Главная Движение носителей электрических зарядов



ление возрастает в большей мере, чем уменьшается сопротивление другой части полюса. В результате, например в генераторах, под набегающим краем полюса поле уменьшается больше, чем увеличится под сбегающим, и, следовательно, уменьшится результирующий магнитный поток, а также, согласно (14.3), уменьшится э. д. с.

Б двигателях при уменьшении результирующего магнетного потока уменьшается электромагнитный момент и, как будет показано далее, изменяется частота вращения. Реакция якоря в двигателях постоянного тока приводит к тем же результатам, что и в генераторах, с той лишь разницей, что физическая нейтраль в двигателях сдвигается против вращения (рис. 14.10, в).

Помимо уменьшения э. д. с. в результате реакции якоря в секциях обмотки якоря, расположенных на геометрической нейтрали и замыкаемых щетками накоротко, возникает э. д. с, являющаяся одной из причин искрения под щетками. Кроме того, между коллекторными пластинами, соединенными с секциями, находящимися в зоне усиленного магнитного поля главных полюсов, может возникнуть повышенное напряжение, которое может послужить причиной образования дуги между коллекторными пластинами. Возникновение искрения снижает надежность работы машин постоянного тока, так как возиикновение разрядов приводит к разрушению поверхности коллектора и щеток.

Для устранения искажения магнитного поля под полюсами в машинах средней и большой мощности применяют компенсационную обмотку. Эту обмотку укладывают в пазы, выштампованные в полюсных наконечниках, и включают последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы создаваемый компенсационной обмоткой магнитный поток был равен по значению и противоположен по направлению потоку якоря в зоне полюсов. Компенсационная обмотка усложняет и удорожает машину, поэтому ее применяют в специальных случаях. Иногда для компенсации реакции якоря используют увеличение м. д. с. главных полюсов путем добавления соответствующего количества витков в обмотку возбуждения.

Д;1я того чтобы исключить смещение физической нейтрали, в машинах постоянного тока мощностью свыше 0,3 кБт используют дополнительные полюсы, которые устанавливают на геометрической нейтрали. Эти полюсы создают магнитный поток, направленный навстречу потоку реакции якоря, компенсируя тем самым поле реакции якоря в относительно узкой зоне поверхности якоря, где находятся проводники замыкаемых щетками секций. Обмотки дополнительных полюсов соединяют через щетки последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы направление м. д. с. дополнительных полюсов было противоположно направлению м. д. с. реакции якоря. При наличии дополнительных полюсов щетки нужно устанавливать на коллекторе по линии геометрической нейтрали. Дополнительные полюсы служат также для улучшения коммутации.

В машинах небольшой мощности, не имеющих дополнительных полюсов, для умеш.шения искрения под щетками их смещают с геометрической нейтрали в направлении физической нейтрали (рис. 14.11): в генераторе - по направлению вращения (/), в двигателе - против вращения



(II). При смещении щеток распределение токов в проводниках обмотки якоря относительно оси главных полюсов оказывается несимметричным, вследствие чего появляются продольная м. д. с. Fa* создающая продольный поток Ф реакции якоря, и поперечная м. д. с. F, создающая поперечный поток Фа. Поперечный поток реакции якоря действует на результирующий магнитный поток машины Фрез так же, как при расположении щеток на геометрической нейтрали. Продольный поток реакции якоря может сильно увеличивать или уменьшать Фрез В зависимости от того, совпадает м. д. с. Fj с м. д. с. обмотки возбуждения F или направлена противоположно ей.

Направление м. д. с. fad зависит от того, в какую сторону сдвинуты щетки от геометрической нейтрали. Если щетки сдвинуты по направлению вращения в генераторе (в .двигателе - против направления вращения), то м. д. с, размагничивает машину. При сдвиге щеток против направления вращения в генераторе {в двигателе - по направлению вращения) м. д. с. подмагничивает машину. Однако второй вариант сдвигов недопустим, так как может возникнуть искрение под щетками.


Рис. 14.11

§ 14.6. Поиш11е о коммутации

Время, когда пластины коллектора, к которым присоединены концы секции, замкнуты щеткой накоротко, является периодом перехода секции из одной параллельной ветви обмотки в другую. При этом ток в секции изменяется от некоторого значения одного знака до некоторого значения другого знака. Такой процесс называется коммутацией,

В более лшроком смысле под коммутацией понимают совокупность явлений и процессов, происходят 0од щеткой н в заязыкаемой накоротко секции при переходе ее из одшой параллельной ветви обмотки якоря в другую.

Время, в течение которого щетка сойдет с одной коллекторной пластины и перейдет полностью на другую коллекторную пластину вращающегося якоря, называется периодом коммутации 7, а секция, замкнутая щеткой, назьшается коммутируемой.

Коммутация сильно влияет на надежность работы машины постоянного тока. При плохой коммутации появляется сильное искрение под щетками, продо.пжительное действие которого выводит машину из строя. Практически качество коммутации определяется интенсивностью искрообразования между щетками и коллектором. При хорошей коммутации работа машгшы происходит без искрения. Поэтому получение удовлетворительной коммутации является одаой из основных проблем при создании машин постоянного тока.



§ 14.7. Генераторы постоянного тока. Классификация генераторов

Генераторы постоянного тока классифицируют по способу питания обмотки возбуждения, так как свойства генераторов в основном обусловлены способом возбуждения. В зависимости от способа возбуждения различают генераторы с независимым возб}ждением и с самовозбуждением. У генератора с независимым возбуждением обмотка возбуждения питается от постороннего источника постоянного тока. В генераторах с самовозбуждением обмотки возбуждения питаются током от самих же генераторов.

Генераторы с самовозбуждением подразделяют на три типа: 1) с параллельным возбуждением (шунтовые), когда обмотка возбуждения подключена параллельно цепи обмотки якоря; 2) с последовательным возбуждением (сериесные), когда обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря; 3) со смешанным возбуждением (компаунд-ные), когда имеются две обмотки возбуждения, одна из которых подключена параллельно обмотке якоря, а другая - последовательно с ней.

Иногда генераторы малой мощности выполняют с постоянными магнитами. По свойствам эти генераторы близки к генераторам с независимым возбуждением.

Через обмотки независимого и параллельного возбуждения обычно проходит небольшой ток, составляющий в генераторах независимого возбуждения 1 - 3% от номинального значения тока якоря, а в генераторах с параллельным возбуждением - 1 - 5%. Эти обмотки выполняют, как правило, с большим числом витков из провода относительно небольшого сечения.

Через обмотку последовательного возбуждения проходит полностью ток якоря, поэтому ее выполняют с небольшим числом витков из провода большого сечения.

Генератор с независимым возбуждением. На рис. 14.12, а приведена схема генератора с независимым возбуждением. В этом генераторе ток

/в в обмотку возбуждения ОВ подается от

---1 постороннего источника, поэтому не зависит

- I от тока якоря равного в этих генераторах

току нагрузки /„ (рис. 14.12,6). Генераторы с независимым возбуждением применяются в тех случаях, когда необходимо в широких

-о- : J пределах регулировать ток возбуждения и

напряясение на зажимах машины U. Ток возбуждения зависит от значения сопротивления обмотки возбуждения и значения введенного в цепь обмотки возбуждения сопротивления регулировочного реостата Гр:

h = UJ{r + Грв), (14.6)

где [7в ~ напряжение, приложенное к цепи возбуждения. Напряжение на зажилтх генератора при работе будет меньше, чем его э. д. с.




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


0.0671