РАБОТА МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

На рис. 8-7 показана схема включения машины постоянного тока. Пусть ток возбуждения I_в, 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 r_я постоянный ток I, совпадающий по направлению с э. д. с.

Из формулы Ома

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

I = I_я = E/(r+r_я)

следует, что

Е =Ir + Ir_я=U + Ir_я

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 I_яопределено правилом правой руки. Силы F противодействуют вращению якоря, т. е. создают на валу машины тормозной момент М_т. Для преодоления момента М_т первичный двигатель должен создавать встречный ему вращающий момент М_в. Следовательно, машина превращает механическую энергию в электрическую и работает в режиме генератора. В этом режиме э. д. с. Е большенапряжения U на величину падения напряжения в обмотке якоря Ir_я.

Теперь предположим, что переключатель 2 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 = I_я, направление которого будет обратно тому, какое было в генераторе. Электромагнитные силы, созданные этим током и магнитным полем, будут иметь обратное направление и создадут вращающий момент М_в. Якорь 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 I_я и, как известно, называется встречной э. д. с. или противо — э. д. с. Тогда согласно второму правилу Кирхгофа

U — Е = I_яr_я или Е = U — I_яr_я,

а ток

I_я= (U — Е)/r_я

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

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

• ← Предыдущая
• Следующая →
• Главная Электротехника