Главная Движение носителей электрических зарядов



проводниках, входящих в эту ветвь. Если в пазы якоря уложено N активных проводников то в одной параллельной ветви число последовательно соединенных активных проводников равно N/(2a), а э. д. с. машины

Е = £npiV/{2a),

(14.1)

где £пр = Bcpkva - среднее значение э. д. с. одного проводника; Вер -среднее значение магнитной индукции; 1 - активная длина проводника обмотки якоря; га - линейная скорость якоря; 2а - число параллельных ветвей.

Среднее значение магнитной индукции Вер есть отношение магнитного потока Ф одного полюса к пронизываемой им площади (рис. 14.9):

Вер = Ф/s = Ф/Ш = Ф2р/{пПМ

где т = nDJ{2p); р - число полюсов машины; - диаметр сердечника якоря.

Линейная скорость якоря связана с частотой его вращения к (об/мин) соотношением = nDn/60. Учитывая полученные выражения для Вер и Ua, находим срсднес значение э. д. с. проводника:

Е„р = Вер/;

Ф2р nDji

= кФ.

пВХ " 60 60 Подставив значение £пр из (14.2) в (14.1), получим

(14.2)

60 2а 60fl

Принимая во внимание, что pN/{60a) = const представляет собой некоторую конструктивную постоянную Cg для данной машины, можно окончательно записать выражение для определения э. д. с. машины:

Е = СпФ.

Из (14.3) следует, что э. д. с. машины пропорциональна частоте вращения якоря к и магнитному потоку Ф. Следовательно, э,£Д. с. якоря Е можно регулировать путем изменения магнитного потока, или изменения частоты вращения якоря. Формула (14.3) справедлива для определения э. д. с. как генераторов, так и двигателей. В генераторах э. д. с. якоря создает ток во внешней цепи, присоединенной к зажимам щеток, а в двигателях эта э. д. с. направлена против тока и поэтому является противоэлектро-двгокущей силой.

Ток якоря, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитный момент. При работе машины в режиме генератора электромагнитный момент, про-

(14.3)

постоянного тока прямо


Рис. 14.9



тиводействуя вращению якоря, создает тормозной момент, который преодолевает первичный двигатель. При работе машины в двигательном режиме электромагнитный момент является вращающим.

На каждый проводник обмотки якоря, по которому проходит ток

IJ(2a), действует электромагнитный момент Мер = Fp -~, где Fcp -

/я Ф

сила, действующая на проводник. Учитывая, что f ™ = Ва w~ = ~г

2а xL

. 7а Ф2р 7а

X 1-- = --- -, получаем, что момент одного проводника 2а JTi). О-

Ф2р h Да

~ TrDa 2а 2

2 па

Ф/а.

(14.4)

Электромагнитный момент М, действующий на якорь машины, образуется всеми N проводниками, поэтому

M = M.pN=

Ф/а = СмФ4

(14.5)

где См = pN/{2na) - коэффициент, зависящий от конструктивных параметров машины.

Из (14.5) следует, что электромагнитный момент машины постоянного тока прямо пропорционален току якоря 1 и магнитному потоку полюса машины Ф.

§ 14.5. Реакция якоря

При холостом ходе, т. е. когда по обмотке якоря не проходит ток, магнитный поток Ф в машине создается только м. д. с. F обмотки возбуждения. Этот магнитный поток распределяется симметрично относительно продольной оси машины (рис. 14.10, а) при условии, что она имеет симметричный воздушный зазор между якорем и сердечником главного полюса. Если машина работает под нагрузкой и по




обмотке якоря проходит ток, который создает м. д. с. якоря, то эта м. д. с. оказывает воздействие на магнитное поле полюсов, которое называют реакцией якоря. Реакция якоря обычно обусловливает размагничивание машины.

При исследовании реакции якоря будем пренебрегать насыщением магнитной цепи машины и считать, что м. д. с. обмотки возбуждения и м. д. с. обмотки якоря расходуются на преодоление магнитными потоками воздушного зазора. Благодаря этому вместо м. д. с. можно рассматривать магнитные потоки возбуждения и реакции якоря. Сущность реакции якоря удобно исследовать методом наложения, хотя этот метод неточен, так как реакция якоря происходит в нелинейной цепи (поле в ферромагнитных телах не является линейной функцией тока). При холостом ходе, когда реакция якоря в машине отсутствует, магнитное поле главных полюсов можно представить таким образом, как это показано на рис. 14.10, а для двухполюсной машины, причем при холостом ходе геометрическая нейтраль О-О, т. е. линия, перпендикулярная оси полюсов, является и физической нейтралью (линия, проходящая через точки окружности якоря, в которых магнитная индукция равна нулю). На рис. 14.10, б, в щетки установлены на геометрической нейтрали и условно показаны опирающимися на якорь (хотя в действительности их устанавливают на коллекторе). На рис. 14.10,6 показано поле якоря, когда ток возбуждения в обмотке полюсов равен нулю, а через обмотку якоря проходит ток, имеющий то же направление, что и при нормальной работе машины. Образовавшееся в этом случае магнитное поле якоря направлено по поперечной оси машины, т. е. вдоль геометрической нейтрали. Таким образом, магнитный поток Фа, этого поля, созданный м. д. с. якоря fa в двухполюсной машине при установке щеток на геометрической нейтрали направлен по поперечной оси машины, вследствие чего его называют поперечным.

Если наложить друг на друга поле главных полюсов Ф (рис. 14.10, а) и поле якоря Фад (рис. 14.10, 6), то получим результирующее поле, показанное на рис. 14.10, в, откуда видно, что в результате реакции якоря симметричное распределение магнитного поля машины относительно оси главных полюсов искажается и результирующее поле ввиду этого смещается к одному из краев полюсов. Магнитный поток машины смещается в генфаторном режиме по направлению ее вращения, в двигательном режиме - против направления вращения. В результате реакции якоря физическая нейтраль О-О тоже смещается по отношению геометрической нейтрали О-О на некоторый угол р, причем в генераторах физическая нейтраль смещается по направлению вращения якоря, а в двигателях - против направления вращения.

Влияние попфечной реакции якоря на результирующий магнитный поток зависит от степени насыщения магнитной цепи и от тока якоря. Если бы магнитная цепь машины обладала линейными свойствами, т. е. в процессе работы машина находилась бы в ненасыщенном состоянии, то ослабление поля под одним краем полюса было бы равно усилению поля под другим краем полюса и результирующий"магнитный поток не изменялся бы. Практически же из-за насыщения той части полюса, которая должна пропускать больший магнитный поток, ее магнитное сопротив-



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


0.0153