Все виды трансформаторов низкой частоты имеют замкнутый магнитопровод с двумя или более обмотками на нем. Обмотку, включенную на напряжение источника питания (сети), называют первичной, обмотку, к которой подключен приемник - вторичной. Обмотки различают также по напряжению: обмотка высшего напряжения (ВН), обмотка низшего напряжения (НН). Магнитопровод собирают из тонких пластин или ленты электротехнической стали с хорошей магнитной проницаемостью и небольшими удельными потерями от гистерезиса и вихревых токов.
Принцип действия однофазного силового трансформатора
Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.
При подведении переменного напряжения u1 к первичной обмотке 2 в ней возникает переменный ток i1, который возбуждает в магнитопроводе 1 также переменный магнитный поток.
Его основная часть Фt замыкается по магнитопроводу и магнитно сцепляет первичную и вторичную 3 обмотки. Эта часть потока называется основным магнитным потоком. Небольшая часть потока Фd1 замыкается помимо магнитопровода вокруг первичной обмотки. Эта часть потока создает потокосцепление рассеяния первичной обмотки.
Основной магнитный поток Фt индуцирует в обмотках ЭДС:
,
ЭДС е1 и е2 имеют одинаковое направление по отношению началу обмоток, т.к. созданы одним и тем же магнитным потоком.
Отношение ЭДС в обмотках пропорциональны отношению чисел витков обмоток
и называется коэффициентом трансформации трансформатора. Таким образом, при заданном напряжении U1 можно получить любое значение ЭДС Е2 (U2), подобрав числа витков обмоток:
.
Коэффициент трансформации показывает во сколько раз повышается или понижается напряжение на вторичной обмотке относительно первичной. Бывают понижающие и повышающие трансформаторы (зависит от соотношения числа витков обмоток).
Силовые трансформаторы трехфазной эл. сети обычно имеют магнитопровод с разветвленной системой. В конструкции таких трансформаторов обычно предусматривается система охлаждения трансформаторным маслом, циркулирующим по трубам.
Роль ЭДС в обмотках различна. ЭДС Е1 первичной обмотки уравновешивает напряжение сети U1, уменьшает ток I1. ЭДС Е2 вторичной обмотки создает ток I2.
Ток вторичной обмотки (МДС w2i2) создает в магнитопроводе свой магнитный поток, направление которого по закону Ленца противоположно потоку, создаваемому МДС (w1i1) первичной обмотки. Таким образом, результирующий магнитный поток магнитопровода равен алгебраической сумме потоков первичной и вторичной обмоток. То есть появление тока во вторичной обмотке ведет к размагничиванию (уменьшению общего потока) магнитопровода. Однако амплитуда магнитного потока в магнитопроводе определяется напряжением первичной обмотки, и т.к. напряжение в сети неизменно, то и значение потока должна сохраняться неизменным. Поэтому при появлении тока во вторичной обмотке и его размагничивающего действия на магнитопровод, первичная обмотка автоматически увеличит потребление тока из сети, компенсируя размагничивающее действие тока вторичной обмотки. Таким образом, при возрастании энергии, потребляемой нагрузкой (увеличении тока I2), автоматически увеличивается и потребление энергии (тока I1) из сети.
Трехфазные силовые трансформаторы
У трехфазных трансформаторов (рис. 11) магнитопровод 1 выполняют трехстержневым.
Рис. 11
На каждом стержне уложены по две обмотки первичная - 2 и вторичная - 3. Одна обмотка выполняется проводом большего сечения с меньшим числом витков (обмотка низшего напряжения), другая - проводом меньшего сечения с большим числом витков (обмотка высшего напряжения).
Обмотки трансформатора могут соединяться между собой по схемам «звезда» или «треугольник». Магнитопровод с обмотками помещают в бак с трансформаторным маслом, служащим для лучшей изоляции обмоток и их охлаждения.
К-коэффициент трансформации показывает во сколько раз повышается или понижается напряжение на вторичной обмотке относительно первичной. Бывают понижающие и повышающие трансформаторы (зависит от соотношения числа витков обмоток).
Силовые трансформаторы трехфазной эл. сети обычно имеют магнитопровод с разветвленной системой. В конструкции таких трансформаторов обычно предусматривается система охлаждения трансформаторным маслом, циркулирующим по трубам.
Автотрансформаторы
В конструктивном отношении автотрансформатор подобен трансформатору: на стальном магнитопроводе помещаются две обмотки, выполненные из проводников различного поперечного сечения. Конец одной обмотки электрически соединяется с началом другой так, что две последовательно соединенные обмотки образуют общую обмотку высшего напряжения. Обмоткой низшего напряжения, являющейся частью обмотки высшего напряжения, служит одна из двух обмоток автотрансформатора.
Таким образом, между обмотками высшего и низшего напряжения автотрансформатора имеется не только магнитная, но и электрическая связь.
Принципиальная схема понижающего автотрансформатора показана на рис. 6.6. Первичное напряжение подведено к зажимам первичной обмотки с числом витков w1. Вторичной обмоткой является часть первичной с числом витков w 2.
Обмотка трансформатора выполнена изолированным проводом в один слой. На участках обмотки, которых касается подвижный контакт с угольной вставкой, изоляция очищена. При перемещении контакта угольная вставка закорачивает виток провода. Однако вследствие небольшого напряжения на одном витке и заметного сопротивления угольной вставки через замкнутый виток протекает допустимый ток.
Первичная обмотка автотрансформатора является частью его вторичной обмотки и поэтому между первичной и вторичной обмоткой трансформатора имеется гальваническая связь. Таким образом, между обмотками высшего и низшего напряжения автотрансформатора имеется не только магнитная, но и электрическая связь. К вторичной обмотке автотрансформатора нельзя непосредственно подключать потребители, один из проводов которых может оказаться соединенным с землей. Такое подключение приведет к аварии или несчастному случаю. При работе с автотрансформатором запрещается заземлять вторичную цепь.
Преимуществом автотрансформатора перед трансформатором той же полезной мощности является меньший расход активных материалов — обмоточного провода и стали, меньшие потери энергии, более высокий к. п. д., меньшее изменение напряжения при изменении нагрузки.
Наряду с преимуществами автотрансформаторов перед трансформаторами они имеют существенные недостатки: малое сопротивление короткого замыкания, что обусловливает большую кратность тока короткого замыкания; возможность попадания высшего напряжения в сеть низшего напряжения из-за электрической связи между этими сетями. Наличие электрической связи между сетью источника и приемника энергии делает невозможным применение автотрансформатора в том случае, когда приемник энергии имеет заземленный полюс (в выпрямительных устройствах).
Достоинства автотрансформаторов будут выражены тем сильнее, чем коэффициент трансформации ближе к единице. Поэтому автотрансформаторы применяют при небольших коэффициентах
трансформации (К=1…2).
В трехфазных сетях используют трехфазные автотрансформаторы, обмотки которых обычно соединяются звездой.
Магнитные пускатели
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором и другими приемниками энергии. Включение магнитных пускателей может производиться вручную с помощью кнопочного поста и автоматически с помощью датчиков автоматики непосредственно или через промежуточные реле, с помощью блок-контактов других пускателей. Отключение пускателей производится вручную или при аварийных режимах с помощью реле тепловых или реле максимального тока, при отключении сблокированных с ними других пускателей, при действии устройств автоматики. Как правило, магнитные пускатели содержат в себе элементы тепловой защиты потребителя или сети потребителя - тепловые реле. Нажатием кнопки в магнитном пускателе запитывается электромагнит, который, втягивая сердечник, приводит к соприкосновению основные контактные пары трехфазной сети. Магнитные пускатели выполняются обычно в виде компактной пластмассовой коробки, имеющей клеммы для подключения проводов. Тепловые реле предназначены для защиты от перегрузок асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Так как они не защищают от коротких замыканий и сами нуждаются в такой защите, то на ответвлении к электродвигателю перед пускателем ставится автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем.
Чувствительным элементом у теплового реле служит термобиметалл, по которому проходит ток. У реле на большие токи имеется нихромовый нагреватель для дополнительного нагрева биметалла.
Чувствительные элементы реле включаются в две фазы электродвигателя, контакты реле включаются в цепь катушки пускателя.
Электромагнитные реле
Это устройства, предназначенные для обеспечения большого числа коммутаций в различных цепях одновременно, при срабатывании одного электромагнита. Применяются в различных электротехнических установках. Контакты в реле бывают нормально замкнутые и нормально разомкнутые. На схемах нормально замкнутые контакты изображают:
Нормально разомкнутые:
На рисунке показано устройство простейшего электромагнитного реле клапанного типа. При определенной магнитодвижущей силе (МДС) в цепи управления возникающая сила F притяжения якоря З к ярму 1 превышает силу противодействующей пружины 2. Воздушный зазор уменьшается. Клапан 4 нажимает на подвижный контакт 5 и прижимает его с силой F к неподвижному контакту 6. Управляемая цепь замыкается. Исполнительный элемент 7 производит требуемое действие.
Контакты реле в исходном положении могут быть как разомкнуты, так и замкнуты. В последнем случае при срабатывании реле они размыкаются. Действие каких-либо устройств прекращается. Многие реле имеют несколько контактных пар. Тогда их используют для управления несколькими электрическими цепями.
Электрические машины
Электрическая машина является электромеханическим преобразователем, в котором преобразуется механическая энергия в электрическую или электрическая энергия в механическую, т.е. устройство, работающее как генератор или как двигатель. Электрическая машина состоит из не вращающейся части – статора и вращающейся – ротора.
Электродвигатель это устройство, преобразующие электроэнергию в непрерывную механическую - вращательное движение. (Бывают и линейные электродвигатели).
В зависимости от рода отдаваемого или потребляемого тока электрические машины разделяются на машины переменного и постоянного тока. Машины переменного тока делятся в основном на: синхронные, асинхронные.
Синхронные машины применяются в качестве генераторов и двигателей.
В асинхронной машине поле создается в обмотке статора и взаимодействует с током, наводимым в обмотке ротора. Асинхронные машины применяются в основном в качестве двигателей.
Машина постоянного тока по своему конструктивному выполнению сходна с обращенной синхронной машиной, у которой обмотка якоря расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Большинство машин постоянного тока коллекторные. Они могут работать в качестве генераторов или двигателей.
Основные характеристики двигателей
Мощность (Р), обычно указывается активная мощность - Р(кВт);
nоб - число оборотов двигателя
nс – синхронная частота вращения двигателя (частота вращения магнитного поля в статоре связана с частотой переменного тока50Гц).
nр - фактическая частота вращения ротора двигателя. Бывает, как правило, меньше синхронной частоты.
ПВ – продолжительность включения. Бывают устройства, в которых отдельные двигатели работают не постоянно, а короткое время, включаясь и выключаясь несколько раз в течение часа работы машины (например, механизм передвижения башенного крана). Для этих целей целесообразно использовать более дешевый электродвигатель, спроектированный на определенную небольшую продолжительность непрерывной работы (15%, 25%, 40% и т.д).
ПВ =(tр/tц) *100%; tр – время работы; tц – время цикла.
Качественной характеристикой двигателя, описывающей особенности работы двигателя, является «механическая характеристика». Она указывает, как работает двигатель под нагрузкой. Механическая характеристика может быть представлена графиком зависимости частоты вращения ротора электродвигателя от механической нагрузки – крутящего момента от нагрузки на валу двигателя.
nвр. – частота вращения.
n вр.
Мкр.нагр. –крутящий момент нагрузки.
На графике показаны: - абсолютно жесткая (а.ж.) характеристика (когда обороты двигателя под нагрузкой не меняются);
- жесткая (ж.) (когда обороты двигателя под нагрузкой уменьшаются линейно);
- мягкая (м.) (когда обороты двигателя под нагрузкой существенно уменьшаются по нелинейному закону).
Асинхронные двигатели
Асинхронные двигатели по конструкции бывают: – с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором.
Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым роторам отличаются простотой и надежностью (в них отсутствуют трущиеся контактные пары). Недостатки таких двигателей: большие пусковые токи (в момент включения скачок тока больше в 5-7 раз, чем установившейся ток) и пусковые крутящие моменты; проектируются двигатели, как правило, на одну частоту вращения ротора.
Конструктивно двигатель содержит: в статоре равномерно распределенные по его окружности обмотки фаз системы трехфазного тока, обеспечивающие при работе вращающееся магнитное поле; ротор таких двигателей состоит из медных стержней, размещенных по окружности, с торцов соединенных (замкнутых друг с другом) электропроводящими кольцами. По виду такой ротор напоминает беличью клетку (см. рис.)
Бывают конструкции и с наклонным расположением стержней относительно образующей цилиндра.
Схема асинхронной машины показана на рисунке. В схеме асинхронной машины и ее принципе действия есть сходство с трансформатором. Отличие заключается в том, что вторичная обмотка размещается на вращающемся роторе и не связана с внешней сетью. На схеме рис.12 - а) эта обмотка состоит из стержней, замкнутых накоротко, что соответствует двигателю с короткозамкнутым ротором, а в двигателях с фазным ротором она соединяется с внешними сопротивлениями — рис.12 - б).
Рис. 12. Схемы асинхронной машины:
а) асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; 6) асинхронный двигатель с фазным ротором; 1 — обмотки статора, 2 — ротор с короткозамкнутыми стержнями, 2 — обмотки фазного ротора, 3 — контактные кольца, 4— сопротивления в цепи фазного ротора.
Обмотка статора равномерно распределена по его окружности. Обмотки фаз статора соединяются в звезду или в треугольник.
Двигатель работает следующим образом: система трехфазного тока, подводимая к обмоткам статора, создает в нем вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле, перемещаясь, будет индуцировать в стержнях ротора электрический ток. Этот ток будет вызывать вокруг стержней свое магнитное поле. Оно будет взаимодействовать с магнитным полем в статоре, и будет заставлять ротор следовать за ним, т. е. вращаться. Магнитное поле в стержнях будет «догонять» магнитное поле в статоре.
В таких двигателях синхронности не достигается, в нем присутствует отставание скорости вращения ротора от скорости вращения поля в статоре.
Таким образом, трехфазный ток проходя по трем обмоткам сдвинутым в пространстве на 120° образует синхронно вращающееся магнитное поле. Синхронная частота вращения поля определяется частотой тока в сети:
[об/мин],
где f - частота изменения тока, Гц;
p - число пар полюсов обмотки статора, которое определяется его конструкцией.
Учитывая, что частота тока равна 50 Гц, определим синхронные частоты вращения магнитного поля для различного числа пар полюсов р двигателя:
р
n1, об/мин
Т.о. изменяя число пар полюсов р можно дискретно изменять частоту вращения магнитного поля статора. Промышленностью выпускаются многоскоростные двигатели, в которых предусмотрена возможность переключения числа пар полюсов.
Асинхронные двигатели характеризуются синхронной частотой статора – nс. Чтобы выпускать двигатели с другой синхронной частотой они должны конструироваться с большим числом пар полюсов – т.е. обмоток в статоре, кратных трем.
Отставание частоты вращения ротора (np) в асинхронном двигателе от синхронной частоты вращения магнитного поля в статоре (nс) оценивается параметром S –скольжением.
S = (nс – nр) *100%/nс; S -скольжение, составляет величину от 1,5 до 7% и зависит от нагрузки на валу двигателя .
Трехфазные асинхронные двигатели с фазным роторам. Эти двигатели характеризуются меньшими пусковыми моментами и токами, чем двигатели с короткозамкнутым ротором. У них есть возможность некоторого плавного регулирование скорости вращения. Они применяются в механизмах, в которых опасна динамика (рывки) в момент включения.
По устройству двигатель с фазным роторам и принципу действия аналогичен двигателю с коротко замкнутым. Отличие: ротор конструируется не в виде «беличьей клетки», он содержит в себе систему трех обмоток, которые замыкаются через систему контактных пар не накоротко, а через переменные сопротивления (потенциометры – см. рис.).
Механическая характеристика асинхронного двигателя
Механическая характеристика асинхронного двигателя это зависимость частоты вращения вала двигателя от момента на его валу n2=f(M) или S=f(M). Механическая характеристика изображена на рис. 13. На характеристике можно выделить четыре характерные точки:
1 Точка идеального холостого хода. В ней М=0, S=0;
2 Точка номинального режима работы. В ней М=МН, S=SН. Значения n2Н и МН можно определить по каталожным данным двигателя;
3 Точка максимального или критического момента. В ней М=Мm, S=SK. Данная точка характеризует перегрузочную способность двигателя.
Рис. 13
В каталогах для определения параметров данной точки приводится величина кратности критического момента двигателя:
.
Величина кратности позволяет определить максимально возможный момент двигателя.
4. Точка пуска. В ней М=МП, S=1. Данная точка характеризует пусковые свойства двигателя. В каталогах для определения пусковых свойств приводится величина кратности пускового момента двигателя:
.
В каталогах приводится также коэффициент кратности пускового тока
который позволяет определить величину тока двигателя в момент пуска.
Синхронные машины
Синхронные машины как двигатели применяются обычно в приводах большой мощности (более 600 кВт) или как микродвигатели, где требуется строгое постоянство скорости: электрочасы, самопишущие приборы и др. Наибольшее распространение получил генераторный режим работы синхронных машин, и почти вся электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами, часто называемыми турбогенераторами. Синхронные генераторы на напряжение до 1000 В применяются в агрегатах для автономных систем электроснабжения. Агрегаты с этими генераторами могут быть стационарными и передвижными. Большинство агрегатов применяются с дизельными двигателями, но приводом их могут быть газовые турбины, электродвигатели и бензиновые двигатели.
Схема синхронной машины показана на рис. 14. Синхронная машина отличается от асинхронной тем, что ток в обмотке ротора появляется не при вращении ее в магнитном поле статора, а подводится к ней от постороннего источника постоянного тока. Статор синхронной машины выполнен так же, как и асинхронной, и на нем обычно расположена трехфазная обмотка. Обмотка ротора в синхронной машине создает магнитный поток возбуждения и называется обмоткой возбуждения. Вращающаяся обмотка ротора соединяется с внешней цепью источника постоянного тока с помощью контактных колец и щеток. Обмотка якоря в машине (генераторе) — это обмотка, в которой индуцируется ЭДС и к которой присоединяется нагрузка.
Рис. 14. Схема синхронной машины:
В — обмотка возбуждения, Uв — напряжение В цепи возбуждения
Результирующий магнитный поток создается совместным действием обмоток возбуждения и статора и вращается с той же частотой, что и ротор, поэтому такие машины называются синхронными.
В схеме на рис. 14 статор является якорем, а ротор — индуктором (возбудителем), но может быть и обращенная схема, в которой статор — индуктор, а ротор — якорь как у машины постоянного тока.
В машине с неподвижным якорем применяются две разновидности ротора: явнополюсный ротор имеет явно выраженные полюсы, неявнополюсный ротор не имеет явно выраженных полюсов.
Рис. 15.Принцип устройства явнополюсной (а) и неявнополюсной (б) синхронной машины
Постоянный ток в обмотку возбуждения синхронной машины может подаваться от специального генератора постоянного тока, установленного на валу машины и называемого возбудителем, или от сети через полупроводниковый выпрямитель.
При вращении ротора с частотой n2 его магнитное поле возбуждения наводит в статоре ЭДС E1, частота которой
f1=p*n2/60
Из формулы следует, что чем больше число пар полюсов синхронной машины p*, тем меньше должна быть ее скорость вращения п для получения заданной частоты fi.
Поэтому синхронные генераторы обычно выпускают явнополюсными с большим числом пар полюсов.
Синхронный двигатель несколько сложнее, чем асинхронный, кроме того, требуются два вида тока – переменный и постоянный. Такие двигатели обычно выпускаются большой мощности и имеют большие габариты. Синхронные двигатели имеют проблемы пуска, обусловленные введением ротора в синхронный режим при запуске двигателя. Возможны следующие способы пуска синхронного двигателя: асинхронный пуск на полное напряжение сети и пуск на пониженное напряжение через автотрансформатор. При асинхронном пуске в момент включения (подключения обмоток статора к системе трехфазного тока) обмотки ротора не соединены с источником постоянного тока, а замкнуты накоротко. Двигатель при этом становится по принципу действия асинхронным. После разгона ротора его замкнутые обмотки размыкаются и подключаются к источнику постоянного тока.
Вместе с тем синхронный двигатель обладает рядом преимуществ, что позволяет применять его в ряде случаев вместо асинхронного.
1. Основным достоинством синхронного электродвигателя является возможность получения оптимального режима по реактивной энергии, который осуществляется путем автоматического регулирования тока возбуждения двигателя. Синхронный двигатель может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть, при коэффициенте мощности (cos фи) равным единице. Если для предприятия необходима выработка реактивной энергии, то синхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением, может отдавать ее в сеть.
2. Синхронные электродвигатели менее чувствительны к колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Их максимальный момент пропорционален напряжению сети, в то время как критический момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.
3. Синхронные электродвигатели имеют высокую перегрузочную способность. Кроме того, перегрузочная способность синхронного двигателя может быть автоматически увеличена за счет повышения тока возбуждения, например, при резком кратковременном повышении нагрузки на валу двигателя.
4. Скорость вращения синхронного двигателя остается неизменной при любой нагрузке на валу в пределах его перегрузочной способности.
Подключение трехфазных двигателей к однофазной сети
Трехфазные двигатели могут работать и от однофазной сети. Для создания вращающегося магнитного поля в статоре (искусственного создания трех сдвинутых по времени фаз), используют конденсаторы и соответствующую схему включения (см. ниже). Трехфазный двигатель, работая от однофазной сети, развивает мощность не более 50%, чем при работе от трехфазной сети.
Рис.16. Применение трехфазного двигателя в однофазной сети:
Q — выключатель неавтоматический, имеющий средний контакт с самовозвратом, Сп, Ср — емкости пусковая и рабочая.
При напряжении сети 220 В и частоте сети 50 Гц рабочая емкость, мкф, Ср = 66Рн, где Pн. — номинальная мощность двигателя, кВт. Пусковая емкость, мкФ
Сп = 2Ср = 132Рн.
Если двигатель запускается без пусковой емкости, то ее можно не применять.
Машины постоянного тока
Такие машины как двигатели хороши тем, что у них можно регулировать частоту вращения ротора в широком диапазоне частот. Из-за этого они широко используются в ручных машинах. Развивают крутящий момент, начиная с первого оборота, в отличие от других двигателей, которые работают, например, начиная с оборотов холостого хода (у двигателей внутреннего сгорания), составляющих значения несколько сотен оборотов в минуту. Недостатками можно считать износ и искрение щеток. С помощью машины постоянного тока, работающей как генератор можно получать постоянное напряжение.
Рис. 17-1. Простейший электродвигатель постоянного тока Рис. 17-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).
Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора (в статоре) и якоря (ротора), разделенных воздушным зазором.
Индуктор электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и содержит главные полюса 1. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины (на добавочных полюсах - специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации). Якорь 2 электродвигателя постоянного токасостоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора 3 служащего для подвода к рабочей обмотке постоянного тока. Коллектор связывает обмотку якоря с внешней цепью нагрузки при работе машины генератором или с сетью питания при работе двигателем. Коллекторпредставляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и собранный из изолированных друг от друга медных дугообразных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток 4, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусом электродвигателя.
По устройству двигатель постоянного тока упрощенно можно представить в виде рамки (обмотки), к которой через коллектор (разрезное кольцо) и щетки подводится постоянный электрический ток. Рамка находится в магнитном поле между двумя полюсами постоянного магнита. Обмотка возбуждения располагается на полюсах статора и присоединяется к независимому источнику постоянного тока или к якорю. Магнитный поток возбуждения Фв этой обмотки неподвижен в пространстве.
Ток, протекая по рамке, вызовет в ней электрическое поле, рамка притянется постоянным магнитом и повернется на 180 градусов. При этом сменится полярность на коллекторе. Рамка окажется в аналогичном первоначальному положении. Так будет происходить непрерывное вращение рамки.
Коллекторы обычно делаются из многих составных частей и соответствующего им числа рамок (обмоток) для плавности вращения.
Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока
Под возбуждением электрических машин понимают создание в них магнитного поля, необходимого для работы электродвигателя. Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока показаны на рисунке.
, 
.
Рис. 11
nвр. – частота вращения.
[об/мин],
Рис. 13
.
.
4. Скорость вращения синхронного двигателя остается неизменной при любой нагрузке на валу в пределах его перегрузочной способности.
