Работа машины постоянного тока

РАБОТА МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Работа машины постоянного токаНа рис. 8-7 показана схема включения машины постоянного тока. Пусть ток возбуждения Iв, подаваемый в обмотку возбуждения 1 от независимого источника энергии, направлен так, как показано на рис. 8-7, а переключатель 2 замкнут на нижние зажимы. Если якорь машины вращать при помощи первичного двигателя, (двигатель внутреннего сгорания и др.), то в обмотке якоря появится э. д. с. Е, под действием которой во внешней цепи r и обмотке якоря rя постоянный ток I, совпадающий по направлению с э. д. с.

Из формулы Ома

Рис. 8-7. Принцип работы машины постоянного тока.

I = Iя = E/(r+rя)

следует, что

Е =Ir + Irя=U + Irя

т. е. э. д. с. машины равна сумме напряжения на ее зажимах и падения напряжения в обмотке якоря.

На провода с током, находящиеся в магнитном поле, действуют электромагнитные силы F, направление которых определяется правилом левой руки (стрелки на рис. 8-7). Направление э. д. с. и тока якоря Iяопределено правилом правой руки. Силы противодействуют вращению якоря, т. е. создают на валу машины тормозной момент МтДля преодоления момента Мт первичный двигатель должен создавать встречный ему вращающий момент МвСледовательномашина превращает механическую энергию в электрическую и работает в режиме генератора. В этом режиме э. д. с. Е большенапряжения на величину падения напряжения в обмотке якоря Irя.

Теперь предположим, что переключатель на рис. 8-7 включен на верхние контакты, а якорь машины механически отсоединен от первичного двигателя. Тогда от внешнего источника энергии в обмотку якоря пойдет ток I = Iянаправление которого будет обратно тому, какое было в генераторе. Электромагнитные силы, созданные этим током и магнитным полем, будут иметь обратное направление и создадут вращающий момент МвЯкорь будет вращаться в прежнем направлении. Будет происходить процесс превращения электрической энергии в механическую — машина будет работать электродвигателем.

Пользуясь правилом правой руки, легко убедиться, что наведенная в проводах якоря э. д. с. направлена навстречу току Iя и, как известно, называется встречной э. д. с. или противо — э. д. с. Тогда согласно второму правилу Кирхгофа

— Е = Iяrя или Е = U — Iяrя,

а ток

Iя(— Е)/rя

При работе машины электродвигателем э. д. с. Е меньше напряжения на зажимах U на величину падения напряжения в обмотке я к о р я Iяrя.

Для изменения направления вращения электродвигателя достаточно изменить направление тока в обмотке якоря или в обмотке возбуждения, в чем легко убедиться, рассматривая рис. 8-7. При одновременном изменении направления тока в обеих обмотках направление вращения не изменяется.

Таким образом, одна и та же машина может работать и генератором и электродвигателем. Это положение впервые было доказано Э. Х. Ленцем.

 

Статья на тему Работа машины постоянного тока