| 8406202 9216 1210 912 1вательной обмотки возбуждения; rн- нагрузка.
Рис. 2. Внешние (а) и регулировочные (б) характеристики генераторов постоянного тока: I - с самовозбуждением; 2 - с независимым возбуждением; 3 - со смешанным возбуждением; I - ток в нагрузке; Iв - ток возбуждения; U - напряжение на зажимах генератора; RB - сопротивление для регулирования тока возбуждения; п - частота вращения якоря генератора.
Другое важное требование, к-рому должен отвечать П. т. г.,- безыскровая коммутация тока. Уменьшение искрения обеспечивается дополнит. полюсами на статоре машины. Мощные П. т. г. иногда выполняют с компенсационной обмоткой, к-рая закладывается в пазы полюсных наконечников и соединяется последовательно с обмоткой якоря. Её назначение - компенсировать поле якоря в зоне под главными полюсами. Она автоматически обеспечивает компенсацию при всех нагрузках и равномерное распределение индукции под полюсной дугой. Т. о. снижается макс. напряжение между соседними коллекторными пластинами и устраняется "потенциальное" искрение (вне зоны коммутации).
В СССР выпускаются П. т. г. как общего применения (серия 2П), так и спец. назначения, напр. П. т. г. для электросварки (серии ГСО и ГД; серии ПСУ и ПСГ - с приводом от асинхронного электродвигателя, на токи 125-500 а, при напряжении 60-70 в), электромашинные усилители (ЭМУ). В системах авто-матич. регулирования применяются та-хогенераторы (микромашины) постоянного тока, имеющие большую точность, чем тахогенераторы переменного тока. Лит. см. при ст. Постоянного тока машина. Л. М. Петоова.
ПОСТОЯННОГО ТОКА МАШИНА, электрич. машина, в к-рой происходит преобразование механич. энергии в электрич. энергию постоянного тока (генератор) или обратное преобразование (двигатель). П. т. м. обратима, т. е. одна и та же машина может работать и как генератор, и как двигатель; так, напр., работают тяговые двигатели подвижного состава и исполнит. двигатели мощных электроприводов постоянного тока. Действие генератора основано на явлении индукции электромагнитной. При вращении витка из электропроводящего материала в постоянном магнитном поле (рис. 1) в витке возникает переменная
[2029-18.jpg]
преобразования переменной эдс в постоянное напряжение служит коллектор электромашинный. К пластинам коллектора подсоединяются концы витка (в реальной машине имеется большое число витков и коллекторных пластин). Для подключения внешней цепи служат угольные или графитные щётки, соприкасающиеся с пластинами коллектора. Работа двигателя основана на взаимодействии проводников с током и магнитного поля (см. Ампера закон), что приводит к появлению электромагнитного вращающего момента.
Рис. 1. Схема работы машины постоянного тока: N, 5 - полюса постоянного магнита; I - ток в нагрузке; 1 - щётки; 2 - пластина коллектора; 3 - виток провода на якоре машины; 4 - нагрузка.
Активными частями П. т. м. являются магнитные сердечники, обмотки статора и ротора (якоря) и коллектор (рис. 2). Магнитный сердечник статора состоит из стальной станины, шихтованных (набранных из стальных пластин) главных и массивных дополнит. полюсов. На главных полюсах расположена обмотка возбуждения, на дополнительных - обмотка, соединённая последовательно с обмоткой якоря. Магнитопровод (сердечник) якоря также шихтованный; в его пазах расположена рабочая обмотка. Конструктивные элементы П. т. м.- вал, подшипники, подшипниковые щиты, токосъёмное устройство, вентилятор. Обмотка возбуждения создаёт осн. магнитное поле. При подключении обмотки якоря к внешней цепи по ней проходит ток, создающий магнитное поле якоря. Результирующий поток в зазоре между статором и ротором благодаря влиянию магнитного поля якоря меньше, чем поле при холостом ходе (когда цепь отключена). Размагничивающее действие магнитного поля якоря обусловлено насыщением и увеличением магнитного сопротивления полюсных наконечников .
Рис. 2. Машина постоянного тока: 1 - коллектор; 2-обмотка возбуждения; 3 -станина; 4 - главные полюса; 5 - магнитопровод якоря; 6 - рабочая обмотка якоря; 7 - дополнительные полюса; 8 - обмотка дополнительных полюсов.
При работе П. т. м. может появляться искрение под щётками в процессе коммутации тока. При прохождении секции обмотки якоря из зоны одной полярности (напр., N) в зону др. полярности (S) направление тока в ней меняется на обратное. Вследствие этого в секции, замкнутой накоротко щёткой, индуктируется т. н. реактивная эдс. Она представляет собой сумму эдс самоиндукции, обусловленной изменением тока, и эдс взаимоиндукции (если коммутируются одновременно неск. секций). Помимо этого, в коммутируемой секции возникает т. н. эдс вращения, обусловленная перемещением секции в поле якоря, к-рое в зоне коммутации имеет наибольшую величину. Эти эдс вызывают замедление изменения тока, увеличение плотности тока под сбегающим краем щётки и искрение под щётками. Для компенсации реактивной эдс в коммутируемой секции применяют дополнит. полюса, изменяющие направление поля якоря в зоне коммутации. Наличие коллектора и щёточного устройства усложняет конструкцию, обусловливает высокую стоимость и сравнительно низкую надёжность П. т. м.
Первый двигатель постоянного тока, пригодный для практич. целей, был построен Б. С. Якоби в 1838. Двигатель получал питание от гальванич. батарей и использовался для привода гребного вала лодки. Первый генератор постоянного тока создан также Якоби в 1842. Вначале в П. т. м. использовались постоянные магниты. Существ. шагом вперёд явилось применение электромагнитов. В 1859 А. Пачинотти изобрёл электродвигатель с кольцевым якорем, к-рый был усовершенствован 3. Т. Граммом в 1869. Начало широкого пром. применения П. т. м. относят к 70-м гг. 19 в., когда Ф. Хефнер-Альтенек заменил кольцевой якорь барабанным, упростив тем самым конструкцию П. т. м. и увеличив вдвое её мощность. В таком виде П. т. м. сохранилась практически без изменений, усовершенствования касались главным образом применения лучших изоляц. и конструкц. материалов, более прогрессивной технологии, разработки точных методов расчёта и оптимизации габаритов. П. т. м. были созданы и получили пром. применение ранее машин переменного тока, но утратили доминирующее положение после изобретения М. О. Доливо-Доброволъским системы трёхфазного тока (1889). П. т. м. использовались лишь в отд. областях, где необходимо регулирование частоты вращения в широком диапазоне: генераторы - как возбудители синхронных машин, сварочные генераторы, в системах генератор-двигатель; двигатели - в электроприводах на транспорте, в металлургии (на мощных прокатных станах) и т. п. Однако с 50-х гг. 20 в. сфера применения П. т. м. вновь расширилась: П. т. м. средней мощности стали применять как электромашинные усилители (ЭМУ), а микроэлектромашины - в системах автома-тич. регулирования и в бытовых электрич. устройствах. Микродвигатели постоянного тока имеют лучшие характеристики, больший диапазон регулирования по частоте вращения и более высокую точность регулирования, чем микродвигатели переменного тока. В то же время П. т. м. утрачивают своё значение как возбудители синхронных машин, на смену им приходят ионные и полупроводниковые системы возбуждения.
В СССР созданы серии П. т. м., к-рые полностью удовлетворяют потребность в такого рода электрич. машинах. В 70-х гг. разработанная ранее серия П (диапазон мощностей 0,3-1400 кет, напряжение 110/220/440 в) заменяется новой серией 2П, показатели к-рой соответствуют совр. требованиям энергетики. Помимо серийных, существует большое разнообразие специальных П. т. м.: электромашинные усилители, сварочные генераторы, генераторы для гальванич. процессов и электролиза, униполярные
П. т. м. Применяемые в бытовой технике микромашины также различны как по конструкции, так и по режимам работы.
Лит.: Рихтер Р., Электрические машины, пер. с нем., т. 1, М.-Л., 1935; Петров Г. Н., Электрические машины, 2 изд., ч. 3, М.-Л., 1968; Брускин Д. Э., 3 о-роховичА. Е., Хвостов B.C., Элек* трические машины и микромашины, М., 1971; Электротехнический справочник, 4 изд., т. 1, кн. 1, М., 1971. Л. М. Петрова/
ПОСТОЯННОГО ТОКА УСИЛИТЕЛЬ, транзисторный или ламповый усилитель сколь угодно медленно меняющихся электрич. сигналов. П. т. у. обычно используют в приборах измерит, техники и автоматики (в сочетании с разного рода датчиками, напр, фотоэлементом, термопарой и др.), при измерении малых токов и зарядов (так называемый элект-рометрич. П. т. у.), а также в электронных аналоговых вычислит, машинах - в качестве операционных усилителей (см. Решающий усилитель). При проектировании и эксплуатации П. т. у. особое внимание уделяют уменьшению медленных изменений (дрейфа) выходного напряжения или тока в отсутствие входного сигнала, к-рые обусловлены рядом неконтролируемых факторов: старением элементов усилителя, колебаниями темп-ры окружающей среды и напряжения электропитания и др.
Различают П. т. у. прямого усиления и с преобразованием по частоте. Особенность П. т. у. прямого усиления (рис. 1,2) - отсутствие в цепях связи между усилит, каскадами реактивных элементов (конденсаторов, трансформаторов). В таких П. т. у., исторически более ранних, проблема дрейфа реш |
