Принцип действия электродвигателя постоянного тока

Электродвигателем называется машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Электрическая машина постоянного тока - обратимая.

Это означает, что она без изменения конструкции может работать как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя.

Если якорь машины постоянного тока вращать при помощи двигателя, то она будет работать как генератор. Если же по обмотке якоря пропустить постоянный ток от какого-либо источника, то машина будет работать как двигатель, преобразуя электрическую энергию в механическую.

Работа электродвигателя основана на явлении взаимодействия проводника, по которому проходит электрический ток, с магнитным полем. При этом возникает механическая сила, которая в зависимости от направления магнитного поля и тока в проводнике заставляет последний перемещаться в ту или иную сторону.

Проводники обмотки укреплены на якоре. В результате взаимодействия магнитного поля с обмоткой, подключенной к источнику электрического тока, якорь начинает вращаться.

Направление вращения определяется по правилу левой руки.

Рисунок 5.9.

Устройство машины постоянного тока

1 - вал;

2 - передний подшипниковый вал;

3 - коллектор;

4 - щёткодержатели со щётками;

5 - якорь;

6 - главный полюс;

7 - обмотка возбуждения;

8 - станина;

9 - задний подшипниковый щит;

10 - вентилятор;

11 - лапы;

12 - подшипник

.

· совпадение по направлению электромагнитного момента М и частоты вращения n; это указывает на то, что машина отдаёт механическую энергию;

· возникновение в проводниках обмотки якоря э.д.с. е, направленной против тока i и внешнего напряжения U. Из этого вытекает необходимость получения машиной извне электрической энергии.

Когда э.д.с. Е, индуцированная в проводниках обмотки якоря, становится больше напряжения сети U (т.е. Е › U), машина переходит из двигательного режима работы в генераторный; при Е‹U машина работает двигателем.

Перевод электрической машины из двигательного режима в генераторный можно осуществить различными способами:

· уменьшения напряжения U источника, к которому подключена обмотка якоря;

· увеличения э.д.с. Е в обмотке якоря.

Рисунок 5.10. Генераторный режим

1 – щётки; 2 – полукольца; 3 – рамка;

4 – полюса магнита; 5 – двигатель

Контрольные вопросы

1. Какая электрическая машина называется электродвигателем?

2. Принцип действия простейшего электродвигателя.

3. Как возникает электромагнитный момент при работе электродвигателя?

4. Как направлен электромагнитный момент при работе электродвигателя?

5. Каковы условия нормальной работы электродвигателя?

6. Способы перевода электрической машины из двигательного режима в генераторный.

7. Способы перевода электрической машины из генераторного режима в двигательный.