Глава четырнадцатая. Машины постоянного тока

§ 123. Устройство машины постоянного тока

Генератор постоянного тока представляет собой электрическую машину, преобразующую механическую энергию вращающего ее первичного двигателя в электрическую энергию постоянного тока, которую машина отдает потребителям. На рис. 290 показан внешний вид генератора постоянного тока.

Рис. 290. Внешний вид генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока также работает на принципе электромагнитной индукции. Основными частями генератора являются якорь с расположенной на нем обмоткой и электромагниты, создающие магнитное поле.

Якорь имеет форму цилиндра и набирается из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Листы изолированы друг от друга слоем лака или тонкой бумаги. Впадины, выштампованные по окружности каждого листа, при сборке якоря и сжатии листов образуют пазы, куда укладываются изолированные проводники обмотки якоря.

На валу якоря укрепляется коллектор, состоящий из отдельных медных пластин, припаянных к определенным местам обмотки якоря. Пластины коллектора изолированы друг от друга миканитом. Коллектор служит для выпрямления тока и отвода его при помощи неподвижных щеток во внешнюю сеть (см. дальше).

Электромагниты генератора постоянного тока состоят из стальных полюсных сердечников, привернутых болтами к станине. Станина генератора отливается из стали. У машин очень малой мощности станина отливается вместе с полюсными сердечниками. В остальных случаях сердечники полюсов набираются из отдельных листов электротехнической стали. На сердечники надеваются катушки, изготовленные из медной изолированной проволоки.

Пропущенный через обмотку возбуждения (электромагнитов) постоянный ток создает магнитный поток полюсов. Для лучшего распределения магнитного потока в воздушном зазоре к ярму прикрепляют полюсы с наконечниками, собранные из отдельных стальных листов. В подавляющем большинстве случаев полюс штампуется вместе с полюсным наконечником. На рис. 291 показано схематическое устройство станины с двумя и четырьмя полюсами.

Рис. 291. Станины машин постоянного тока: а - с двумя полюсами, б - с четырьмя полюсами

Внешняя цепь соединяется с цепью якоря машины постоянного тока при помощи щеток, укрепленных в щеткодержателях.

Машина постоянного тока в разобранном виде показана на рис. 292.

Рис. 292. Машина постоянного тока в разобранном виде: а - задний щит, б - станина с полюсами, в - якорь, г - щеточная траверза, д - передний щит; 1 - электромагниты, 2 - вентилятор, 3 - коллектор, 4 - вал, 5 - щетки

При вращении якоря обмотка его пересекает магнитные линии полюсов. По закону электромагнитной индукции, в проводниках обмотки якоря будет индуктироваться электродвижущая сила, величина которой может быть подсчитана по формуле

где В - магнитная индукция полюсов, ^в⋅сек/_м²;

l - активная длина проводников якоря, м;

υ - линейная скорость проводников якоря, ^м/_сек,

α - угол между направлением скорости движения проводника и направлением вектора магнитной индукции.