Конструктивная схема машины

Обозначения:

• 1. Люковая крышка
• 2. Коллекторная пластина
• 3. Крепление коллектора пластмассой
• 4. Кольцо для размещения балансировочных грузов
• 5. Траверса
• 6. Передний подшипниковый щит
• 7. Вал
• 8. Обмоткодержатель
• 9. Бандаж лобовых частей обмотки якоря
• 10. Катушка добавочного полюса
• 11. Сердечник добавочного полюса
• 12. Станина
• 13. Рым
• 14. Сердечник якоря
• 15. Сердечник главного полюса
• 16. Катушка главного полюса
• 17. Вентилятор
• 18. Задний подшипниковый щит
• 19. Свободный конец вала
• 20. Паз якоря
• 21. Соединительные провода (выводы) от обмоток к доске выводов
• 22. Коробка выводов.

Описание конструкции в статике

На рисунке приведен чертеж современной машины постоянного тока с продольным и поперечным разрезами. Статор состоит из станины 12 и прикрепленных к ней главных 16 и дополнительных 10 полюсов. Станину машин относительно небольшой мощности изготовляют из отрезков цельнотянутых труб, а у более крупных машин выполняют сварной из толстолистового стального проката. Для закрепления машины на фундаменте или исполнительном механизме к нижней части станины приваривают лапы, а для возможности транспортировки в станину ввертывают рым-болты 13.

Сердечники главных полюсов собирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 1 мм. Листы спрессовывают в пакет и скрепляют стальными заклепками, число которых принимают не менее четырех. Крайние листы полюса выполняют из более толстой стали (4−10 мм) во избежание распушения листов.

Для того чтобы получить необходимый характер распределения магнитного поля в воздушном зазоре, полюс заканчивают полюсным наконечником определенной формы. Воздушный зазор между полюсами и якорем или выполняют одинаковым по всей ширине полюсного наконечника, или под краями наконечника вследствие его скоса делают больше. Иногда выполняют эксцентричный воздушный зазор, при котором центры радиусов якоря и наконечника полюса не совпадают. Зазор при этом постепенно увеличивается от середины к краю полюса.

На сердечнике полюса размещают обмотку возбуждения. Обмотку возбуждения изготовляют в виде катушек из медных изолированных проводников круглого или прямоугольного сечения. Катушки изолируют лентой, после пропитки и сушки насаживают на сердечник полюса и закрепляют стальными пружинящими рамками. Иногда для увеличения поверхности охлаждения катушку делят на две части. Полюс с надетой на него катушкой прикрепляют к станине болтами. Болты ввертывают в полюс, в теле которого предусматривают отверстия с резьбой. Для более надежного крепления полюса у крупных машин и машин, работающих в условиях тряски, болты вворачивают в специальный стержень 13, вставленный в полюс. электрическая машина постоянный конструкция Якорь состоит из сердечника 14, обмотки 8 и коллектора 2. Сердечник якоря выполняют из одного или нескольких пакетов, которые собирают из листов, вырубаемых из электротехнической стали. После штамповки листы лакируют. При длине сердечника менее 25 см его изготовляют из одного пакета, а при большей длине — из нескольких. Между пакетами с помощью специальных распорок образуют вентиляционные каналы, предназначенные для лучшего охлаждения якоря.

В листах якоря вырубают пазы, в которые укладывают обмотку якоря. Собранный сердечник якоря спрессовывают между двумя нажимными шайбами и закрепляют на валу втулкой либо пружинным разрезным кольцом.

Укладка обмотки в пазы обеспечивает надежное ее закрепление на вращающемся якоре и уменьшает воздушный зазор. Форму пазов выбирают овальной полузакрытой для машин небольшой мощности и прямоугольной открытой для машин средней и большой мощности. Между стенками паза и проводниками обмотки укладывают изоляцию (пазовая изоляция). Обмотку в пазу закрепляют клином из стеклотекстолита или бандажами, располагаемыми в кольцевых канавках сердечника якоря. Вне пазов (в лобовых частях) обмотку закрепляют бандажами (позиция 9) из проволоки или стеклоленты.

Станина, сердечники полюса и якоря являются участками магнитопровода, по которым замыкается магнитный поток, созданный обмотками возбуждения. Для уменьшения магнитного сопротивления по пути этого потока все указанные участки выполняют из стали, имеющей улучшенные магнитные характеристики. Для уменьшения магнитного сопротивления воздушный зазор между якорем и полюсами стараются брать меньше. Обычно он составляет доли миллиметра у небольших машин и несколько миллиметров у машин большей мощности. При вращении якоря его сердечник будет перемагничиваться, в нем будут индуцироваться переменные (вихревые) токи, которые будут вызывать потери. Для снижения потерь от вихревых токов сердечник, как указывалось, собирают из отдельных листов. Из-за зубчатого строения якоря поток в зазоре будет пульсировать, в результате чего в полюсном наконечнике также будут наводиться вихревые токи, для уменьшения которых наконечник и весь полюс собирают из отдельных листов. Коллектор состоит из большого числа электрически изолированных друг от друга пластин, которые штампуют из профильной меди. Изоляцию осуществляют тонкими прокладками, вырубленными из миканита (прессованной слюды), которые закладывают между медными пластинами. Прокладки имеют форму пластин. Набор коллекторных пластин с прокладками должен быть прочно закреплен и иметь строго цилиндрическую форму. По способу крепления пластин существует большое многообразие конструкций коллекторов. Коллекторные пластины зажимают между корпусом и нажимным фланцем. Корпус и нажимной фланец выполняют из стали, а для изоляции на них надевают миканитовые манжеты. В настоящее время для машин небольшой и средней мощности наибольшее применение находят коллекторы на пластмассе.

Собранный коллектор насаживают на вал и закрепляют от проворачивания шпонкой. К каждой коллекторной пластине подсоединяют проводники от секций, из которых состоит обмотка якоря. Для возможности подсоединения проводников у коллекторных пластин со стороны, обращенной к якорю, выполняют выступы, называемые петушками, в которых фрезеруют шлицы. В эти шлицы закладывают и затем запаивают проводники обмоток.

По коллектору скользят щетки, которые размещаются в щеткодержателях. Щеткодержатели выполнены с радиальным или наклонным по отношению к поверхности коллектора перемещением щетки. Наиболее распространенными являются щеткодержатели с радиальным перемещением щетки. Наклонные (реактивные) щеткодержатели применяют для машин с односторонним направлением вращения. Щетки прижимаются к коллектору пружинами. Щеткодержатели закрепляют на цилиндрических или призматических пальцах, которые в свою очередь закрепляют на траверсе 5. Пальцы выполняют из гетинакса либо из стали, опрессованной пластмассой в месте сочленения с траверсой. Обычно число пальцев выбирают равным числу полюсов. При работе машины может наблюдаться искрение щеток. Для улучшения работы щеточного узла в машинах постоянного тока применяют дополнительные полюсы. Сердечники дополнительных полюсов выполняют цельными из толстолистовой стали или собранными из листов электротехнической стали толщиной 1 мм. На сердечниках размещают катушки обмотки дополнительных полюсов. Дополнительные полюсы располагают между главными полюсами и прикрепляют к станине болтами. Якорь вращается в подшипниках, которые размещаются в подшипниковых щитах 16 и 18.

В последнее время наметилась тенденция собирать статор двигателей постоянного тока из отдельных листов электротехнической стали. Штамп в листе одновременно вырубает ярмо, пазы, главные и дополнительные полюсы.