Электротехнические и электромонтажные работы

Эти характеристики показывают, что в зависимости от способа питания обмотки возбуждения можно в широких пределах регулировать значение вращающего момента и частоту вращения двигателя постоянного тока.

В связи с автоматизацией производства и развитием электрифицированного транспорта возникла потребность в специальных машинах постоянного тока. В системах автоматического управления и регулирования применяют исполнительные двигатели. Они предназначены для преобразования электрического сигнала в механическое перемещение, например во вращение вала. В качестве исполнительных двигателей применяют двигатели постоянного тока с печатной обмоткой якоря. В последние годы применяют машины постоянного тока с гладким якорем. Его обмотка расположена не в пазах, а непосредственно на сердечнике. Эти машины имеют улучшенные характеристики, что обеспечивается меньшей индуктивностью обмотки якоря и повышенной магнитной индукцией в воздушном зазоре между якорем и статором.

На различных видах электрифицированного транспорта применяют тяговые электрические двигатели. Эти двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Такие двигатели работают в условиях частого пуска, резких изменений напряжений, силы тока, частоты вращения, поэтому они должны обладать большим пусковым вращающим моментом и возможностью регулирования в широких пределах частоты вращения. Это обусловливает особенности конструкции тяговых двигателей в отличие от электрических машин общего назначения.

Принцип обратимости распространяется не только на машины постоянного тока, но и на машины переменного тока, которые бывают синхронными или асинхронными.

Синхронные электрические машины применяют главным образом в качестве генераторов.

Рис. 52. Устройство трёхфазного синхронного генератора:

1 – корпус, 2 – стальной цилиндр, 3 – обмотка статора, 4 – обмотка ротора, 5 – полюсы ротора, 6 – вентилятор, 7 – зажимы обмотки статора, 8 – генератор постоянного тока, предназначенный для питания обмотки ротора.

При вращении ротора, который является электромагнитом, в обмотке статора будет индуцироваться переменная электродвижущая сила. Это явление лежит в основе устройства однофазного генератора переменного тока. Если обмотку статора сделать многофазной, то можно получить трёхфазную систему переменного тока.

Синхронные машины применяют в качестве электрических двигателей, особенно в установках мощностью свыше 50 кВт. Для работы синхронной машины в режиме двигателя обмотку статора подключают к трёхфазной сети, а обмотку ротора – к источнику постоянного тока.

Рис. 53. Трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором:

а – схема, поясняющая принцип действияасинхронного электродвигателя, б – устройство электродвигателя; 1 – вал, 2 – шариковый подшипник, 3 – подшипниковый щит, 4 – ротор, 5 – обмотка статора, 6 – сердечникстатора, 7 – станина, 8 – лопастивентилятора, 9 – коробка с зажимами, 10 – лапа с отверстиями для креплениядвигателя к фундаменту.

Асинхронные машины используют в основном в качестве электрических двигателей и крайне редко в качестве генераторов.

В асинхронном трёхфазном двигателе с короткозамкнутым ротором вращающееся магнитное поле создаётся в результате прохождения тока по трём фазам обмотки статора, расположенным под углом 120° по отношению друг к другу. Ротор у данного двигателя короткозамкнутый. Трёхфазные асинхронные электрические двигатели широко применяют в промышленности для приведения в действие станков, машин и механизмов. Но такие двигатели имеют ряд недостатков: невозможность плавного регулирования частоты вращения, большой пусковой ток и др. этих недостатков можно избежать, если вместо короткозамкнутого ротора применить фазный ротор.

Рис. 54. Схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором:

1, 2, 3, 4, 5 – контакты, 6 – переключатель, 7 – резистор (реостат).