Презентация, доклад урока Машины постоянного тока

сопровождение
лекционного занятия

Машины

постоянного

тока

2017

(ГПТ).

Принцип обратимости МПТ. Двигатель постоянного тока (ДПТ).

ПЛАН

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

Определить составные части их устройства.

Раскрыть назначение машин постоянного тока.

Охарактеризовать явления, на которых основаны их принципы действия.

• Вспомните, чем является магнитопровод (сердечник)?

―У них небольшие потери мощности на перемагничивание (гистерезис), и , поэтому их петля гистерезиса имеет небольшую площадь.

― Магнитной цепью, в которой замыкается магнитный поток, как электрический ток в электрической цепи.

• Назовите свойства магнито - мягких ферромагнитных материалов?

• Как Вы думаете, какое влияние оказывают вихревые токи на магнитопроводы (сердечники) и как с этим борятся?

― Вихревые токи очень вредны для магнитопроводов, т. к. создают им дополнительный нагрев, размагничивают их, и, кроме того они требуют большие потери энергии на свое существование. Чтобы избавится от этого, магнитопроводы набирают из отдельных листов электротехнической стали, изолированных между собой лаком или бумагой.

•Укажите случаи возникновения ЭДС в проводниках.

― В прямом проводнике, который движется в постоянном магнитном поле со скоростью V;

― в неподвижном прямом проводнике, который пронизывается переменным магнитным полем;

― в контуре и катушке, которые пронизываются постоянным или переменным полем;

― ЭДС самоиндукции.

механическая передача

РЕГУЛИРУЮЩИЙ ОРГАН
кран подачи воды в котел

Подача газа

постоянного и машины переменного токов. Кроме этого, за назначением они бывают генераторами и двигателями.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО и ПЕРЕМЕННОГО ТОКОВ

ГЕНЕРАТОРЫ и ДВИГАТЕЛИ

Изложение нового материала

Генератор – это электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую, то есть – это источник электроэнергии.

ГЕНЕРАТОР

ИСТОЧНИК ЭЛЕКРОЭНЕРГИИ

Двигатель – это электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, то есть – это потребитель электроэнергии.

ДВИГАТЕЛЬ

ПОТРЕБИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

состоит из двух основных частей:

Рисунок 2 – Статор ГПТ.

подвижной части – якоря

Изложение нового материала

неподвижной части – статора

Рисунок 3 – Якорь ГПТ.

Рисунок 1 – Общий вид ГПТ.

внутренней поверхности которого прикреплены полюса (поз. 2). На полюсах расположена обмотка возбуждения (поз. 3). Полюса размещаются внутри станины и чередуются между собой. Количество полюсов всегда парная. Поэтому оно может равнятся 1, 2, 3, 4, 5 и т.д. парам полюсов.

Рисунок 4 – Составные части статора.

2

5

1

7

4

6

1

2

3

СТАТОР

ИЗЛОЖЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

3

(поз. 6) и вала (поз. 7). Сердечник якоря набирается из отдельных листов электротехнической стали и напрессовывается в поперечном направлении на стальной вал якоря. На внешний цилиндрической поверхности якоря выполнены продольные пазы, в которые укладываются изолированные медные провода, являющиеся обмоткой якоря.


Рисунок 5 – Составные части якоря.

ЯКОРЬ

4

5

6

7

7

ИЗЛОЖЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

и от корпуса. Коллектор предназначен для преобразования переменноїй ЭДС в постоянную.

КОЛЛЕКТОР

Электрический контакт с коллектором осуществляется с помощью щеток, расположенных в щеткодержателях.

ИЗЛОЖЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Рисунок 7 – Щетки в щеткодержателях.

Рисунок 6 – Общий вид коллектора.

Б Л Е М Н Ы Й В О П Р О С 1:
Что необходимо сделать, чтобы в обмотке якоря ГПТ возникла ЭДС?

Если якорь вращать с какой-то постоянной частотой, то исходя из явления электромагнитной индукции, в каждом проводнике (витке) обмотки, а, ссответственно, и в обмотке якоря в целом будет индуктироваться (возникать) ЭДС.

Необходимо обмотку возбуждения ГПТ подключить к какому-то источнику питания. Тогда по ней будет проходить ток, который создаст магнитное поле, пронизывающее якорь.

ИЗЛОЖЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Величина индуктируемой в обмотке якоря ЭДС пропорциональна частоте вращения якоря, величине магнитного потока и зависить от конструктивных особенностей машины:

,(В)

где n – частота вращения якоря, об./ мин.;
Ф – магнитный поток обмотки возбуждения, Вб;
KE – конструктивний коэффициент, учитывающий конструктивные особенности данной машины, который расчитывается по формуле:

где N – число активных проводов обмотки якоря;
p – число пар полюсов;
а – число пар параллельных участков обмотки якоря.

9. Демонстрация принципа работы ДПТ.

По устройств ДПТ абсолютно ничем не отличается от устройства ГПТ. Одна и та же машина постоянного тока (МПТ) может работать и как генератор, и как двигатель. В этом заключается так назызваемый принцип обратимости машин постіоянного тока.

Принцип действия ДПТ основан на взаимодействии проводника, по которому проходит ток, с магнитным полем.

П Р О Б Л Е М Н Ы Й В О П Р О С 2:
Что необходимо сделать, чтобы вал ДПТ начал вращаться?

Необходимо обмотку якоря и обмотку возбуждения подключить к какому-то источнику питания. Тогда в обмотке возбуждения и в обмотке якоря возникнут токи.

Ток возбуждения, проходя по обмотке возбуждения, создает магнитное поле, которое пронизывает якорь, по обмотке которого тоже уже проходит ток.

В результате взаимодействия тока якоря с магнитным полем обмотки возбуждения, возникает вращающий момент, под действием которого, якорь начнет вращаться.

Величина вращающего момента в ДПТпропорциональна току якоря, магнитному потоку и зависит от конструктивных особенностей самой машины:

,(Н м)

где Iя – ток в обмотке якоря, А;
Ф – магнитный поток обмотки возбуждения, Вб;
Км – конструктивный коэффициент двигателя, который расчитывается по формуле:

утверждения.

Генератор – это электрическая машина для преобразования электрической энергии на механическую:

а) да; б) нет.

2. Неподвижной частью МПТ является статор:

а) да; б) нет.

3. Коллектор предназначенный для преобразования постоянной ЭДС в переменную.

а) да; б) нет.

4. Обмотка возбуждения при прохождении по ней тока создает магнитное поле.

а) да; б) нет.

5. Принцип обратимости МПТ основывается на явлении электромагнитной индукціии.

а) да; б) нет.

в них открытого токопроводящего контакта, очень опасного в данных ситуациях».

1. «Использование МПТ ограничено при использовании в пожароопасных и взрывоопасных помещениях ....», опираясь на знания из курса «Безопасность жизнедеятельности».

ЗАКРЕПЛЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Возможный ответ студентов:

 «Назначение коллектора в МПТ - преобразовывать переменную ЭДС в постоянную, что и выполняет такое устройство, как инвертор».

2. «Почему коллектор в МПТ можно назвать инвертором?», пользуясь знаниями из курса «Электроники и микроэлектроники».

двигателя.
2. Назовите основные элементы строения МПТ.
3. Из каких частей состоит статор?
4. Из каких частей состоит якорь?
5. Объясните назначение коллектора.
6. Объясните строение коллектора.
7. Из каких материалов выполнены обмотки, коллектор, полюса, сердечник якоря?
8. На каком явлении основан принцип действия ГПТ?
9. Что учитывает конструктивный коэффициент?
10. Объяснить принцип обратимости МПТ.
11. На каком явлении основан принцип действия ДПТ?
12. Как определяется вращающий момент ДПТ?

Домашнее задание.
Проработать теоретический материал.
Рассмотреть принцип действия и вращающий момент ДПТ.
Выполнить сравнительный анализ принципов действия ГПТ и ДПТ.
Решить задачи № 9.16 – 9.22; 9.24 – 9.29.