содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..

ГЛАВА III

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОКАРОВ И ЭЛЕКТРОПОГРУЗЧИКОВ

Тяговые электродвигатели электрокар и электропогрузчиков

Все электрокары и электропогрузчики снабжаются электродвигателями постоянного тока.

Действие электродвигателя постоянного тока (простейшая схема его представлена на рис. 56) состоит в следующем.

В магнитном поле (в нашем случае оно создается постоянным магнитом) помещается обмотка из медной изолированной проволоки — якорь с обмотками (на рис. 56 она представлена в виде рамки 4). По обмотке пропускается постоянный ток от какого-либо источника тока. Вокруг проводника, по которому протекает электрический ток, образуется магнитное поле. Так как кроме магнитного поля, создаваемого током, протекающим по проводнику, имеется еще магнитное поле постоянного магнита, то в результате их взаимодействия возникает сила, стремящаяся повернуть проводник в сторону, показанную стрелкой наверху (рис. 57, б). Направление действия этой силы (а следовательно, и направление вращения) определяется по правилу левой руки, которое гласит: если левую руку расположить так, чтобы магнитные силовые линии входили в ладонь (из северного полюса магнита в южный), а пальцы расположить по направлению движения тока в проводнике (считается, что ток идет от положительного полюса к отрицательному), то отставленный в сторону большой палец покажет направление движения проводника (в нашем случае — против часовой стрелки).

Коллектор, предназначенный для поддержания неизменным направления тока в обмотке электродвигателя при ее вращении, в данном случае состоит из двух медных полуцилиндров, изолиро-ранных друг от друга и соприкасающихся со щетками 1 и 2.
Как видно из рис. 57, рамка будет поворачиваться против часовой стрелки (рис. 57, а) до тех пор, пока не займет положение, показанное на рис. 57, б. В этом случае ток в ее цепи прекратится, но она по инерции будет поворачиваться до тех пор, пока не займет

положение, показанное на рис. 57, в.

В этом положении ток по рамке опять пойдет в прежнем направлении, т. е. он будет создавать магнитное поле, стремящееся во взаимодействии с полем магнита повернуть рамку против часовой стрелки.

Если бы коллектора не было, то рамка, придя в положение, показанное на рис. 57, в, должна остановиться, так как, согласно правилу левой руки, сила взаимодействия магнитных полей рамки и магнита будет стремиться возвратить рамку в положение, показанное на рис. 57, б.

Неподвижная часть электродвигателя постоянного тока, называемая станиной или статором, выполняется из стали или чугуна в виде кольцевого ярма, на котором крепятся стальные полюсные башмаки с обмотками. Эти обмотки служат для создания постоянного магнитного поля.

Подвижная часть (якорь) устроена следующим образом: на стальную ось надеты плотно стянутый набор стальных дисков с пазами для укладки обмотки и коллектор — цилиндр с укрепленными на нем медными пластинами, изолированными друг от друга слюдой. В пазы якоря укладывается обмотка из медной изолированной проволоки, выводы которой припаиваются к коллекторным пластинам. Якорь вставляется в статор, который закрывается крышками с подшипниками для оси якоря. Ток подводится к щеткам якоря электродвигателя, которые укреплены на траверсе щеткодержателями.

Рис. 56. Схема устройства электродвигателя постоянного тока:
1 и 2 — щетки; 3 — коллектор; 4 —рамка из медной проволоки; 5 — постоянный магнит

Рис. 57. Схема различных положений (а, б, в) рамки электродвигателя в магнитном поле: знак (+) означает, что ток идет от наблюдателя; знак (—) означает, что ток идет к наблюдателю

Электродвигатели постоянного тока по способу подключения обмотки возбуждения делятся на электродвигатели с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением. Каждый из этих видов имеет свои преимущества и недостатки.

На электрокарах отечественного производства применяются электродвигатели с последовательным возбуждением (сериесные двигатели). Преимущество сериесных электродвигателей состоит в том, что они имеют большой пусковой момент, т. е. при трогании с места развивают значительное усилие, что очень важно при перевозке грузов.

Недостатком электродвигателей с последовательным возбуждением является «мягкая» характеристика, означающая, что с повышением нагрузки скорость вращения двигателя сильно снижается.

В двигателе с последовательным возбуждением (сериесные) магнитный поток возбуждения создается обмоткой, включенной последовательно с якорем. Сила тока возбуждения в этом случае будет равна силе тока, протекающего через якорь, а ток якоря, в свою очередь, зависит от нагрузки на валу. Вследствие этого при увеличении нагрузки на якорь возрастает магнитный поток возбуждения и скорость вращения ротора двигателя уменьшается, и наоборот.

Поэтому скоростная характеристика двигателя в зависимости от момента на его валу будет «мягкой», т. е. круто падающей с увеличением нагрузки на двигатель. Эти двигатели обладают еще одной особенностью: у них при увеличении нагрузки на вал двигателя ток в якоре и обмотке возбуждения будет возрастать, что приводит к увеличению момента на его валу. Это может продолжаться до предела «выносливости» двигателя. Таким образом, сериесный двигатель может выдерживать перегрузки, вследствие чего он очень подходит для машин с меняющейся нагрузкой (для привода электрокаров, троллейбусов, трамваев, электровозов).

Так как скорость двигателя обратно пропорциональна величине магнитного потока возбуждения, то при отсутствии нагрузки на двигатель ток в цепи якоря и обмОтки возбуждения будет мал, а это приведет к тому, что скорость вращения якоря достигнет очеуь большого значения (режим работы двигателя на разнос). Разнос двигателя может вызвать тяжелые повреждения обмотки якоря под действием центробежной силы.

Схема устройства тягового электродвигателя показана на рис. 58. Как видно из рис. 58, обмотка возбуждения соединяется последовательно с якорем. Для изменения направления вращения

необходимо менять местами или выводы обмотки возбуждения, или провода, идущие к щеткам якоря. Электрокары большинства конструкций имеют один тяговый двигатель.

У двигателей с последовательным возбуждением, применяемых на электрокарах, вращающий момент на валу пропорционален квадрату силы тока в обмотке якоря, т. е. если мы увеличим силу тока в обмотке якоря в 2 раза, то момент по валу возрастает в 4раза. Это очень важное преимущество этих двигателей.

Из сказанного можно сделать следующие выводы: тяговый электродвигатель может развивать очень большие усилия на валу при малом числе оборотов, при уменьшении силы тока в обмотке якоря резко падает усилие на его валу, а число оборотов увеличивается.

Рассмотрим технические данные тяговых электродвигателей.

Рис. 58. Электрическая схема тягового электродвигателя с последовательным возбуждением:
1—якорь; 2—щетки; 3 — обмотка возбуждения

содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..