§ 134. Работы машины постоянного тока в качестве электрического двигателя

Если машину постоянного тока подключить к источнику напряжения, то она станет работать электрическим двигателем, т. е. превращать электрическую энергию в энергию механическую. Это свойство электрических машин работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя называется обратимостью.

Электрический двигатель был изобретен в 1834 г. русским академиком Б. С. Якоби.

В 1838 г. Якоби применил свой электродвигатель для движения лодки на р. Неве. Для питания двигателя была использована гальваническая батарея.

Якоби разработал тот тип коллектора машин постоянного тока, который в основных чертах применяется до настоящего времени.

Несмотря на то что существуют более простые по устройству и удобные в эксплуатации двигатели переменного тока, большое применение на практике имеют и двигатели постоянного тока. Основное преимущество этих двигателей - широкая регулировка скорости - дает возможность применять двигатели постоянного тока на электрифицированном транспорте, в грузоподъемных механизмах, гор ной. технике, в различных схемах автоматического регулирования и управления и т. п.

В СССР изготовляются двигатели постоянного тока на широкий диапазон мощностей.

Тяговые двигатели трамвая имеют мощности от 33 до 54,5 квт, 550 в, 560-660 об/мин. Для магистральных электровозов применяются двигатели мощностью 320-450 квт, 750 в и 1500 в. Крановые двигатели изготовляются от 3 до 100 квт. Для привода прокатных станов устанавливаются двигатели постоянного тока мощностью в несколько тысяч киловатт.

Устройство электрических двигателей постоянного тока такое же, как генераторов. Принцип действия электрических двигателей постоянного тока основан на взаимодействии тока, протекающего в обмотке якоря, и магнитного поля, создаваемого полюсами электромагнитов.

При постоянной скорости вращения момент, развиваемый двигателем, равен моменту сопротивления механической нагрузки, приложенной к валу двигателя:

Мощность, потребляемая двигателем из сети, больше мощности на валу на величину потерь на трение в подшипниках, щеток о коллектор, якоря о воздух, потерь в стали на гистерезис и вихревые токи, потерь мощности на нагрев обмоток двигателя и реостатов. К.п.д. электрического двигателя с изменением нагрузки меняется. При номинальной мощности величина к.п.д. двигателей колеблется от 70 до 93% в зависимости от мощности, скорости вращения и исполнения двигателя.

Перемена направления вращения двигателя может быть произведена путем изменения направления тока либо в обмотке якоря (рис. 315, а и б), либо в обмотке полюсов (рис. 315, а и в). Двигатель, у которого одновременно изменено направление тока как в обмотке якоря, так ив обмотке полюсов, будет вращаться в ту же строну что и прежде (рис. 315, г).

Рис. 315. Изменение направления вращения двигателей постоянного тока

В зависимости от соединения обмотки якоря и обмотки возбуждения электрические двигатели постоянного тока делятся на двигатели с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.