Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (Электротехнические устройства радиосистем (А. И. Иванов-Цыганов)), страница 10

Если машина работает д в и г а т е л е м, то из-за потерь (механических 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. Злб, а).

44 результирующее поле машины (рис. 3.6, б) из-за реакции якоря окавается искаженным. В генераторе поле скашивается по направле„ию вращения якоря, а в двигателе — навстречу ему. Щетки сдвп„аются с нейтрали и в некоторых активных проводниках обмотки >1~ *11,1 11 111 Ы>1 ° 11 1 '1111 ° 11,,1 1 11 11 1>',1' ' ~Ь11111 Ф "11> / // / "1 т .//// * //"-. „''~ //~ ~ >и>,, /,' .

л' л 1н' /»>иг 6>+' > / ° , 111~ '>/ ° > ,д > >И1 /// /" е , >И> / /////, > т' « '//// ° > 1111111,~ 1 ~ 111»,' 1111'11~~,'11'1 111111' >1111 >101,1111>ы>' 11111',111111111111 ° 111111111>Ы 01>В в/ а/ 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 вв а/ в/ Рис. 3.7 в/ его части, где происходит объединение двух потоков. Поэтому из-за Реакции якоря уменьшается основной магнитный поток. Для уменьшения вторичного магнитного потока в машине предусматриваются дополнительные полюса возбуждения. Создаваемый ими магнитный поток направлен встречно втбричному патоку и компенсирует его. Магнитный поток возбужденна машины создается током, протекающим по обмоткам ее полюсов. Ток в обмотках возбуждения может быть получен как от отдельного источника постоянного напряжеш1я, так и от э. д.

с., наводимой в якоре машины. В первом случае машина имеет независимое возбуждение (рис. 3.7, а), а во втором — в зависимости от способа присоединения обмотки возбумсдения 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.

т тока возбуждения, пропорционального напряжению па щетках (7, несколько меньшему, чем э. д. с. Е: (3.11) 7, = (7/г, = (Š— 7„г„))г, „е г, — омическое сопротивление обмотки возбуждения; 7„= 7, + 7„— ток якоря генератора. Особенностью генератора с п а р а л л е л ь н ы м в о з б у ж д ен и е м является относительно небольшой ток установившегося корот- $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. Внд внешней характеристики зависит от способа возбуждения машины.

У генератора с независимым возбужденнем (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 0 l„на относительно малом сопротивлении его обмотки г, и сопротивлении щеточных контактов г: и = Š— 7„г„, (3.10) где г„= г, + г„,. Если .бы э. д. с., индуктируемая в Рис. 3.8 обмотке якоря, не зависела от тока якоря, то внешняя характеристика генератора с независимым ' возбуждением была бы линейной. Однако из-за реакции якоря с ростом тока якоря наводимая в его обмотках э.

д. с. уменьшается.. Из-за этого внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением нелинейна и ее наклон всегда больше г„. Другой важной характеристикой генератора с независимым возбуждением является характеристика холостого ход а. Она снимается при отключенной нагрузке и определяет зависимость э. д. с., развиваемой якорем, от тока обмотки возбуждения. Эта характеристика повторяет кривую намагничивания магннтопровода машины, а ее масштаб зависит от частоты вращения якоря (рис. 3.9). Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением иа начальном участке (рис.

3.10) спадает с ростом тока якоря несколько быстрее, чем у генератора с независимым возбуждением. Связано это с тем, что поток возбуждения такого генератора зависит ~аст 7иэ 7 Рис. 3.!О Рис. 3.9 кого замыкания. С уменьшением сопротивления нагрузки ток якоря сначала растет, напряжение на щетках падает и это приводит к уменьшению тока возбуждения и э. д.

с. якоря. Такие генераторы получили наиболыпее распространение, так как они имеют достаточно пологую внешнюю характеристику и не требуют дополнительного источника для возбуждения. В генераторе си о ел е до в а тел ь н ы и в о з б у ж де н и ем внешняя характеристика имеет колоколообразную форму (рис, 3.11), так как при холостом ходе ее поток возбуждения мал (7, =!с = О), а прн боль- 17 ших тонах нагрузки вся э.

д. с. гасится сопротивлением обмотки возбуждения. Такая внешняя характеристика весьма неудобна для питания обычных нагрузок н поэтому генератор с последовательным возбуждением практически не применяютт. У генераторов со смеш а н н ы и в о з б у ж д е 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 щеток такого генератора, может расти даже при увеличении тока нагрузки. Генераторы с н е з а в и с н м ы м в о з б у ж д е н и е м, создаваемым постоянным магнитом, используют как тахогенераторы, т. е. машины, создающие напряжение, прямо пропорциональное скорости ВРащения. 47 в 3.3 Основные характеристики двигателей постоянного тока Для практического применения двигателя основной является его механическая характеристика, которая определяет зависимость частоты вращения якоря от развиваемого им люмента па валу.

Для устойчивой работы механической системы двигатель — нагрузка механическая характеристика двигателя должна быть падающей, т. е. частота вращения двигателя должна уменьшаться прп увеличении развиваемого им момента п (кривая ! на рис. 3.12, а), Связано это с тем, что характеристика любой меха- л ~ иической лагрузки (зависимость частоты ч ее вращения от приложенного к ней момента) представляется кривой с положительным наклоном в каждой ее точке (кривая 2 на рис. 3.12). Наложив характеристику нагрузки на механическую характеристику двигателя, получим точку А, определяющую установивцдуюся частоту вращения двигателя и нагрузки.л„. При установившихся оборотах двигатель развивает момент, равный тормозящему его момен- и ту нагрузки.

Если механическая характеристика .Рис. 332 двигателя имеет положительный наклон (кривая ! на рис. 3.12) больше 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 избыточный момент еще сильнее раскрутит нагрузку.

При этом избыточный момент еще больше возрастет и система двигатель — нагрузка пойдет, как говорят, в «разнос». Случайное уменьшение частоты двигателя от исходной и, приведет к его остановке. В 3.4. Основные области применения машин постоянного тока В первйчных источниках питания радиоустройств ча. сто применяют генератор постоянного тока с параллельным возбуждением. Удобство его заключается в том, что он очень хорошо работает в паре с аккумуляторной батареей. Так, аккумуляторная батарея на самолете необходима для обеспечения работоспособности радиоустройств и электротехнических устройств при отказе основного двига.

теля. В аккумуляторной батарее запасается электрическая энергия, 4В необходимая для приведения в действие аварийной аппаратуры и устройств. В нормальном режиме аккумуляторная батарея сглаживает нагрузку генератора. При малых нагрузках оиа подзаряжается и тем самым нагружает генератор, а при больших подключается параллельно генератору и разгружает сто.