Принцип работы двигателей постоянного тока с постоянными магнитами
Существует множество электродвигателей, принципы работы которых основаны на электромагнитном преобразовании энергии. К ним относятся двигатели с постоянными магнитами, которые благодаря высоким характеристикам получили широкое распространение в электроприводах систем автоматики. В этой главе основное внимание уделено изъяснению принципа действия коллекторных двигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
Основные термины и понятия
Для объяснения принципа работы коллекторных двигателей постоянного тока обратимся к рис. 1.1.
Рис. 1.1. Двигатель постоянного тока в разрезе:
1 -
ротор (якорь); 2 - щетка; 3 - коллектор; 4 - корпус; 5 -
статор (постоянный магнит для создания магнитного потока)
Прежде чем рассмотреть принцип работы этого двигателя, остановимся на терминах, используемых в электромеханике.
- Ротор — вращающаяся часть двигателя.
- Статор - неподвижная часть двигателя.
- Система возбуждения — часть двигателя, создающая магнитный поток для образования момента. В двигателе, изображенном на рис. 1.1, система возбуждения состоит из двух постоянных магнитов с полюсными наконечниками, выполненных из магнитомягкого материала и входящих в состав статора (рис. 1.2)
- Якорь - часть двигателя, которая проводит электрический ток, взаимодействующий (для создания момента) с магнитным потоком. В двигателе, показанном на рис. 1.1, ротор является якорем, поскольку содержит намотанные на него обмотки.
- Щетки — часть электрической цепи, по которой от источника питания электрический ток передается к якорю. Щетки изготавливаются из графита или других материалов. Двигатель постоянного тока содержит одну пару щеток или более. На рис 1.1 показано, что одна из щеток соединена с положительным, а другая - с отрицательным выводом источника питания.
- Коллектор - часть двигателя, контактирующая со щетками. С помощью щеток и коллектора электрический ток распределяется по катушкам обмотки якоря.
Рис. 1.2. Система возбуждения; направление магнитного
потока:
1 - ротор; 2 - магнитный полюсный наконечник (сделан из
магнитомягкого материала); 3 - постоянный магнит; 4 - ярмо (концентратор
магнитного потока)
Статические механические характеристики
Назначение щеток и коллектора
Щетки и коллектор управляют распределением тока между катушками обмотки якоря
(см. рис. 1.5). Поэтому обсудим только назначение и конструкцию
коллектора. Сегменты коллектора (см. рис. 1.9) выполнены из
меди и изолированы между собой слюдой или пластмассой. К петушкам коллектора
присоединяются выводы обмоток. Число сегментов коллектора равно числу катушек
обмотки якоря, чем выше это число, тем более прочным будет коллектор. Подробнее...
