Общее устройство электродвигателя постоянного тока
11. Общее устройство электродвигателя постоянного тока
и принцип его работы.
Тяговые электродвигатели служат для получения вращающихся моментов, которые через зубчатые передачи передаются на колесные пары и в результате сцепления колес с рельсами образуется сила тяги.
В качестве тяговых электродвигателей на отечественном электроподвижном составе, в основном, применяются электродвигатели постоянного тока, которые легко берут с места под нагрузкой и имеют простой способ регулирования частоты вращения якоря.
Неподвижная часть двигателя называется остов, который служит для механического соединения всех деталей двигателя и выполняет роль магнитопровода (по нему замыкается магнитный поток). К остову крепятся главные полюса, которые служат для создания основного магнитного потока. Главные полюс состоит из сердечника и катушки. Сердечник шихтованный, набирается из штампованных листов электртротехнической стали. Катушки всех полюсов соединяются последовательно и образуют обмотку возбуждения.
Подвижная вращающаяся часть электродвигателя называется якорем. Якорь имеет шихтованный сердечник из электротехнической стали, в пазы которого укладывается обмотка якоря. Все витки обмотки якоря соединяются последовательно. Выводы от проводников обмотки якоря впаиваются в петушки коллекторных пластин.
Коллектор состоит из отдельных изолированных друг от друга коллекторных пластин и обеспечивает изменения направления тока в проводниках обмотки якоря при переходе их через геометрическую нейтраль (линию, перпендикулярную оси полюсов) для того, чтобы выталкивающая сила, действующая на проводники обмотки якоря, всегда была направлена в одну сторону (для того, чтобы якорь вращался).
Концы вала якоря расположены в подшипниках щитов, которые крепятся к остову.
Обратите внимание на лекцию "5.5 Общественно-политические движения".
Полярность главных полюсов чередуется. Для изменения полярности полюсов необходимо изменить направление тока в обмотке возбуждения.
Принцип работы двигателя постоянного тока основан на выталкивании проводника с током из магнитного поля.
Если по проводнику пропускать электрический ток, то вокруг проводника образуется круговое магнитное поле, направление которого определяется по правилу буравчика. Если этот проводник поместить в магнитное поле полюсов, то в результате взаимодействия магнитного поля проводника с током с магнитным полем полюсов с одной стороны от проводника магнитное поле усиливается, а с другой – ослабевает. Магнитное поле обладает свойством упругости. На проводник будет действовать выталкивающая электромагнитная сила, стремящаяся вытолкнуть проводник с током из магнитного поля полюсов. Направление выталкивающей силы при этом определяется по правилу левой руки, а ее величина по закону Ампера: F = B x I x l, где В – электромагнитная индукция полюсов, I – величина тока, проходящего по проводнику, l – длина проводника.
Если в магнитное поле полюсов поместить виток с током, то он повернется под действием пары сил до горизонтального положения в данном случае. А чтобы получить вращение, необходимо взять несколько витков.
Часть обмотки якоря между соседними по ходу обмотки якоря коллекторными пластинами называется секцией обмотки якоря. Секции обмотки якоря выполняются, как правило, одновитковыми. Чтобы якорь вращался, активные стороны каждого витка располагаются под полюсами разной полярности.
Обмотка якоря может быть по типу: простая петлевая, простая волновая, сложная петлевая, сложная волновая, смешанная.
