ivanov-ciganov2 (558065), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для многополюсной машины. формула для э. д. с. в роторе запишется следующим образом: Е = (4Ф ирп766) (1У/2а — 1). Сила, действующая на проводник с'током 1, находящийся в магнитном поле, по определению магнитной индукции будет Р'=7 (В1). (3.5) В воздушном зазоре машины нндукция направлена по радиусу и, следовательно, нормальна к активным сторонам секции обмотки якоря. Ток якоря 1„распределяется поровну между двумя параллельными ветвями и сила, действующая на одну сторону секции намотки, Рт = В,р18)7„/2.
(3.6) Эта сила действует по касательной к окружности ротора и каждая из секций создает момент М, = В,р(Р ю7,(2 = Фд,!ди(п. (3.7) Момент, создаваемый всеми секциями обмотки якоря, определяется, так же как и э. д. с., числом тех секций, активные стороны которых находятся под разными полюсами, т. е. 2 (1Ч/2 — 1). Поэтому М = М,2 (У!2 — 1) = 2Ф (,в(1!и) (У/2 — 1). (3.8) Если в машине р пар полюсов и число параллельных ветвей в обмотке якоря 2а, то М = 2РФ„,7,ш (1/и) ()У/2а — 1). (3З) Данный механический момент определяет лишь силы электромеханического взаимодействия магнитного полн статора и токов ротора. Если машина работает г е н е р а т о р о м, то двигатель, вращающий.
ротор, должен развивать момент, больший, чем определенный по (3.9), так как он преодолевает и моменты сил трения, возникающие в опорах и из-за трения о воздух, и моменты, создаваемые силами взаимодействия вихревых токов в сердечнике якоря с магнитным полем возбуждения. Если машина работает д в и г а т е л е м, то из-за потерь (механическнх и электрических) в нагрузку передается момент, меньший определяемого (3.9). В приведенном рассмотрении не учитывается вторичное магнитное поле, возбуждаемое в машине токами, протекающими по обмотке якоря (Реакция якоря), Это вторичное поле отрицательно сказывается на показателях машины.
Уменьшается э. д. с., наводимая в обмотках якоря, возникает искрение под щетками. Вторичное магнитное поле направлено вдоль геометрической нейтрали и замыкается через ярмо и полюсные наконечники (рис. 3.6, а). р' льтирующее поле машины !Рис. 3.6, б! из-за реакции якоря окаается искаженным. В генераторе поле скашивается по направле„н,о вращения якоря, а в двигателе — навстречу ему. Щетки сдвиак!тся с нейтрали и в некоторых активных проводниках обмотки 1 11 ! 1 3 (1 ! 1 1 ! 1 1 1 11 11111111 1 1111111 1 1 1 1 ! 1 1 11 1 ! 1 11,11, 1,,111,11 е ((,, 1 е 1, 1, (!! ! 1 ~~С1д11' ( / * ///// и+ "//'//~=~. 1111 " / // ',и, Ген 11(11(* е 1Н /(ВЕЕ / « ! 111 , ////(Е е ( 77 ( ( е Ип ФФ//е -/У//// 1 т' 1 11 е ///// / е е и ее ее ( «М 1( ! 111 1111 111 ~ т 11 1 ! ! ! (11 11 !111 11 ! 1 1 1 ! ! 1 (П11(Ы11Ы 1! 11! ! (Н111(11111(! ((1 4 Рис.
3.6 якоря развиваются э. д. с., встречные остальным. Из-за этого уменьшается э. д. с., наводимая в обмотке якоря. Под щетками, которые закорачивают пластины коллектора, подсоединенные к секции обмотки с ненулевой э. д. с., возникает искрение. Уменьшается э. д. с. обмотки якоря и потому, что вторичный магнитный поток приводит к насыщению стали основного полюса в той ОВ и В! 8! а! д'! Рис. 3.7 его части, где происходит объединение двух потоков.
Поэтому из-за реакции якоря уменьшается основной магнитный поток. Лля уменьшения вторичного магнитного потока в машине предусматриваются дополнительные полюса возбуждения. Создаваемый ими магнитный поток направлен встречно вторичному потоку и комяенснрует его. Магнитный поток возбуждения машины создается током, протекающим по обмоткам ее полюсов. Ток в обмотках возбуждения может быть получен как от отдельного источника постоянного напряжения, так н от э. д. с., наводимой в якоре машины. В первом'случае машина имеет независимое возбуждение (рнс. 3.7, а), а во втором — в зависимости от способа присоединения обмотки возбуждения к якорю либо с параллельным (рис.
3.7, б), либо с последовательным (рис. 3.7, в) возбуждением. Применяются машины и со смешанным возбуждением (рис. 3.7, г), у которых одна обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря, а другая параллельно ей. Схема включения обмоток возбуждения определяет характеристики машины постоянного тока.
5 3.2. Характеристики генераторов постоянного тока Внешняя характеристика генератора постоянного тока определяет зависимость напряжения, снимаемого с его щеток, от тока нагрузки (якоря) при постоянной скорости вращения якоря. Вид внешней характеристики зависит от способа возбуждения машины.
У генератора *с независимым возбуждением (его магнитный поток возбуждения может создаваться и постоянным магнитом) внешняя характеристика весьма полбга (рис. 3.8). Напряжение на ее выходе отличается от индуктируемой в якоре э. д. с. лишь из-за падения напряжения, создаваемого током якоря и 7„на относительно малом сопротивлении его обмотки г, и сопротивлении щеточных контактов г: (7 = Š— 1„г„, (3,10) где г,=г,+г„,. Если бы э. д.
с., индуктируемая в Рис. з.з обмотке якоря, не зависела от тока якоря, то внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением была бы линейной. Однако из-за реакпии якоря с ростом тока якоря наводимая в его обмотках э. д.
с. уменьшается. Из-за этого внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением нелинейна н ее наклон всегда больше г„. Другой важной характеристикой генератора с независимым возбуждением является характеристика холостого хоп а. Она снимается при отключенной нагрузке и определяет зависимость э д. с., развиваемой якорем„ от тока обмотки возбуждения. Эта харакгеристнк» повторяет кривую намагничивания магнитопровода машины, а ее масштаб зависит от частоты вращения якоря (рнс: 3.9).
Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением на начальном участке (рис. 3.10) спадает с ростом тока якоря несколько быстрее, чем у генератора с независимым возбуждением. вязано это с тем, что поток возбуждения такого генератора зависит - ~ тка возбуждения, пропорционального напряжению на щетках О, ~':йрлько меньшему, чем ' д. с Е: 1, = (У/и, = (Š— 1„г„)/и„ (3.11) ~~-'е ги — омическое сопротивление обмотки возбуждения; 1„ = 1, + + 1„ — ток якоря генератора. ,Особенностью генератора с п а р а л л ел ь н ы м в о з б у ж ден и е м является относительно небалыпой так установйншегося корот- Еист 1ки ~н Рис. 3.10 Рис.
3.9 Рис. 3.11 )(ниа замыкания. С уменыпением сопротивления нагрузки ток якоря (!))йчала растет, напряжение на щетках падает и зто приводит к уменьт(~пню тока возбуждения и э. д. с. якоря. ':::::- Такие генераторы получили наибольшее распространение, так )гвен'ани имеют достаточно пологую внешнюю характеристику и не требуют дополнительного источника для возбуждения. ': 'Б генераторе си о ел еда в а тел ь н ы м в о 3 б у ж де н и е м Внешняя характеристика имеет колоколообразную форму (рис. 3.11), тик как при холостом ходе ее поток возбуждения мал (У, = 1и = О), а прн боль- (г 111их токах нагрузки вся э.
д. с. гасится 1йпротивлеяием обмотки возбуждения. Такая внешняя характеристика весьма Йеудобна для питания обычных нагрузок и поэтому генератор с последователь- нтиМ''возбуждением практически не при- ги Мняют. У генераторов са с м е ш а н н ы м В авб у жде н и е м последовательная обмотка может быть включена так, что общий магнитный поток возбуждения увеличится с ростом тока якоря.
Увеличение потока 'Приводит к росту э. д. с. якоря и напряжение, снимаемое со ~Фтак такого генератора, может расти даже при увеличении тока нагрузки. Генераторы с независимым возбуждением, саздаваиммм постоянным магнитом, используют как тахогенераторы, т. е. 1гашнны, создающие напряжение, прямо пропорциональное скорости 1~~гашения. в З.З Основные характеристики двигателей постоянного тока л, 5 ЗА. Основные области применения машин постоянного тока В первичных источниках питания радиоустройств ча.
сто применяют генератор постоянного тока с параплельным возбуждением. Удобство его заключается в том„что он очень хорошо работает в паре с аккумуляторной батареей. Так, аккумуляторная батарея па самолете необходима для обеспечения работоспособности радиоустройств и электротехнических устройств при отказе основного двигателя- В аккумуляторной батарее запасается электрическая энергия, Д ля практического применения двигателя основной является его механическая характеристика, которая определяет зависимость частоты вращения якоря от развиваемого им момента на валу. Для устойчивой работы механической системы двигатель — нагрузка механическая характеристика двигателя должна быть падающей, т. е. частота вращения двигателя должна уменьшаться при увеличении развиваемого им момента и 1 (кривая 1 на рис. 3.12, а). Связано это с тем, что характеристика любой меха- А нической нагрузки (зависимость частоты ее вращения от приложенного к пей момента) представляется кривой с положительным наклоном в каждой ее точке и (кривая 2 на рис.
3.12). Наложив характеристику нагрузки на механическую характеристику двигателя, получим точку А, определяющую установившуюся частоту вращения двигателя и нагрузки и„. При установившихся оборотах двигатель развивает момент, равный тормозящему его момен- и ту нагрузки. Если механическая характеристика Рас. 3.12 двигателя имеет положительный наклон (кривая 1 на рис. 3.12) больп|е наклона характеристики нагрузки (кривая 2), то система двигатель — нагрузка не может быть устойчивой. При исходной частоте вращения л„ определяемой точкой пересечения характеристик двигателя и нагрузки, случайное увеличение скорости вращения приведет к увеличению момента, развиваемого двигателем. Возникший нзбьпочный момент еще сильнее раскрутит нагрузку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
