22.03.2021

 ПРЕДМЕТ : " ЭЛЕКТРОТЕХНИКА"                                ГРУППА     № 311

Темы  уроков: " Устройство, принцип работы  генератора постоянного тока", " Принцип  действия, устройство аппаратуры управления и защиты".

Изучить материал и составить краткий конспект.

В генераторах постоянного тока неподвижны магниты, создающие магнитное поле и называемые катушками возбуждения, а вращаются катушки, в которых индуцируется электродвижущая сила и с которых производится съём тока. Другая, главная особенность, состоит в способе съёма тока с катушек, который основан на том, что если концы активных сторон контура присоединить не к контактным кольцам (как это делается в генераторах переменного тока), а к полукольцам с изолированными промежутками между ними (как показано на рисунке 2) то тогда рамка с током будет давать во внешнюю цепь выпрямленное электрическое напряжение.

При вращении контура вместе с ним вращаются и полукольца вокруг их общей оси. Токосъём с полуколец осуществляется щётками. Так как щётки неподвижны, то они попеременно соприкасаются то с одним, то с другим полукольцом. Обмен полукольцами происходит в тот момент, когда синусоидальная электродвижущая сила в контуре переходит через своё нулевое значение. В результате каждая щётка сохраняет свою полярность неизменной. Если на полукольцах имеется некоторое синусоидальное напряжение, то на щётках оно уже становится выпрямленным (в данном случае пульсирующим). На практике в генераторах постоянного тока применяют не один проволочный контур, а значительно их большее количество, вывод от каждого конца каждого контура присоединяется к собственной контактной пластине, отделённой от соседних пластин изолирующими промежутками. Совокупность контактных пластин и изолирующих промежутков называется колле́ктор, контактная пластина носит название колле́кторная пласти́на. Весь узел в сборе (коллектор, щётки и держатели щёток) называется щёточно-колле́кторный у́зел. Материал, из которого изготавливают изолятор между коллекторными пластинами подбирается таким образом, чтобы его твёрдость приблизительно равнялась твёрдости коллекторных пластин (для равномерного износа). Применяется, как правило, миканит (прессованная слюда). Коллекторные пластины, как правило, изготавливают из меди.

Ярмо (статор) шестиполюсного генератора постоянного тока. Видны полюсные наконечники особой формы.

Якорь генератора постоянного тока, цилиндр среднего диаметра — коллектор.

Остов (статор) генератора называется ярмо́. К ярму прикреплены сердечники электромагнитов, крышки с подшипниками, в которых вращается вал генератора. Ярмо изготавливается из ферромагнитного материала (литая сталь). На сердечники электромагнитов насажены катушки возбуждения. Чтобы придать магнитным линиям магнитного поля необходимое направление, сердечники электромагнитов снабжаются полюсными наконечниками. Электромагниты, питаемые постоянным током (током возбуждения) создают в генераторе магнитное поле. Катушка возбуждения состоит из витков медной изолированной проволоки, намотанной на каркас. Обмотки катушек возбуждения соединены друг с другом последовательно таким образом, что любые два соседних сердечника имеют разноимённую магнитную полярность.

Вращающаяся часть генератора (ротор) называется я́корь. Сердечник якоря изготавливается из электротехнической стали. Во избежание потерь на вихревые токи сердечник якоря собирается из отдельных стальных листов зубчатой формы, которые образуют впадины (пазы). Во впадины укладывается якорная (силовая) обмотка. В маломощных генераторах якорная обмотка изготавливается из медной изолированной проволоки, в мощных — из медных полос прямоугольной формы. Чтобы под действием центробежных сил якорная обмотка не была вырвана из пазов её закрепляют на сердечнике бандажами. Обмотка якоря наносится на сердечник так, что каждые два активных проводника, соединённых непосредственно и последовательно друг с другом, лежат под разными магнитными полюсами. Обмотка называется волновой, если провод проходит поочерёдно под всеми полюсами и возвращается к исходному полюсу, и петлевой, если провод, пройдя под «северным» полюсом, а затем под соседним «южным» полюсом, возвращается на прежний «северный» полюс.

Чтобы пластины коллектора и изолирующие миканитовые (слюдяные) пластины между ними не были вырваны центробежными силами из своих гнёзд — в нижней части они имеют крепление «ласточкин хвост».

Щётки, как правило, изготавливают из графита. Минимальное число щёток в генераторе постоянного тока равно двум: одна является положительным полюсом генератора (положительная щётка), другая — отрицательным полюсом (отрицательная щётка). В многополюсных генераторах число пар щёток обычно равняется числу пар полюсов, что обеспечивает лучшую работу генератора. Щётки одинаковой полярности (одноимённые щётки) электрически соединены друг с другом.

Щётка одновременно перекрывает две или три коллекторные пластины, это уменьшает искрение на коллекторе под щётками (улучшается коммутация).

Щёткодержатель обеспечивает постоянный прижим щёток вогнутой стороной к цилиндрической поверхности коллектора.

               Принцип  действия, устройство аппаратуры управления и защиты.

Для включения и выключения электрических машин, приборов : и сетей, а также для управления работой различных электротехни­ческих установок и защиты их отдельных элементов при нарушении нормальных режимов работы используют вспомогательную элек­трическую аппаратуру, выключатели низкого и высокого напряже­ния, рубильники, переключатели, минимальные и максимальные ав­томаты, реостаты, контакторы, контроллеры, реле и магнитные пу­скатели.

Аппаратура управления, регулирования и защиты делится по способу управления на ручную и дистанционную, а также по на­пряжению сети, в которую они включаются.

Электрическая аппаратура является одним из важных звеньев современного производства. При ее помощи осуществляются все процессы управления электрическим оборудованием. Поворотный выключатель  служит для включения и выключения при­емников электрической энергии напряже­нием до 220 в.

Простейшим   выключателем    низкого напряжения,   рассчитанным    на    малую мощность, является кнопочный выключатель . Он состоит из подвижной и неподвижной частей.

Подвижная часть (вверху) имеет две кнопки , трехплечий рычаг , закреплен­ный на оси , и замыкатель  с латунной контактной пластиной . В корпусе замы­кателя помещаются спиральная пружи­на  и стальной шарик .

Неподвижная часть (внизу) состоит из Двух контактов с контактными пружинами , к которым присоединяются при помощи винтов  провода  от электрической сети.

При нажиме кнопки , расположенной слева,   опускается   трехплечий   рычаг . Его правое плечо вместе со второй кноп­кой   поднимается   вверх.    Одновременно среднее  третье  плечо   рычага   действует через шарик и спиральную пружину в на замыкатель , перемещая его вправо. Последний своей пластиной  соединяет контактные пружины  неподвижной части выключателя и таким образом замы­кает цепь проводов .

При нажиме кнопки, расположенной справа, замыкатель перемещается влево и размыкает цепь.

Для включения, выключения и пере­ключения электрических цепей постоян­ного напряжения до 220 в и переменного напряжения до 380 в широко использу­ются пакетные выключатели и переклю­чатели. Пакетные выключатели и пере­ключатели делятся на однополюсные, двухполюсные и трехполюсные, изготов­ляются для цепей постоянного тока до 400 а и переменного тока до 250 а, в зависимости от величины предельного тока имеют различные размеры.ием.