Электродвижущая сила обмотки якоря

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ОБМОТКИ ЯКОРЯ

Электродвижущая сила обмотки якоряПри вращении якоря генератора или двигателя в магнитном поле в его обмотке будет наводиться э. д. с.

Магнитная индукция в различных точках на окружности якоря имеет разные значения, следовательно, различны и э. д. с, наводимые в отдельных проводах обмотки якоря. Электродвижущая сила машины, равная сумме э. д. с, наводимых в проводах любой из параллельных ветвей обмотки якоря, может быть определена через среднее значение э. д. с. провода, умноженное на число проводов ветви.

Если магнитный поток одного полюса — Ф, то при числе полюсов машины 2р и поверхности якоря Sсреднее значение магнитной индукции на поверхности якоря

Вср = (Ф • 2р)/S = (Ф • 2р)/πdl

где — диаметр якоря, а l — его длина.

Среднее значение э. д. с. в каждом из проводов при

скорости вращения якоря п об/мин

Eср = Всрlυ((Ф • 2р)/πdl((πdn)/ 60) = Ф2р(n/60)

Обозначим число проводов обмотки якоря N, а число параллельных ветвей ее — 2a. Тогда в каждой параллельной ветви обмотки якоря будет N/a последовательно соединенных проводов. Электродвижущая сила, наведенная в каждое параллельной ветви обмотки якоря, а следовательно, н э. д. с. машины

E = Ecp = 2p(n/60)(N/2a)Ф = (p/a)(n/60)NФ

Обозначив постоянную для данной машины величину N(p/(a•60)) через сЕ , получим :

Е = сЕФп.

Таким образом, э. д. с. машины пропорциональна магнитному потоку и скорости вращения ее якоря.

Рис. 8-12. Поперечная реакция якоря. Рис. 8-13. Перераспределение магнитной индукции от реакция якоря.

МОМЕНТ НА ВАЛУ МАШИНЫ

Независимо от того, в каком режиме работает машина — генератором или электродвигателем, на каждый провод якоря действует электромагнитная сила

Fпр = BcplI = (Ф2р/πdl)lI

где Bcp — среднее значение магнитное индукции; и — диаметр и длина якоря; Ф2р — полный поток многополюсной машины;

I=Iя/2а — ток одной параллельной ветви, т. е. одного провода.

Полная сила, действующая на проводов якоря по касательной к окружности якоря.

Если машина работает генератором, момент будет тормозной (Мт); при работе ее электродвигателем момент будет вращающим (М в). Момент равен произведению тока якоря и потока машины.

МЕХАНИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрическая машина преобразует механическую энергию в электрическую или электрическую в механическую. При этом механическая мощность

Рм = Fυ

Так как = 2M/d, a υ = ω(d/2) то

Рм = (2M/d)ω(d/2) = Mω

Подставляя сюда выражение для момента, получаем:

Рм = EIя

Таким образом, развиваемая якорем машины механическая мощность равна ее электрической мощности, т.е. произведению электродвижущей силы и тока якоря. При работе машины генератором мощность EIя больше, чем мощность UIяотдаваемая потребителю, так как Е > U. Когда машина работает электродвигателем и, значит, Е < U, тогда мощность EIя меньше мощности UIя, подаваемой из сети. Эта разница мощностей численно равна мощности тепловых потерь I2rя в обмотке якоря.

РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ

Когда машина работает генератором вхолостую, т. е. при Iя = 0, магнитный поток возбуждения ФB, создаваем мый н. с. FBсуществует один и проходит от северного полюса к южному через якорь (рис. 8-12). В этом случае индукция Вδ в воздушном зазоре, в пределах полюсного наконечника, остается практически постоянной.

Если генератор нагружен, т. е. по обмотке якоря проходит ток, якорь сам становится электромагнитом п его и. с. Fя создает второй поток — поперечный поток

якоря Фя. Он замыкается через воздушный зазор машины и поперек ее полюсов, уменьшая индукцию в воздушном зазоре Вδ под одним краем полюса (левым у северного и правым у южного и увеличивая Вδпод другим краем (правым у северного и левым у южного) (рис. 8-13). По отношению направлению вращения якоря можно сказать, что набегающий край полюса размагничивается, а сбегающий — намагничивается.

Суммарный поток машины Ф смещен в направлении вращения якоря; в ту же сторону смещена нейтраль машины, называемая в данном случае физической нейтралью (рис. 8-13). В результате поток Ф при нагрузке несколько уменьшается, так как вследствие насыщения стати размагничивание на набегающем краю полюса оказывается большим, чем намагничивание на сбегающем. Влияние н. с. якоря на величину магнитного потока машины при нагрузке называется реакцией якоря.

В современных машинах постоянного тока, нормального исполнения уменьшение магнитного потока под влиянием реакции якоря незначительно.

Главная опасность этого явления, как будет показано ниже, заключается в том, что магнитная индукция в воз-душном зазоре под краем полюса может сильно возрастать.

Если машина работает электродвигателем, то при направления тока в якоре, указанном на рис. 8-12, якорь будет вращаться в обратную сторону. Следовательно, реакция якоря будет сдвигать поток Фи физическую нейтраль против хода якоря.

 

Статья на тему Электродвижущая сила обмотки якоря