Электрические машины для неэлектротехнических специальностей. Голобородько Е.И. - 29 стр.

UptoLike

Составители: 

29
3. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
3.1. Элементы теории
3.1.1. Синхронный генератор
Принцип действия машин переменного тока связан с вращающимся
магнитным полем. Представим себе магнит, полюса которого находятся на
внутренней поверхности стального
кольца (Рис. 3.1). Внутрь этого
кольца поместим контур, нормаль
к плоскости которого составляет
угол α с осью симметрии магнита
.
Пусть магнитный поток Φ через
этот контур меняется по
косинусоидальному закону в
зависимости от угла α. Тогда при
вращении магнита с угловой
скоростью ω, как показано на
рисунке, угол α меняется по закону
Φ
+
=
ψ
ω
α
t
, а в контуре возникнет
ЭДС, значение которой по закону
электромагнитной индукции
определяется по формуле
)sin()sin()cos()(
emmm
tEt
dt
d
dt
d
tе
ψωψωωα
+=+Φ=Φ=
Φ
=
Φ
Здесь ψ
Ф
значение угла α в начальный момент времени, когда t=0, при
чем ψ
е
= ψ
Ф
и называется теперь начальной фазой ЭДС.
В контуре появилась электродвижущая сила, которая вызовет в ток, если
контур окажется проводящий и если контур в каком-то месте разорвать и
включить в место разрыва сопротивление-нагрузку. Поскольку контур
неподвижен, для присоединения такой нагрузки нет необходимости в
скользящих контактах, и контакт на завинчивающихся клеммах
или даже
сварной будет очень надежным.
Рассмотренная картина взаимодействия вращающегося магнита, а вместе с
ним и вращающегося магнитного поля с неподвижным контуром и положена в
Ось
кольцевого
магнита
Нор-
маль
α
N
S
ω
Рис. 3.1. Взаимодействие кольцевого
магнита и рамки