Электротехника Касаткин (967630), страница 62
Текст из файла (страница 62)
13.9, 6, сплошная тонкая линия), где иэ, = -и,э = =-Е соашг; ист = — иэс =-Е а)пш1. ю ю Если изменить направление вращения витков и коллектора, то, вопервых, изменится знак нормальной составляющей главного магнитного потока к плоскости витка 1, т. е. Ф, = Фезтпшг, а следователь. ц ет Рис. 13.9 Рнс. 13ПО 382 но, и знак ЗДС, индуктируемой им в этом витке, ез = зуФ~/з(г = =, -Е соа«зг; во-вторых, за один оборот коллектора со щеткой а будут последовательно контактировать пласпшы 3, 2, !. 4, 3, а со щеткой Ь вЂ” пластины 1, 4, 3, 2, 1.
В соответствии с временнбй последова. тельностью коптактировання коллектора со щетками будет изменяться и напряжение'генератора постоянного тока." и ь = изз„ и ь = иза, аЬ аЬ и Ь, = и, з, и, = паз, и, = из, (рис. 13.9, б, штриховая линия), где изз = ез = -Е сов шз; из~ = -изз =йюсовшг; иза =ез =Е вш«зг: паз'= ига = Е вшюг. зп Применение ферромагнитного якоря и полюсных наконечников позволяет получать равномерное распределение индукции З в воздушном зазоре Ь машины (рис. !3.10) и таким образом уменьшать пульсацию напряжения генератора.
Если витки 1 и 2 генератора постоянного тока (рис, 13,9, а) расположить в пазах якоря,.вращающегося в магнитном поле главных полазсов с полюсными наконечниками, то напряжение генератора' (рис. 13.9, в) меньше пульсирует, чем прн враше нии этих витков в одзюродном магнитном поле (рис. 13.9, б) . Если число пар полюсов машины р больше 1, как на рис. 139 и 13,10, то соответственно должно быть увеличено и число щеток, чтобы соединять между собой параллельные ветви обмотки якоря. Для упрощения рисунков, поясняющих работу машины, будем в дальнейцим пользоваться видом торцевого сечения ее якора н главных полюсов со стороны, противоположной коллектору при вращении якоря генератора по направлению движения часовой стрелки. На рис. 13.11, а показано такое изображение четырехзвлюсного (р = 2) генератора постоянного тока, в котором две одновитковые обмотки ! и 2 соединены между собой параллельно. Индуктируемые в витках 1 н 2 одинаковые переменные ЭДС (ез = = ез) изменяются с угловой частотой 2щ н выпрямляются при помощи коллектора (рис.! 3.11, б) .
В генераторе щетки н коллектор необходимы дпя выпрямления переменной ЗДС витков обмотки якоря, В двигателе коллектор и щет- ааг. 11 1~ таз ки обеспечивают непрерывность вращения якоря. Во всех проводах параллельных ветвей обмотки якоря ток один и тот же: 2 = 2„~2а, где а — число пар параллельных ветвей. Если на все эти провода действует электромагнитная снпа одного и того же направления, то двигатель развивает наибольший вращающий момент. Когда же провод переходит из области одного полюса в область другого, то одновременно щетки н коллектор производят переключение в нем направления тока, так что сохраняется неизменным направление вращающего момента, 13.5.
ОБМОТКИ БАРАБАННОГО йКОРЯ Провода, уложенные в пазах якоря, должны быть соединены между собой наиболее целесообразным образом, чтобы образовать обмотку якоря малины. В современных машинах постоянного тока в большинстве случаев применяется барабанный якорь. Барабанный якорь представляет собой цилиндр (см. рис, 13.3), собранный из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Каждый из витков обмотки барабанного якоря должен иметь ширину, близкую к ширине полюсного деления т, т. е, длине дуги под полюсом, стягивающей центральный угол 360'/2р, для того чтобы ЗДС, нндуктируемые в двух сторонах витка, складывались, Укороченный шаг намотки принимается для уменьшения лобовых частей, Вместо одного витка в пазы обычно закладывается многовитковая секция (рис. 13.12, б).
Возможны два основных способа соединения отдельных секций в обмотку, Чтобы присоединить следующую секцию обмотки, можно вернуться под исходный полюс (рис. 13.12, а); таким образом, при поступательно.возвратном движении вдоль окружности якоря выполняется простая яетлеваа обмотка, называемая также лараллельлой обмоткой. На схемах обмотки показываются не отдельные витки, а только стороны секций. Шетки делят на петлевую обмотку на столько нараллельных ветвей а, сколько полюсов р имеет машина, т. е. при петлевой обмотке а = р, Простую петлевую обмотку имеют двуяполюсные машины малой мощности (до 1 кВт) и машины мощностью свыше 500 кВт. Другой способ образования обмотки машины поспзянного тока— это соединение между собой секций (рис. 13.13, 6), лежащих под еле.
дующими по окружности якоря полюсами, выполняемое при поступательном движении вдоль окружности якоря (рис, 13.13, а), Так выполняется простая волиовал обмотка, называемая также последовательной, Число параллельных ветвей при волновой обмотке равно двум (2а = 2) независимо от числа поланюв машины.
Чтобы замкнуть волновую обмотку, т. е. включить в нее все секции обмотки, нужно несколько раз обойти окружность якоря, а петлевая обмотка замыка- 334 Рис. 13,12 Р .13яз ется после одного обхода якоря. Простая волновая обмотка применяется для машин ьилой и средней мощности (до 500 КВт) при напряжении 110 В и выше. Множественные обмотки получаются путем укладки на якоре гл простых обмоток; число параллельных ветвей при этом увеличивается в т раз. Такие обмотки применяются в машинах большой мощности. 13.6.
электРОдвижущАЛ силА и электРОмАГнитныя моааент мАшин постонннОГО тОкА При движении провода обмотки якоря в магнитном поле под полюсом (рис. 13.14) провод пересекает линии магнитного поля с падук. цией В н в нем по закону электромагнитной индукции (2.15) нндукти. руется ЭДС е5 = -НФ/й = В(Р, где 1 — активная длина провода; Р' — окружная скорость якоря. Это — мгновенное значение ЭДС, изменяющееся из-за изменения магнитной индукции вдоль полюсного деления. Чтобы определить среднее значение этой ЭДС, подставим в ее выражение среднее значение магнитной индукции В, под полюсом в пределах полюсного деления; Е =В 1тг. 1аР се 385 13-27 Окружную скорость и можно выразить через частоту вращения якоря л, об/мин, ширину полюсного деления т и число полюсов 2р: ж = лДл/60; л/т = т ° 2р, где /3 — диаметр сердечника якоря.
Следовательно, т = 2рлг/60; Е„= В, !т 2рл/60. Рпс. 13.14 Учтем, что /г = 5 — плошадь полюсного деления (рис. 13.14), пол а Л В =Ф вЂ” магнитный поток одного полюса. Поэтому пол ср Е, = 2рлФ/60, Е = Е„ /У/(2а ), р и Е = — /УФ вЂ” =с Фл, а бо (13.1) где сд — постоянный для данной машины коэффициент.
В генераторе ЭДС Е возбуждает ток якоря / н совпадает с ннм но направлению (см. рис. 13.6, а), У двигателя ЭДС Е направлена пьоотнв Я тока 1„(см. рис. 13,6, б) и называется противо-ЭДС. Электродвижущую силу якоря можно регулировать посредством изменения главного магнитного потока или посредством изменения частоты вращения якоря. При работе машины постоянного тока в режиме генератора взаимодействие тока якоря с главным магнитным полем машины создает тормозной момент, который должен преодолевать первичный двигатель.
При работе машины в режиме двигателя взаимодействие тока якоря с главным магнитным полем создает вращающий момент. Направление передачи энергии при этих двух режимах различное, на природа электромагнитного момента, воздействующего на якорь, одна и та же. Заб Обмотка якоря состоит из /У активных проводов. Шетки делят эту обмотку на 2а параллельных ветвей, Таким образом, в пределах каждой параллельной ветви последовательно соединяются /У/2а активных проводов; ЭДС якоря — это ЭДС одной параллельной ветви обмотки, а эта последняя равна сумме ЭДС, нндуктируемых в составляющих ее проводах.
Следонательно, ЭДС якоря На каждьй из 7з! активных проводов обмотки якоря, находившася под полюсами машины, воздействует сила Е = ВЛ*. Сумма этих сил создает электромагнитный момент, воздействующий на якорь: 77 !У М = — Е зм ., а или, если пользоваться понятием среднего значения инцукцни под по- люсом, 77 М = — 7уВ !! зм 2 ср Окружность якоря выразим через ширину полюсного деления п27 = = 2рг, а затем заменим В !7 на Ф Таким образом, «р М = р7з7Ф!'! и. Наконец, вместо тока ! оцного провода ввецем в выражение момента общий ток якоря ! =! .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
