных листов толщиной 0,5-2 мм, которые прессуют и стягивают шпильками. Такой конструкцией достигается уменьшение вихревых токов в сердечнике полюса, возникновение которых объясняется изменением (пульсацией) магнитной индукции в полюсных наконечниках при вращении якоря, имеющего зубчатую поверхность, а также упрощается изготовление сердечника.
Полюса крепятся к станине болтами или шпильками. Полюсные катушки обычно выполняются из медного провода, намотанного на каркас из изолирующего материала. Иногда катушки делят по высоте на несколько частей, между которыми оставляют вентиляционные каналы. Такая конструкция улучшает охлаждение катушки.
Добавочные полюса. Обычно их применяют в машинах, мощностью свыше 1,0 кВт с целью уменьшения искрения на щетках. Добавочный полюс состоит из сердечника и катушки, выполненной медным проводом, сечение которого рассчитано на рабочий ток машины, так как катушки добавочных полюсов включаются последовательно с обмоткой якоря. Добавочные полюса устанавливаются между главными полюсами и крепятся к станине болтами.
Якорь машины постоянного тока состоит из вала сердечника, обмотки и коллектора.
Сердечник якоря представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Обычно листы покрывают с двух сторон лаком и собирают в общий пакет, который насаживают на вал якоря. Пакет удерживается в сжатом состоянии нажимными шайбами. Такая конструкция позволяет уменьшить потери энергии в нем, от действия вихревых токов, возникающих в результате перемагничивания сердечника при вращении якоря в магнитном поле. Для лучшего охлаждения машины обычно в сердечниках якоря устраивают вентиляционные каналы для охлаждающего воздуха. На поверхности сердечника имеются продольные пазы, в которые укладывают обмотку якоря.
Обмотку якоря выполняют из медного провода круглого или прямоугольного сечения и располагают в пазах якоря. Это позволяет лучше механически укрепить обмотку, защитить ее от возможных механических повреждений, более надежно изолировать и уменьшить воздушный зазор между полюсными наконечниками полюсов и поверхностью сердечника якоря.
Обмотка якоря состоит из секций, концы которых припаивают к пластинам коллектора. Для прочного закрепления проводов обмотки якоря, в пазах применяют деревянные, гетилаксовые или текстолитовые клинья. В некоторых конструкциях машин пазы не заклинивают, и прикрывают сверху бандажом. Для того чтобы бандаж не выступал за пределы якоря, место на сердечнике под бандаж делают несколько меньшего диаметра.
Бандаж выполняют из стальной или бронзовой проволоки, намотанной с предварительным натяжением. Лобовые части обмотки крепят к обмоткодержателю так же при помощи проволочного бандажа.
Коллектор машины состоит из пластин холоднокатаной меди (коллекторная медь) изолированных друг от друга прокладками коллекторного миканита. Выступающая часть коллекторной пластины называют петушком, к ней припаивают провода обмотки якоря. Нижние края пластины имеют форму ласточкиного хвоста, после сборки коллектора они оказываются зажатыми конусными шайбами.
Для исключения замыкания медных пластин применяют миканитовый цилиндр и миканитовые манжеты, прикрывающие втулку и конусные шайбы. Чтобы миканитовые прокладки при срабатывании медных пластин коллектора не выступали под этими пластинами, что вызвало бы искрение, вибрацию щеток и их разрушение, между коллекторными пластинами фрезеруют пазы (дорожки) на глубину до 1,5 мм.
Для получения электрического контакта с поверхностью коллектора, в машине постоянного