Stejnosměrné elektrické stroje (motory a generátory) jsou široce používány v různých oblastech techniky. Hlavní výhodou stejnosměrných motorů je schopnost plynule řídit rychlost otáčení a získat velké rozběhové momenty. Z tohoto důvodu jsou stejnosměrné motory široce používány jako trakční motory v elektrických vozidlech a také k pohonu různých technologických zařízení.
Nízkopříkonové stejnosměrné elektrické stroje se používají v automatických řídicích systémech, kde se používají nejen k pohonu akčních členů, ale také jako snímače otáček pohyblivých částí řízeného systému.
DC generátory se používají v napájecích systémech pro speciální zařízení, například v rádiových instalacích, při nabíjení baterií, pro napájení elektrolytických lázní atd.
Společnou nevýhodou stejnosměrných elektrických strojů je jejich konstrukční složitost, spojená především s aparátem kartáč-komutátor. Kromě toho dochází k jiskření v aparátu komutátor-kartáč, který neustále přepíná obvody elektrického stroje. To snižuje spolehlivost strojů a omezuje rozsah jejich použití. Významnou nevýhodou použití stejnosměrných motorů je nutnost nejprve přeměnit střídavou elektrickou energii na stejnosměrnou elektrickou energii.
13.2. Návrh stejnosměrného stroje
Stejnosměrný stroj se skládá převážně ze stacionární části, která slouží k buzení hlavního magnetického pole, a rotační části, ve které je indukováno emf. Proudy z tohoto EMF, interagující s hlavním magnetickým polem, vytvářejí brzdný moment v režimu generátoru a točivý moment v režimu motoru.
Pevná – část se skládá z rámu (obr. 13.1), na kterém jsou zesíleny hlavní (hlavní) póly pro buzení hl.
magnetický tok a další pro zlepšení komutace (viz § 13.7) ve stroji.
Hlavní pól sestává z pólového jádra z ocelového plechu a přišroubovaného k rámu a cívky budícího vinutí. Jádro na volném konci je opatřeno pólovým nástavcem pro vytvoření požadovaného rozložení magnetické indukce po obvodu kotvy.
postel je jho stroje, tedy část, která uzavírá magnetický obvod hlavního toku F (obr. 13.2). Je vyrobena z ocelolitiny, protože magnetický tok v ní je relativně konstantní. Další póly jsou instalovány na rámu mezi hlavními. Na jádrech přídavných pólů jsou vinutí, která jsou zapojena do série s kotvou.
Kotva nazývaná část stroje, v jehož vinutí se při rotaci vůči hlavnímu magnetickému poli indukuje emf. U stejnosměrného stroje se kotva skládá z ozubeného jádra, vinutí umístěného v jeho drážkách a komutátoru namontovaného na hřídeli kotvy. Jádro kotvy je vyrobeno z plechů z elektrooceli (obr. 13.3, ) tloušťka 0,5 mm, vzájemně izolované lakem.
Vinutí kotvy je uloženo v drážkách jádra kotvy (obr. 13.3, b) obvykle sestávající z oddělených sekcí. Kartáče instalované v držákech kartáčů slouží k odvodu proudu z komutátoru (obr. 13.4). Kartáč 1 je ke komutátoru přitlačován pružinou 2. Proud z kartáče je odváděn speciálním ohebným kabelem. Držáky kartáčů se nasazují na příčník kartáče (otvor 3) od kterých jsou elektricky izolovány. Traverza je upevněna koaxiálně s kotvou tak, aby se dala otáčet a měnit polohu kartáčů vůči pólům stroje.
Charakteristickou součástí stejnosměrných elektrických strojů je kolektor. Jedná se o dutý válec sestavený z klínovitých měděných plátů 1 navzájem izolovaných (obr. 13.5). Sběrné desky jsou také izolovány od hřídele stroje. Pomocí vodičů 2 jsou spojeny se závity vinutí umístěnými v drážkách kotvy. Otočné vinutí je připojeno k fjSB* kluzný kontakt vnějšího okruhu mezi kartáči a kolektorem SHYA
Stejně jako všechny elektrické stroje je stejnosměrný stroj reverzibilní. Funguje v režimu Rýže 12 generátoru, pokud se otáčí primárním motorem, hlavní magnetické pole je vybuzeno a obvod kotvy je připojen přes kartáče k přijímači. Za takových podmínek vytváří emf indukovaný ve vinutí kotvy proud v kotvě a přijímači.
Interakcí proudu kotvy s hlavním magnetickým polem vzniká na hřídeli stroje brzdný moment, který je překonáván hnacím motorem. Generátor přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii.
V motorickém režimu jsou obvody kotvy a buzení stroje připojeny ke zdroji elektrické energie. Interakce proudu kotvy s hlavním magnetickým polem vytváří krouticí moment. Pod vlivem posledně jmenovaného překonává rotující kotva zatěžovací moment na hřídeli stroje. Motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii.
Stejný stroj lze tedy použít jako generátor nebo motor. Nejdůležitějším klasifikačním znakem stejnosměrných strojů je způsob buzení hlavního magnetického pole. Jedním z nich je použití permanentních magnetů na pólech stroje. U mnoha moderních strojů je hlavní magnetické pole buzeno elektromagnety. K tomuto účelu slouží budicí vinutí s budícím proudem, umístěné na pólových jádrech stroje. Všechny výkonové charakteristiky stejnosměrných strojů při provozu v režimu generátoru i motoru závisí na způsobu připojení budícího obvodu ve vztahu k obvodu kotvy. Zapojení těchto obvodů může být paralelní, sériové, smíšené a nakonec tyto obvody mohou být na sobě nezávislé, podle čehož je zvykem rozlišovat buzení strojů paralelní, sériové, smíšené a nezávislé. V praxi je velmi cenné, že výkon budícího obvodu při jakémkoliv zapojení budícího vinutí je relativně malý – přibližně 5 % jmenovitého výkonu u malých strojů a méně než 1 % u strojů s velkým výkonem. To umožňuje hospodárně řídit provoz stejnosměrného stroje (napětí generátoru, úhlová rychlost motoru).
В stroje s nezávislým buzením Budicí vinutí je připojeno k nezávislému zdroji elektřiny, díky čemuž proud v něm nezávisí na napětí na svorkách kotvy stroje. Průřez vodičů budícího vinutí se u těchto strojů volí v závislosti na napětí zdroje budícího proudu. Charakteristická pro tyto stroje je nezávislost hlavního magnetického toku na zatížení stroje.
У stroje s paralelním buzením obvod budicího vinutí je zapojen paralelně s obvodem kotvy (obr. 13.7, a). V tomto případě je budicí proud Iв mnohonásobně menší než proud kotvy (0,05-0,01) a napětí U mezi svorkami kotevního a budícího obvodu je stejný. Proto odpor vinutí pole (rB = U/IВ) by měl být relativně velký. Budicí vinutí paralelního budícího stroje má velký počet závitů wzdřímnutí vyrobeno z tenkého drátu a díky tomu má značný odpor. Charakteristická pro paralelní budicí stroje pracující ve výkonové soustavě je stálost hlavního magnetického toku a jeho nepatrná závislost na zatěžovacích podmínkách stroje.
У stroje se sekvenčním buzením proud kotvy Iя rovna proudu budícího vinutí (obr. 13.7, b), proto se provádí drátem velkého průřezu. Aktuální hodnota Iя v sériovém budicím vinutí je velké, díky čemuž pro získání potřebného MMF (Iяwobr) stačí, aby toto vinutí mělo malý počet závitů wobr . Proto odpor sériového vinutí rв relativně málo. Tyto stroje se vyznačují změnami v širokém rozsahu hlavního magnetického toku při změně zatížení stroje v důsledku změn proudu kotvy, který je zároveň proudem budícím.
В stroje se smíšeným buzením Na každém jádru pólu jsou dvě vinutí (obr. 13.8).
Jedno z těchto vinutí, připojené paralelně k kotvě, je hlavní. MDS, kterou vytváří (Ipárawpára) excituje hlavní magnetické pole.
Druhé vinutí wnoc pouze dodatečně ovlivňuje toto magnetické pole. V závislosti na převaze MMF vytvořeného sériovým nebo paralelním budícím vinutím může být stroj podle své charakteristiky sériový stroj s malým paralelním budícím vinutím nebo paralelní stroj s malosériovým budicím vinutím. Ve většině strojů se smíšeným buzením se používá souhláskové zapojení, tj. sečte se MMF dvou vinutí. V několika speciálních případech se používá protisměrné zapojení, ve kterém mají MMF vinutí opačný směr.
Elektromotor je speciální stroj, který přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii. S ohledem na druh proudu v elektroinstalaci, ve které elektrický stroj pracuje, se používají hlavní typy elektromotorů – stejnosměrný a střídavý proud.
Střídavé elektromotory se dělí na synchronní a asynchronní. Asynchronní se zase dělí na obecné průmyslové, nevýbušné a jeřábové.
Střídavé elektrické stroje jsou jednofázové a třífázové. V současné fázi jsou poměrně široce používány třífázové synchronní a asynchronní elektromotory.
Asynchronní elektromotory jsou dnes nejoblíbenějšími elektromotory. Asynchronní zařízení si získala tak širokou oblibu díky své jednoduchosti konstrukce a poměrně vysoké provozní spolehlivosti. Asynchronní elektromotor se poměrně často používá v domácích spotřebičích a průmyslových podnicích.
V případech, kdy u pohonů nejsou potřeba velké rozběhové momenty, se používá elektromotor s rotorem nakrátko. A když není požadována plynulá regulace otáček a výkon elektromotoru je vysoký, použije se asynchronní elektromotor s vinutým rotorem. Asynchronní elektromotory s vinutým rotorem se používají v případech, kdy je potřeba snížit rozběhový proud a zvýšit rozběhový moment.
Asynchronní jednofázové jednotky se používají v síti střídavého proudu 220 V. Takové elektromotory jsou široce používány v domácích pračkách, míchačkách betonu, stavebním elektrickém nářadí, multifunkčních kuchyňských robotech, dřevoobráběcích a vrtačkách a dalším vybavení domácnosti.
Asynchronní elektromotory se také používají k pohonu různých průmyslových jeřábů, všech druhů nákladních navijáků a dalších zařízení používaných ve výrobě. Střídavé elektromotory mají velký význam pro mnoho průmyslových odvětví. Asynchronní jednotky mohou mít měničové zařízení ve formě kolektoru (bezkomutátorové elektromotory) nebo jej nemají (bezkomutátorové elektromotory).
Kartáčované i bezkomutátorové střídavé motory se používají v různých průmyslových a domácích elektrických zařízeních (chladničky, vysavače, mlýnky na maso, elektrické nářadí, ventilátory, odšťavňovače) a ve zdravotnickém zařízení. Jsou navrženy pro provoz ze stejnosměrné i střídavé sítě. Komutátorové elektromotory se vyznačují velkým rozběhovým momentem a relativně malými rozměry.
Bezkomutátorové elektromotory mají nízkou hladinu elektromagnetického záření a nízkou hladinu hluku. Vyznačují se vysokou životností. Ve většině případů se bezkomutátorové motory používají v oblastech s výbušnou atmosférou, např. v ropném a plynárenském průmyslu.
Poměrně rozšířené mezi střídavými elektromotory jsou asynchronní elektromotory s třífázovým symetrickým vinutím na jádru statoru, které jsou napájeny ze střídavé sítě.
Je pozoruhodné, že asynchronní elektromotory se obvykle používají jako motory, zatímco synchronní elektromotory jsou nejčastěji používány jako generátory.
Synchronní elektromotory jsou dvouvinuté elektrické stroje, u kterých je jedno z vinutí připojeno k elektrické síti určitou konstantní rychlostí, zatímco druhé je pravidelně buzeno stejnosměrným proudem rychlostí rotoru nezávislou na zatížení. Takové stroje se používají jako elektromotory ve velkých instalacích, jako jsou pístové kompresory a pohony vzduchových kanálů, a obvykle se používají jako generátory.
Rychlost otáčení synchronních motorů je v konstantním vztahu k určité frekvenci elektrické sítě.
Elektromotory válečkových stolů se používají pro pohony, které jsou provozovány za vysokých teplot v různých hutních odvětvích. Nevýbušné elektromotory jsou určeny k pohonu různých mechanismů v plynárenském, chemickém a ropném průmyslu, kde se mohou vyskytovat různé výbušné sloučeniny plynů a par se vzduchem. Různé jeřábové elektromotory jsou určeny především pro všechny druhy jeřábových mechanismů všech typů. Mohou být použity k pohonu jiných mechanismů, které pracují v krátkodobých provozních režimech.
Obecné průmyslové elektromotory jsou široce používány v dřevozpracujícím průmyslu, průmyslu obráběcích strojů, všech druhů průmyslových ventilačních systémů, různých dopravníků, výtahů a všech druhů čerpacích zařízení.
Chcete-li zadat objednávku, zavolejte manažerům společnosti Cable.RF ® telefonicky +7 (495) 646-08-58 nebo zašlete žádost na e-mail zakaz@cable.ru s uvedením požadovaného modelu elektromotoru, cílů a provozní podmínky. Manažer vám pomůže vybrat tu správnou značku podle vašich přání a potřeb.
