Главная Машины переменного тока



тока), видим, что ток в якоре и магнитный поток не совпадают по фазе, т. е. одновременности их изменения нет.

В двигателе последовательного возбуждения ток в якоре является одновременно и током возбуждения. Пренебрегая углом сдвига между током возбуждения и .магнитным потоком, получим совпадение по фазе тока в якоре и магнитного потока (рис. 36.1,6), т. е. одновременность их изменения.

В конструктивном отношении коллекторные двигатели переменного тока имеют существенное отличие от машин постоянного тока. Магнитопровод статора коллекторного двигателя, имеющий обычно

Рис. 36.1. Векторные диаграммы коллекторных двигателей:

о- параллельного возбуждения; б - последовательного возбуждения

а) 9 ~ 9


Рис. 36.2. Схема коллекторного двигателя последовательного возбуждения с компенсационной обмоткой

явнополюсную конструкцию, набирают из листовой стали для уменьшения потерь на вихревые токи. Поток реакции якоря создает э.д.с. самоиндукции, которая в сильной степени снижает коэффициент мощности. Для устранения действия реакции якоря на статоре коллекторного двигателя пом.ещают компенсационную обмотку, магнитный поток которой направлен встречно потоку реакции якоря. Компенсационная обмотка К (рис. 36.2) может быть соединена с якорем последовательно (с), может иметь с якорем трансформаторную связь (б) и может быть помещена на статоре одна обмотка ВК {в), являющаяся одновременно и обмоткой возбуждения и компенсационной.

Иногда применяют двигатели с трансформаторной связью статора и ротора (рис. 36.3), называемые индукционными или репульсионными коллекторными двигателями. Эти двигатели имеют неяв-нополюсной статор, набранный из листовой электротехнической



стили. Их применяютглавным образом в бытовых установках, предназначенных для непосредственного присоединения к сети.

Помимо обмоток возбуждения и компенсационной на статоре коллекторного двигателя имеется обмотка дополнительных полюсов, предназначенная для улучшения коммутации.

При малых мощностях коллек-

торные двигатели делают универсальными, т. е.. предназначеными для работы от сети переменного и постоянного тока.

Универсальные двигатели обычно, выполняются без компенсацион-



Рис. 36.3. Схема репульсионного коллекторного двигателя

Рис. 36.4. Схема уин-

версального коллекторного двигателя

ной обмотки (рис. 36.4). При работе от сети постоянного тока дви-. гатель подключается зажимами О и =, а при работе от сети переменного тока - зажимами О и оо . Таким образом, при работе на переменном токе число витков обмотки возбуждения значительно меньше, чем при работе на постоянном токе, так что коэффициент мощности оказывается сравнительно высоким, несмотря на отсутствие компенсационной обмотки.

§ 36.2. Векторная диаграмма однофазного коллекторного двигателя

Ток, протекающий в обмотке возбуждения, создает магнитный поток Фв, а ток в якоре - магнитный поток Фя- Эти магнитные потоки являются пульсирующими и сдвинуты в пространстве на jt/2. Э.д.с, индуктируемая в обмотке вращающегося якоря пульсирующим магнитным полем е, определяется полным изменением магнитного потока во времени:

dФdt=дФjдt{дФдx\dxdt)=дФдt-\-{дФдx)v или е=е,+е„,

где V - скорость перемещения проводников обмотки якоря в магнитном поле; et - трансформаторная э.д.с, индуктируемая в обмотке якоря переменным магнитным полем; - э.д.с. вращения.



индуктируемая в проводниках обмотки якоря при перемещении их в магнитном поле.

Таким образом, пульсирующие магнитные потоки Фя и Фв индуктируют в обмотке якоря трансформаторные э.д.с, действующие значения которых

где йбб=2/л; - обмоточный коэффициент при синусоидальном распределении магнитной индукции в воздущномзазоре; f -частота тока; ш-число последовательно соединенных витков в одной параллельной ветви обмотки якоря; Фтах в И Фтах я - аМПЛИТудЬ! магнитных потоков Фв и Фя.

Трансформаторные э.д.с. отстают по фазе на jt/2 от создающих их магнитных потоков. Э.д.с. вращения пропорцнональна магнитному потоку и при его изменении во времени изменяется в фазе с ним, так. что мгновенное значение э.д.с. вращения 6= =СрЛ/(60а)]пФ = [рЛ/(60а)]пФтах81пы. Так как Л/а=4Л/(2-2а) = = ш - число последовательно соединенных витков в одной параллельной ветви обмотки якоря, а рп/60-/в - частота вращения, не зависящая от частоты изменения магнитного потока, то максимальное значение э.д.с. вращения /шах =:4ш/вФтах- Таким обра-зом, в проводниках, обмотки вращающегося Якоря магнитными потоками Фв и Фя индуктируются э.д. с. вращетя, действующие значения которых £вв=2у2ш/вФтахв; £,,я=2У2ш/вФтахя. Полагая, что компенсационная обмотка полностью уничтожает поток реакции якоря Фя, получим Фя=0, следовательно, EtRO и Еуя-0.

Если щетки установлены на геометрической нейтрали, то трансформаторная э. д. с. от магнитного потока обмотки возбуждения на щетках равна нулю (ЁвО), так как в каждой параллельной ветви обмотки в половине проводников эта э.д. с. имеет одно направление, а в другой половине проводников - противоположное.

При неподвижном якоре (п=0),.э.д. с. вращения от потока обмотки возбуждения равна нулю (£,,8=0), и уравнение равновесия э. д. с. запищется в следующем виде:

C=-Es+jlx+ir,

где и - напряжение сети; Ев - э.д.с. обмотки возбуждения, индуктируемая магнитным потоком Фв; л:=л:в-Ьл:я-1-л:ком - индуктивное сопротивление двигателя, обусловленное потоками рассеяния и складывающееся из индуктивных сопротивлений обмотки возбуждения (Хв), якоря (хп) и компенсационной обмотки {Хком); г=Гв-\-+я-Ьком - активное сопротивление двигателя, равное сумме активных сопротивлений обмотки возбуждения (Гв), якоря (Гя) и компенсационной обмотки (Гком) .

На векторной диаграмме, показанной на рис. 36.5, а, вектор магнитного потока Фв изображен совпадающим с вектором тока /, э. д. С: Ев отстает от магнитного потока на jt/2. При неподвижном якоре угол ф между векторами U и I велик, так что со8ф мал. При . вращении якоря в нем создается э. д. с. вращения fv, направленная



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 [53] 54 55 56 57 58 59 60


0.0154