Электрические машины. Прохоров С.Г - 110 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КНИТУ-КАИ им. Туполева | Казань

Составители: 

Рубрика: 

110
При вращении якоря внешним двигателем ВД проводники ЯО пересекают
магнитный поток Ф возбуждения и в них индуктируется ЭДС е
а
. Направление
ЭДС определяется по правилу правой руки. В соответствии с определенным на-
правлением ЭДС на рис. 4.6 на проводниках ЯО ставим знак "+" или "
".
Если магнитная индукция по углу α окружности (статора) якоря распре-
делена синусоидально В(α) ~ sinα, то и ЭДС будет синусоидальной. Под сере-
динами полюсов магнитная индукция максимальна, отсюда максимальна и
ЭДС, на геометрической нейтрали ЭДС равна нулю, потому что проводники на-
ходятся в местах где В(α) = 0.
К нижней щетке,
находящейся на коллекторе, ЭДС будут подходить, зна-
чит, она приобретает полярность "+", а верхняя – "–". Между щетками возника-
ет ЭДС Е
а
. При повороте якоря полярность щеток не меняется, а направление
ЭДС в проводниках изменяется. Следовательно, коллекторно-щеточный узел
является механическим выпрямителем. Суть выпрямления состоит в том, что
коллекторные пластины к верхней щетке подводят проводники, расположенные
под полюсом N с уходящим направлением ЭДС, а к нижней – подводят провод-
ники, расположенные под полюсом
S с подходящим направлением ЭДС.
В целом на щетках ЭДС получается пульсирующей. Если на якоре распо-
лагался бы один виток с двумя активными сторонами и двумя коллекторными
пластинами, то получили бы две полуволны выпрямленной синусоиды. Но по-
скольку в якоре много витков и коллекторных пластин, то ЭДС на щетках будет
пульсировать
незначительно (рис. 4.7). В ГПТ пульсация ЭДС составляет менее
1%. Обычно имеют дело со средним значением ЭДС якоря Е
а
.
Подключим к щеткам на-
грузку R
н
. В якорной обмотке ток i
a
протекает в направлении ЭДС, а
через нагрузку ток потечет от "+" к
"–". Ток также будет пульсирую-
щим со средним значением I
a
.
По закону электромагнитных
сил на проводник с током, находя-
щимся в магнитном потоке, дейст-
вует электромагнитная сила F
эм
,
направление которой определяется
по правилу левой руки. Электромагнитная сила создает электромагнитный мо-
мент М
эм
. В ГПТ электромагнитный момент действует против вращения якоря,
т.е. является тормозным. Для того, чтобы сохранить величину напряжения U на
нагрузке, нужно скомпенсировать тормозной момент увеличением момента
внешнего двигателя. Если ВД – двигатель внутреннего сгорания, то нужно по-
дать большее количество топлива.
При расчетах имеют дело со средними значениями тока якоря
I
а
и ЭДС Е
а
.
Получим формулу для ЭДС генератора. В действительности магнитная индук-
ция в воздушном зазоре по окружности якоря распределена по закону близкому
к трапецеидальному (рис. 4.8).
0
E
E
a
π
2
π
α
Рис. 4.7. Пульсация ЭДС на щетках ГПТ 
       При вращении якоря внешним двигателем ВД проводники ЯО пересекают
магнитный поток Ф возбуждения и в них индуктируется ЭДС еа. Направление
ЭДС определяется по правилу правой руки. В соответствии с определенным на-
правлением ЭДС на рис. 4.6 на проводниках ЯО ставим знак "+" или " ".
       Если магнитная индукция по углу α окружности (статора) якоря распре-
делена синусоидально В(α) ~ sinα, то и ЭДС будет синусоидальной. Под сере-
динами полюсов магнитная индукция максимальна, отсюда максимальна и
ЭДС, на геометрической нейтрали ЭДС равна нулю, потому что проводники на-
ходятся в местах где В(α) = 0.
       К нижней щетке, находящейся на коллекторе, ЭДС будут подходить, зна-
чит, она приобретает полярность "+", а верхняя – "–". Между щетками возника-
ет ЭДС Еа. При повороте якоря полярность щеток не меняется, а направление
ЭДС в проводниках изменяется. Следовательно, коллекторно-щеточный узел
является механическим выпрямителем. Суть выпрямления состоит в том, что
коллекторные пластины к верхней щетке подводят проводники, расположенные
под полюсом N с уходящим направлением ЭДС, а к нижней – подводят провод-
ники, расположенные под полюсом S с подходящим направлением ЭДС.
       В целом на щетках ЭДС получается пульсирующей. Если на якоре распо-
лагался бы один виток с двумя активными сторонами и двумя коллекторными
пластинами, то получили бы две полуволны выпрямленной синусоиды. Но по-
скольку в якоре много витков и коллекторных пластин, то ЭДС на щетках будет
пульсировать незначительно (рис. 4.7). В ГПТ пульсация ЭДС составляет менее
1%. Обычно имеют дело со средним значением ЭДС якоря Еа.
     E                                           Подключим к щеткам на-
                                           грузку Rн. В якорной обмотке ток ia
                                           протекает в направлении ЭДС, а
                     Ea
                                           через нагрузку ток потечет от "+" к
                                           "–". Ток также будет пульсирую-
                                           щим со средним значением Ia.
                                                 По закону электромагнитных
   0               π             2π    α   сил на проводник с током, находя-
    Рис. 4.7. Пульсация ЭДС на щетках ГПТ  щимся в магнитном потоке, дейст-
                                           вует электромагнитная сила Fэм,
                                           направление которой определяется
по правилу левой руки. Электромагнитная сила создает электромагнитный мо-
мент Мэм. В ГПТ электромагнитный момент действует против вращения якоря,
т.е. является тормозным. Для того, чтобы сохранить величину напряжения U на
нагрузке, нужно скомпенсировать тормозной момент увеличением момента
внешнего двигателя. Если ВД – двигатель внутреннего сгорания, то нужно по-
дать большее количество топлива.
       При расчетах имеют дело со средними значениями тока якоря Iа и ЭДС Еа.
Получим формулу для ЭДС генератора. В действительности магнитная индук-
ция в воздушном зазоре по окружности якоря распределена по закону близкому
к трапецеидальному (рис. 4.8).

                                      110

Страницы