Главная Движение носителей электрических зарядов





Рис 14.4

Рис. 14.5

при р = I период Тсоответствует одному обороту якоря, при р = 2 - повороту якоря на /г оборота и т. д.

Для увеличения э. д. с. генератора целесообразно отдельные проводники якоря соединять таким образом, чтобы их э. д. с. складывались. Для этого необходимо соединить последовательно конец проводника, расположенного в зоне одного полюса, с концом проводника, расположенного в зоне полюса противоположной полярности. На рис. 14.5 условно изображена двухполюсная машина постоянного тока, э. д. с. якоря которой равна э. д. с. любой из параллельных ветвей. Обмотка якоря состоит из отдельных секций, каждая из которых состоит из одного или нескольких витков. Концы секции присоединяют к каждой паре соседних коллекторных пластин, стороны же каждой секции располагают под полюсами различной полярности на расстоянии, примерно равном полюсному делению т (дуга окружности якоря между осями соседних полюсов). Лишь при этом условии наводимые в проводниках э. д. с. будут складываться. Все секции между собой соединяют через коллекторные пластины.

Для получения во внешней цепи тока одного направления электрическую машину снабжают коллектором и прижимающимися к его поверхности неподвижными щетками. С помощью этих щеток, имеющих постоянную полярность, внешняя цепь присоединяется к обмотке якоря и в нее подается ток одного направления - постоянный ток. Если к щеткам подключить сопротивление нагрузки то через него будет проходить постоянный ток /, направление которого определяется направлением э. д. с. Е, причем этот ток, проходя через обмотку якоря, разветвляется и проходит по двум параллельным ветвям (ток /(,/2). Для того чтобы полностью использовать э. д. с. обмотки якоря, щетки необходимо размещать на геометрической нейтрали, так как при таком положении щеток э. д. с. параллельной ветви будет наибольшей. В отсутствие внешней нагрузки к щеткам в этом случае будет приложено практически постоянное напряжение U, равное Е. Напряжение и имеет и переменную составляющую, обусловленную изменением положения проводников в пространстве. Если щетки сместить с геометрической нейтрали, то э. д. с. в параллельной ветви умень-



шится, так как в одной и той же параллельной ветви окажутся проводники с противоположным направлением э. д. с. В предельном случае, когда вдетки расположатся по оси полюсов, э. д. с. якоря будет равна нулю, так как в этом случае в каждой параллельной ветви будет столько проводников с противоположным направлением э. д. с, что их сумма окажется равной нулю.

Благодаря наличию щеток напряжение на зажимах машины постоянно, несмотря на то что в каждом проводнике обмотки якоря индуцируется переменная э. д. с. Действительно, если одна щетка соединена с проводниками, расположенными под северным полюсом, а другая - с проводниками, расположенными под южным полюсом, то напряжение на щетках будет всегда неизменным по направлению.

Обмотку якоря выполняют замкнутой и симметричной. Если обмотка якоря отключена от внешней нагрузки, то ток по ней не проходит, так как э. д. с, индуцируемые в различных частях обмотки, взаимно компенсируются.

Если в генераторном режиме работы машины коллектор вместе со скользящими по его поверхности щетками необходимы для выпрямления переменной э. д. с. обмотки якоря, то в двигательном режиме коллектор со щетками позволяют обеспечить непрерывность вращения машины, так как на проводники якоря действует электромагнитная сила одного и того же направления. В самом деле, если проводник обмотки якоря переходит из области действия одного полюса в область действия другого полюса, то одновременно коллектор со щетками осуществляют изменение тока в проводнике, в результате чего направление вращающего момента остается неизменным.

§ 14.3. Обмотки якорей машин постоянного тока

Современные электрические машины имеют барабанный якорь с обмоткой, проводники которой укладываются в пазы, имеющиеся на его внешней поверхности. Обычно проводники обмотки укладывают в два слоя и проводники, расположенные в пазах, называют активными. Два активных проводника, соединенные между собой, образуют виток. Обмотка якоря состоит из отдельных секций, состоящих из одного или нескольких последовательно соединенных витков. Начало и конец секции присоединяют к коллекторным пластинам, поэтому секцией можно также называть часть обмотки якоря, заключенную между двумя коллекторными пластинами {рис. 14.6, а, б). Часть сек-






Рис. 14.7

Рис. 14.8

ции, уложенная в паз и при вращении якоря пересекаемая линиями магнитного поля, называется активной стороной секции. Секции имеют две активные стороны, расположенные под полюсами различной полярности. Такое расположение активных сторон секции необходимо для того, чтобы э. д. с, индуцированные в сторонах каждого витка, складывались. Части витков секций, выступающие за пределы пазов, не участвующие в наведении э. д. с. и предназначенные для соединения между собой активных сторон секций, называются лобовыми частями обмотки. Все секции обмотки, как правило, имеют одинаковое число витков.

Итак, на каждую секцию приходится одна коллекторная пластина, т. е. число секций s всегда равно числу коллекторных пластин к.

Якорные обмотки машин постоянного тока подразделяют на два ОСНОБ1Ш1Х типа: петлевые (параллельные) (рис. 14.7) и волновые (последовательные) (рис. 14.8). Б машинах значительной мощности применяют и более сложные «лягушачьи» обмотки, представляющие собой сочетание элементов петлевой и волновой обмоток. Ширину, или шаг, секции у1, называемую также основным или первым частичным шагом обмотки, выбирают равной полюсному делению т или близкой к нему. При У1 = т шаг называют диаметральным, при yi < т - укороченным, при У1 > т - удлиненным. На рис. 14.7 и 14.8 уг - второй частичный шаг обмотки, у1 - результирующий шаг обмотки, у» - шаг по коллектору.

§ 14.4. Электродвижущая сила и электромагнитный момент машины постоянного тока

Под э. д. с. Е машины понимают э. д. с. одной параллельной ветви якорной обмотки, так как независимо от числа параллельных ветвей все они параллельно подсоединены к общим зажимам машины через щетки и кол.тектор. Э. д. с. одной параллельной ветви Е слагается из э. д. с, наводимых во всех последовательно соединенных активных



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 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 [86] 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0386