Якорь – это одна из основных частей машины постоянного тока (МПТ), которая является ответственной за преобразование электрической энергии в механическую. Он представляет собой вращающуюся часть МПТ, которая имеет спиральную форму и находится в магнитном поле, создаваемом другими частями машины.
Структура якоря включает в себя несколько основных компонентов. Это коллектор, на котором располагаются щетки и связанное с ними щеточное устройство, а также обмотки якоря. Коллектор – это металлический цилиндр с продольными пазами, в которых расположены отдельные сегменты коллектора. Сегменты изолированы друг от друга и служат для соединения с проводами обмоток якоря. Щеточное устройство предназначено для передачи электрического тока на коллектор и состоит из щеток, которые выполнены из угольного материала и притерты к коллектору.
Обмотки якоря – это витки провода, которые намотаны на сердечник якоря. Сердечник якоря – это стальной стержень, имеющий спиральную форму. На каждый виток провода приходится одно так называемое поле провода, и все поля проводов в сумме создают магнитное поле якоря. Зависимость направления создаваемого магнитного поля от направления электрического тока в обмотках является основой принципа работы якоря машины постоянного тока.
Состав якоря машины постоянного тока
Якорь машины постоянного тока представляет собой одну из основных частей этого устройства. Он служит для преобразования электрической энергии в механическую работу.
Структура якоря включает в себя несколько элементов:
- Якорная обмотка – это обмотка, которая располагается на якоре и состоит из множества витков провода. Якорная обмотка создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем статора.
- Якорь – это сердечник из магнитопроводящего материала, на который намотана якорная обмотка. Якорь имеет форму цилиндра или диска и вращается в магнитном поле статора.
- Коллектор – это вращающаяся часть якоря, состоящая из множества сегментов, а также из проводов, соединяющих каждый сегмент с якорной обмоткой. Коллектор служит для передачи электрического тока от якорной обмотки к контактам щеток.
- Щетки – это устройства, которые прилегают к поверхности коллектора и позволяют передавать электрический ток на якорную обмотку. Щетки состоят из угольного материала и обеспечивают надежный контакт с поверхностью коллектора.
- Подшипники – это элементы, которые обеспечивают вращение якоря внутри статора. Подшипники уменьшают трение между якорем и статором, что повышает эффективность работы машины.
В целом, якорь машины постоянного тока представляет собой комплексную систему, в которой каждый элемент выполняет свою функцию и взаимодействует с другими элементами для обеспечения нормальной работы устройства.
Внешняя оболочка
Внешняя оболочка якоря машины постоянного тока выполняет несколько функций: защиту обмоток якоря от механических повреждений и коррозии, улучшение теплоотвода и уменьшение помех от электромагнитного излучения.
Обычно внешняя оболочка выполнена из стали или другого металла с хорошей проводимостью. Такой материал обеспечивает надежный контакт с магнитным полем и оптимальное распределение температуры внутри якоря.
Внешняя оболочка имеет специальную форму, которая позволяет эффективно отводить тепло от обмоток якоря. Оболочка может иметь ребра охлаждения, каналы для циркуляции воздуха или прорези для улучшения теплообмена.
Кроме того, внешняя оболочка защищает обмотки якоря от механических повреждений: ударов, вибрации, изгиба и прочих воздействий. Она предотвращает неприятные последствия таких повреждений, такие как разрыв обмоток или короткое замыкание.
Также внешняя оболочка снижает помехи от электромагнитного излучения, создаваемого при работе якоря. Благодаря металлическому материалу и специальной форме, оболочка образует эффективный экран, который уменьшает электромагнитные помехи и защищает соседние узлы и системы от их воздействия.
Обмотка якоря
Обмотка якоря подразделяется на две части: основную обмотку и коммутационную обмотку.
Основная обмотка якоря состоит из проводников, обмотанных на основной сердечник. Она образует обмотку, через которую протекает ток и создает магнитное поле. Для увеличения магнитной индукции, проводники основной обмотки обычно разделены на несколько параллельных жил.
Коммутационная обмотка якоря служит для обеспечения коммутации на рабочих щетках. Она состоит из проводников, обмотанных на коммутационные рёбра якоря. Коммутационная обмотка якоря имеет специфическую конструкцию, которая обеспечивает правильную последовательность коммутации при вращении якоря. Коммутационные проводники часто изготавливаются из меди, чтобы обеспечить низкое сопротивление и хорошую электрическую проводимость.
Наличие обмотки якоря в машине постоянного тока позволяет создать необходимое магнитное поле и осуществить коммутацию тока для обеспечения правильной работы машины.
| Основная обмотка | Коммутационная обмотка |
|---|---|
| Обмотана на основном сердечнике | Обмотана на коммутационных ребрах |
| Состоит из проводников разделенных на несколько параллельных жил | Состоит из проводников обеспечивающих правильную последовательность коммутации |
Коллектор и щетки
Коллектор - это основной элемент системы передачи тока, который состоит из коммутационных пластин, установленных на валу якоря. Каждая пластина соединена с одной из концов проводов якоря. Когда якорь вращается, провода перебираются по пластинам, создавая контактную точку между проводом и пластиной. Таким образом, коллектор обеспечивает контактную поверхность для передачи тока из якоря на внешнюю цепь.
Щетки (также известные как щеточки) представляют собой металлические пластины, установленные на определенном угле к вращающемуся коллектору. Щетки скользят по поверхности коллектора, обеспечивая непрерывный контакт между коллектором и проводами якоря. Когда якорь вращается, провода передают ток на щетку, а затем через коллектор на внешнюю цепь.
Коллектор и щетки важны для эффективной работы машины постоянного тока, так как неправильная или нестабильная передача тока может привести к неэффективности и поломке системы. Поэтому регулярная проверка и обслуживание коллектора и щеток является необходимостью.
Важно отметить, что коллектор и щетки изготавливаются из специальных материалов, обладающих хорошей электропроводностью и износостойкостью.
В итоге, коллектор и щетки обеспечивают надежную передачу тока в машине постоянного тока, играя ключевую роль в ее работе.
