«Устройство машин постоянного тока (основные элементы конструкции, их назначение)» - Курсовая работа

Содержание

Введение 3

1. Принцип действия электрической машины постоянного тока….4

2. Принципы работы генератора постоянного тока….7

3. Обратимость машин постоянного тока….12

Заключение 17

Глоссарий 19

Список использованных источников 21

Список сокращений 23

Приложения 24

Введение

Несмотря на то, что переменный ток активно применяется человеком в быту и на различных производствах, машины постоянного тока, несмотря на некоторую ограниченность, до сих пор активно применяются в различных сферах деятельности человека. Суть работы данных агрегатов одна - преобразование механической энергии в электрическую, и наоборот.

У двигателей постоянного тока есть одно неоспоримое преимущество перед аналогами, работающими на переменном токе. Эти агрегаты могут плавно и точно регулировать свою скорость вращения, у них высокое быстродействие, а также они обладают большими перегрузочными и пусковыми моментами.

Двигатели постоянного тока используются в прецизионных приводах, требующих плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне. Свойства двигателя постоянного тока, так же как и генераторов, определяются способом возбуждения и схемой включения обмоток возбуждения. По способу возбуждения можно разделить двигатели постоянного тока на двигатели с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением.

Двигатели с электромагнитным возбуждением подразделяются на двигатели с параллельным, последовательным, смешанным и независимым возбуждением. Электрические машины постоянного тока обратимы, то есть, возможна их работа в качестве двигателей или генераторов. Например, если в системе управления с использованием генератора в обратной связи отсоединить генератор от первичного двигателя и подвести напряжение к обмоткам якоря и возбуждения, то якорь начнет вращаться и машина будет работать как двигатель постоянного тока, преобразуя электрическую энергию в механическую.

Электрические машины постоянного тока являются обратимыми устройствами, то есть они при определенном подключении могут использоваться либо как двигатель, либо как генератор тока.

Целью курсовой работы является изучение устройства машин постоянного тока.

Для достижения данной цели были поставлены такие задачи, как:

- изучить принцип действия электрической машины постоянного тока;

- исследовать основные элементы конструкции машин постоянного тока, их назначение

Выдержка из текста работы

Основная часть

1. Принцип действия электрической машины постоянного тока

Электрическая машина постоянного тока - машина, в которой при установившемся режиме ее работы электрическая энергия, участвующая в ее энергопреобразовательном процессе, является энергией практически постоянного тока.

Закон электромагнитной индукции количественно описывает ЭДС, индуктируемые (наводимые) изменяющимися во времени магнитными полями. Электромеханическое преобразование энергии имеет место, когда эти изменения магнитного поля обусловлены механическим движением.

В электрических машинах ЭДС в проводниках или катушках обмоток наводятся либо вследствие их механического вращения в магнитном поле, либо потому, что магнитное сопротивление магнитопровода машины изменяется при вращении ротора.

В любом случае магнитный поток, сцепленный с каждым проводником или катушкой, циклично изменяется и наводится ЭДС. Совокупность проводников или катушек, соединенных между собой так, что их ЭДС суммируются, называется обмоткой якоря.

Машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной – статора и вращающейся – ротора, называемого в машинах постоянного тока якорем. Эскиз машины постоянного тока показан на рис. 1.1, а общий вид с разрезом — на рис. 1.2.

Статор состоит из станины 1, главных полюсов 2, дополнительных полюсов 3, подшипниковых щитов 4 и щеточной траверсы со щетками 6.

Якорь машины постоянного тока является вращающейся частью или ротором. Так как якорь подвергается действию переменного магнитного потока, в его ферромагнитном сердечнике (магнитопроводе) наводятся вихревые токи. Имеет место также магнитный гистерезис

Заключение

Широкое применение машин постоянного тока требует большого разнообразия их номинальных данных (мощности, частоты вращения, напряжения) и различных конструктивных исполнений соответственно условиям их установки и эксплуатации.

Машины постоянного тока изготовляются на мощности от долей ватта до 12 000 кВт. Номинальное напряжение их обычно не превышает 1500 В и только иногда для мощных машин доходит до 3000 В. Частота вращения машин колеблется в широких пределах – от нескольких оборотов в минуту до нескольких тысяч.

Наиболее широкое применение нашли машины постоянного тока с механическим коммутатором – коллектором. Коллектор осложняет условия работы машины, но опыт эксплуатации в самых тяжелых условиях работы показал, что правильно спроектированная и качественно изготовленная машина постоянного тока является не менее надежной, чем более простые по конструкции машины переменного тока.

Недостаток машин постоянного тока – наличие щеточно-коллекторного аппарата, который требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надежность работы машины. Поэтому в последнее время генераторы постоянного тока в стационарных установках вытесняются полупроводниковыми преобразователями, а на транспорте – синхронными генераторами, работающими совместно с полупроводниковыми выпрямителями

Список литературы

1 Власов, К.П. Теория автоматического управления. Основные положения. Примеры расчета: Учебное пособие / К.П. Власов. - Харьков: Гуман. Центр, 2019. - 544 c.

2 Власов, К.П. Теория автоматического управления. Основные положения.Программы расчета / К.П. Власов. - М.: Гуманитарный Центр, 2013. - 544 c.

3 Гайдук, А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления(полиномиальный подход) / А.Р. Гайдук. - М.: Физматлит, 2023. - 360 c.

4 Гайдук, А.Р. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в MATLAB. 2-е изд., испр / А.Р. Гайдук, В.Е. Беляев и др… - СПб.: Лань, 2021. - 464 c.

5 Гайдук, А.Р. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в MATLAB: Учебное пособие. 3-е изд., стер / А.Р. Гайдук, В.Е. Беляев и др. - СПб.: Лань, 2023. - 464 c.

6 Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов / А.А. Ерофеев. - СПб.: Политехника, 2022. - 302 c.

7 Ким, Д.П. Теория автоматического управления. учебник и практикум для академического бакалавриата / Д.П. Ким. - Люберцы: Юрайт, 2023. - 276 c.

8 Ким, Д.П. Теория автоматического управления. Т. 1. Линейные системы. 2-е изд., испр.и доп. / Д.П. Ким. - М.: Физматлит, 2019. - 312 c.

9 Ким, Д.П. Теория автоматического управления. Т. 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. 2-е изд., испр.и доп. / Д.П. Ким. - М.: Физматлит, 2019. - 440 c.

10 Ким, Д.П. Теория автоматического управления. Том 1. Линейные системы / Д.П. Ким. - М.: Физматлит, 2023. - 312 c.

11 Ким, Д.П. Теория автоматического управления. Том 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы / Д.П. Ким. - М.: Физматлит, 2022. - 440 c.

12 Коновалов, Б.И. Теория автоматического управления: Учебное пособие / Б.И. Коновалов, Ю.М. Лебедев… - СПб.: Лань, 2020. - 224 c.

13 Рекус, Г. Г. Лабораторный практикум по электротехнике и основам электроники / Г.Г. Рекус, В.Н. Чесноков. - М.: Высшая школа, 2022. - 256 c.