11.5. Рабочий режим машин постоянного тока

11. 5. Рабочий режим машин постоянного тока

Чем больше магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, чем больше скорость вращения якоря и чем больше проводов в обмотке якоря включено последователь­но, тем выше будет напряжение на зажимах генератора.

Меняя ток возбуждения и скорость вращения машины, мы можем тем самым регулировать ее напряжение. Если машина не нагружена, т. е. если в обмотке якоря нет тока, мощность, затрачиваемая на ее вращение, определяется почти исключительно теми незначительными, но неизбежны­ми потерями мощности, которые вызываются трением. Присоединим к щеткам машины какую-либо нагрузку, – в обмотке якоря возникает ток, который будет взаимодей­ствовать с магнитным полем полюсов, препятствуя враще­нию якоря. Чем больше будет ток, тем большее усилие нужно прилагать для того, чтобы поддерживать вращение машины, иначе говоря, тем большую механическую мощ­ность нужно затрачивать. Это и понятно: чем больше ток, тем больше мощность, отдаваемая машиной во внешнюю цепь (при неизменном напряжении).

Отноше­ние ЭДС якоря к его скорости есть величина постоянная, т. е. E/Q = const,

где Е – ЭДС якоря и Q – угловая скорость якоря.

 Для оценки механической мощности, развиваемой электриче­ской машиной, удобнее всего исходить из величины момен­та силы. Напомним, что моментом силы называется произ­ведение силы на плечо. Плечом в данном случае является радиус якоря; так как радиус якоря является постоянной величиной, то момент пропорционален той силе, с которой магнитное поле машины действует на протекающие по яко­рю токи.

Нас интересует не момент, а то, как он будет изменять­ся в зависимости от магнитного потока машины и нагрузоч­ного тока. Увеличив или уменьшив магнитный поток, мы увеличим или уменьшим, и притом во столько же раз, маг­нитную индукцию. Соответственно изменится и развивае­мый машиной момент. Обозначив его через М, мы можем записать М₁Ф₁ = const.

 Отметим, что в нагруженной машине картина усложнится, так как ток якоря созда­ет свое собственное магнитное поле, которое складывается с магнитным полем тока воз­буждения. На рис. 11. 11 на­правление магнитного поля якоря показано стрелка­ми.

Рис. 11. 11. Расположение магнитных полей машины постоянного тока

 

Ре­зультатом искажения по­ля является смещение ней­тральной линии. Неприятным следствием этого является то, что коллекторные пластины будут находиться под щетками в тот момент, когда ЭДС соответствующих витков не будет рав­на нулю, а это затрудняет операцию выпрямления тока. Это явление мы назовем реакцией якоря, для борьбы с ним применяют один из двух следующих способов: устанавливают дополнительные полюса или смещают щетки, выбирая их место так, чтобы переключения проис­ходили при отсутствии ЭДС в витках, концы которых пере­соединяются в данный момент времени.

 

11. 6. Способы возбуждения генераторов постоянного тока

Возбуждением генератора называется создание главного магнитного потока, благодаря которому во вращающемся якоре создается ЭДС. Важнейшим от­личительным признаком машин постоянного тока является способ возбуждения главного магнитного поля. Практически во всех современных машинах главное магнитное поле возбуждается электромагнит­ным путем, для чего по обмотке возбуждения, разме­щенной на сердечниках полюсов машины, пропуска­ется ток. Все рабочие характеристики машины по­стоянного тока при работе как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, зависят от способа включе­ния цепи возбуждения по отношению к цепи якоря. Соединение этих цепей может быть параллельным, последовательным, смешанным и, наконец, цепи эти могут быть независимы друг от друга. При любом способе включения мощность, потребляемая цепью возбуждения невелика, и составляет несколько про­центов от номинальной мощности машины.

11. 7. Генератор с независимым возбуждением

Обмотка возбуждения ОВ такого генератора под­ключена к постороннему источнику тока через регу­лировочный реостат Рис. 11. 12. При увеличении тока нагрузки напряжение на зажимах этого генератора несколько уменьшается из-за падения напряжения на обмотке якоря и в ре­зультате действия реакции якоря, которая уменьша­ет магнитный поток машины. Для поддержания по­стоянного напряжения на зажимах генератора из­меняют ток возбуждения с помощью регулировочно­го реостата.

Рис. 11. 12. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением: Я – якорь генератора;

R – регулировочный реостат; ОВ – обмотка возбуждения.

 

Внешняя характеристика этого генератора (зави­симость напряжения на зажимах от тока нагрузки) показана на рис. 11. 13 (кривая 1).

Рис. 11. 13

 

⇐ Предыдущая33343536373839404142Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: