Синхронные и машины постоянного тока
Цель: Познакомиться с синхронными машинами и машинами постоянного тока и понимать, чем их принципиальные свойства отличаются от асинхронного двигателя.
Синхронная машина
Ротор синхронной машины в установившемся режиме вращается с синхронной скоростью вращающегося поля. Для крупных синхронных двигателей и генераторов поле ротора создаётся обмоткой возбуждения или постоянными магнитами. Синхронные генераторы являются основой традиционных электростанций.
Машина постоянного тока
Классическая коллекторная машина постоянного тока имеет статорное поле, якорную обмотку и коллекторно-щёточный узел. Коллектор механически переключает секции обмотки, обеспечивая требуемое направление электромагнитного момента или выпрямление ЭДС в генераторном режиме.
Регулирование
У двигателя постоянного тока скорость связана с напряжением якоря и магнитным потоком возбуждения; момент — с током якоря и потоком. Это позволяло получать удобное регулирование скорости, но щётки и коллектор требуют обслуживания. Во многих современных приводах коллекторные машины заменены AC-приводами с преобразователями.
Характерные неисправности
У синхронных машин важны возбуждение, состояние обмоток, подшипников и системы охлаждения. У коллекторных машин добавляются износ щёток, загрязнение/подгар коллектора, искрение, нарушение прижатия и дефекты секций якоря.
Почему коллектор требует обслуживания
Щётка должна сохранять электрический контакт с вращающимся коллектором. Слишком слабое прижатие вызывает нестабильный контакт и искрение, чрезмерное — ускоряет механический износ. Загрязнение угольной пылью ухудшает изоляцию между ламелями и охлаждение.
Состояние коллектора оценивают по поверхности, равномерности износа, искрению и данным производителя. Нельзя шлифовать или «чистить до блеска» коллектор случайным абразивом без технологии: изменение геометрии и поверхности способно ухудшить коммутацию.
Выбор метода диагностики
Название «электродвигатель» не определяет метод проверки. Перед измерениями устанавливают тип машины, читают шильдик и схему, выясняют способ возбуждения и управления. Проверка коллекторного двигателя и двигателя, питаемого от частотного преобразователя, существенно различается.
Что нужно запомнить
- Синхронный ротор вращается с синхронной скоростью поля.
- Коллекторная DC-машина имеет щётки и коллектор.
- Разные типы машин требуют разных схем управления и диагностики.
- Перед проверкой всегда определяют тип, паспортные данные и способ питания машины.