Запитання для самоконтролю

1. У чому суть явища електромагнітної сили?

2. Сформулюйте закон електромагнітної сили.

3. Запишіть математично і розшифруйте закон електромагнітної сили.

6.9. Побудова та принцип дії електродвигуна

Побудова електродвигуна постійного струму аналогічна побудові генератора постійного струму. Властивість електричних машин працювати як генератором, так і електродвигуном називається оборотністю. Відмінністю електродвигуна від генератора постійного струму є призначення колектора і щіткового механізму. В електродвигуна – це зміна напряму струму в провідниках обмотки якоря (тобто збереження напряму обертання якоря електродвигуна).

Принцип дії електродвигуна наступний: індуктор (обмотка збудження, розташована на полюсах) створює основне магнітне поле. До обмотки якоря підводиться постійна напруга й у ній протікає електричний струм. При протіканні струму в обмотці якоря спостерігається явище електромагнітної сили. Сили, які діють на провідники обмотки якоря, створюють обертаючий момент і двигун приходить в обертання (його якір). При обертанні якоря електродвигуна обмотка якоря перетинає магнітне поле, тобто провідний контур (обмотка якоря) пронизується змінним магнітним полем. Тому в ній виникає явище електромагнітної індукції та в обмотці якоря наводиться е.р.с., протилежна напряму струму (противо-е.р.с.).

Запитання для самоконтролю

1. Яка електрична машина називається двигуном постійного струму?

2. Що розуміється під оборотністю електричної машини?

3. Складіть і опишіть конструктивну схему двигуна постійного струму.

4. Опишіть принцип дії двигуна постійного струму.

5. Яке призначення колектора та щіткового механізму?

6. Сформулюйте правило «лівої руки».

7. Що таке незалежне збудження двигуна постійного струму?

8. Що таке самозбудження двигуна постійного струму?

6.10. Фізичні явища і процеси в елементах конструкції двигуна

У кожному з елементів конструкції електродвигуна протікають такі ж фізичні явища та процеси, як і в генераторі, за винятком явища електромагнітної сили, яка діє на провідник зі струмом та замість гальмівної стає рушійною.

Запитання для самоконтролю

1. Перелічіть фізичні явища, які спостерігаються в колі збудження двигуна постійного струму.

2. Перелічіть фізичні явища, які спостерігаються в колі якоря двигуна постійного струму.

3. Перелічіть фізичні явища, які спостерігаються в магнітопроводі двигуна постійного струму.

4. Перелічіть фізичні явища, які спостерігаються в механічній системі двигуна постійного струму.

6.11. Енергетична діаграма двигуна

Енергетична діаграма електродвигуна аналогічна енергетичній діаграмі генератора, яка представлена в зворотному порядку (рис.6.7).

Обертаючий момент на валу двигуна (М) дорівнює моменту опору механічного навантаження (М_нав):

М = М_нав . (6.20)

Момент, який розвивається на валу електродвигуна, дорівнює:

М = kФI_я . (6.21)

Механічна потужність на валу електродвигуна дорівнює:

Р_мх = М , (6.22)

де  – кутова швидкість обертання вала електродвигуна, рад/с.

Електрична потужність, споживана електродвигуном з мережі, дорівнює:

Р_ел = Р_мх + Р_. (6.23)

Коефіцієнт корисної дії електродвигуна дорівнює:

. (6.24)