Содержание
Предыдущий § Следующий

5.8. Электродвижущая сила обмотки якоря и электромагнитный момент

В симметричной обмотке якоря все параллельные ветви имеют одинаковую ЭДС, следовательно, в якоре и в параллельной ветви ЭДС тождественны.

Для получения ЭДС параллельной ветви нужно просуммировать ЭДС всех N/2a проводников, входящих в параллельную

где C_e=pN/(60a)—коэффициент, определяемый конструктивными параметрами машины и не зависящий от режима ее работы. Формула (5.24) дает среднее значение ЭДС. В действительности ЭДС пульсирует между двумя предельными значениями — Е_тах и E_min, так как при вращении якоря часть витков, замыкаясь щетками накоротко, выключается из параллельных ветвей. Это число короткозамкнутых пластин изменяется на единицу, в связи с чем число секций в параллельной ветви изменяется также на единицу. Приближенно пульсации можно оценить, если предположить, что магнитный поток на поверхности якоря распределен синусоидально. При таком допущении ЭДС каждой секции

e_CA.=e_c0cosa,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  (5.25)

где е_со — максимальная ЭДС секции, индуцируемая, когда ее стороны находятся под серединами соседних полюсов; а=пх/х — угол между секцией и осью главного полюса; х — смещение между ними.

Электродвижущую силу секций якоря можно представить в виде звезды (рис. 5.20, а), где ЭДС каждой секции изображена вектором, направленным под углом а к оси ординат. Значение ЭДС равно проекции вектора на эту ось.

Электродвижущую силу параллельной ветви можно получить, складывая геометрически векторы ЭДС секций. Если складывать ЭДС секций для пары параллельных ветвей, то получится правиль-

ный многоугольник (рис. 5.20, б), а ЭДС параллельной ветви находится проектированием всех его сторон на ось ординат.

Так как при вращении якоря происходит и вращение многоугольника ЭДС относительно его центра, то изменяется его проекция, т. е. ЭДС Е_а, с периодичностью поворота на одну коллекторную пластину.

Пульсации ЭДС зависят только от числа секций в параллельной ветви. Значения АЕ=0,5(Е_тах—Emm) в зависимости от числа секций 5 приведены ниже.

Рис. 5.20. Звезда ЭДС секций (а) и многоугольник ЭДС пары параллельных ветвей (б)

Рис. 5.21. Направление ЭДС и тока в витке обмотки в генераторном режиме

Конечно, эти данные не абсолютно точны, но дают наглядное представление о влиянии числа секций в параллельной ветви на ЭДС.

Кроме пульсаций с частотой, соответствующей повороту на одну коллекторную пластину, ЭДС якоря содержит также пульсации, частота которых соответствует повороту на одно зубцовое деление, зависящие от изменения положения зубцов якоря относительно полюса; а их амплитуда, как правило, в 2...3 раза больше амплитуды коллекторных пульсаций. Она уменьшается с увеличением числа зубцов, приходящихся на пару параллельных ветвей Z/a.

Под нагрузкой, когда замкнута внешняя цепь, через обмотку якоря проходит ток. В генераторном режиме ток совпадает по направлению с ЭДС (рис. 5.21). На проводники с током, находящиеся в магнитном поле, действует электромагнитное усилие

направление которого определяется по правилу левой руки.

Усилия, приложенные ко всем проводникам обмотки, образуют электромагнитный момент

M=0,5D_aF_pe3,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          (5.27)

где C_M==pN/2na — коэффициент, определяемый параметрами машины и не зависящий от режима ее работы.

В генераторном режиме электромагнитный момент является тормозящим, в двигательном — вращающим.

Содержание
Предыдущий § Следующий