Вопросы для самоконтроля

1. В чём суть явления электромагнитной силы?

2. Сформулируйте закон электромагнитной силы.

3. Запишите математически и расшифруйте закон электромагнитной силы.

6.9. Устройство и принцип действия электродвигателя

Устройство электродвигателя постоянного тока аналогично устройству генератора постоянного тока. Свойство электрических машин работать как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя называется обратимостью. Отличием электродвигателя от генератора постоянного тока является назначение коллектора и щёточного механизма. У электродвигателя – это изменение направления тока в проводниках обмотки якоря (то есть сохранение направления вращения якоря электродвигателя).

Принцип действия электродвигателя следующий: индуктор (обмотка возбуждения, расположенная на полюсах) создаёт основное магнитное поле. К обмотке якоря подводится постоянное напряжение и в ней протекает электрический ток. При протекании тока в обмотке якоря наблюдается явление электромагнитной силы. Силы, действующие на проводники обмотки якоря, создают вращающий момент и двигатель приходит во вращение (его якорь). При вращении якоря электродвигателя обмотка якоря пересекает магнитное поле, то есть проводящий контур (обмотка якоря) пронизывается переменным магнитным полем. Поэтому в ней возникает явление электромагнитной индукции и в обмотке якоря индуктируется э.д.с., противоположная направлению тока (противо-э.д.с.).

Вопросы для самоконтроля

1. Какая электрическая машина называется двигателем постоянного тока?

2. Что понимается под обратимостью электрической машины?

3. Составьте и опишите конструктивную схему двигателя постоянного тока.

4. Опишите принцип действия двигателя постоянного тока.

5. Каково назначение коллектора и щёточного механизма?

6. Сформулируйте правило «левой руки».

7. Что такое независимое возбуждение двигателя постоянного тока?

8. Что такое самовозбуждение двигателя постоянного тока?

6.10. Физические явления и процессы в элементах конструкции двигателя

В каждом из элементов конструкции электродвигателя протекают такие же физические явления и процессы, как и в генераторе, за исключением явления электромагнитной силы, действующей на проводник с током, которая вместо тормозной становится движущей.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите физические явления и процессы, которые наблюдаются в цепи возбуждения двигателя постоянного тока.

2. Перечислите физические явления и процессы, которые наблюдаются в цепи якоря двигателя постоянного тока.

3. Перечислите физические явления и процессы, которые наблюдаются в магнитопроводе двигателя постоянного тока.

4. Перечислите физические явления и процессы, которые наблюдаются в механической системе двигателя постоянного тока.

6.11. Энергетическая диаграмма двигателя

Энергетическая диаграмма электродвигателя аналогична энергетической диаграмме генератора, представленной в обратном порядке (рис.6.7).

Вращающий момент на валу двигателя (М) равен моменту сопротивления механической нагрузки (М_сопр):

М = М_сопр . (6.20)

Момент, развиваемый на валу электродвигателя, равен:

М = kФI_я . (6.21)

Механическая мощность на валу электродвигателя равна:

Р_мх = М , (6.22)

где  – угловая скорость вращения вала электродвигателя, рад/с.

Электрическая мощность, потребляемая электродвигателем из сети, равна:

Р_эл = Р_мх + Р_. (6.23)

Коэффициент полезного действия электродвигателя равен:

. (6.24)