3. Эдс в обмотке якоря, момент на валу

ЭДС обмотки якоря:

Е = С_Е ּ Ф ּ n, где С_Е = – электрическая постоянная

Е = ּ Ф ּ n, где

р – число пар полюсов;

N – число проводников всей обмотки якоря;

а – число пар параллельных ветвей;

Ф – магнитный поток, Вб, Ф = В ּS, В – магнитная индукция, Тл, S – площадь контура

n – частота (скорость) вращения якоря, об/мин

Е_Г = U – I_Я R_Я, где

U – напряжение в сети; В,

I_Я – ток в обмотке якоря; А,

R_Я – сопротивление обмотки якоря; Ом.

Электромагнитный момент:

М_ЭМ = С_МּФ ּI_Я, где С_М = – постоянная машины

М_ЭМ = ФּI_Я, Н.м

4. Реакция якоря. Принцип обратимости. Коммутация

Реакцией якоря называется изменение полюсов основного магнитного поля под действием намагничивающей силы обмотки якоря. Реакция якоря существенно ухудшает рабочие свойства машины постоянного тока. Могут создаться условия для возникновения искрения на коллекторе. Для устранения вредного влияния реакции якоря машины постоянного тока большой мощности (свыше 150 кВт) снабжает компенсационной обмоткой, которую укладывают в пазах на полюсных наконечниках, а включают последовательно с обмоткой якоря.

Обратимость машин – это когда одна и та же машина может работать и как генератор и как двигатель. Электрическая энергия, поступающая в обмотку якоря электрического двигателя частично преобразуется в тепловую (нагревается), а большая часть преобразуется в механическую энергию и передается рабочей машине, которую электродвигатель приводит в движение. Генератор и двигатель отличаются расчетными и конструктивными особенностями. Поэтому использование двигателя в качестве генератора или генератора в качестве двигателя приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик машин, в частности к снижению коэффициента полезного действия.

Коммутация – переключения секций обмотки якоря из одной ветви в другую посредством коллектора. Время, в течении которого происходит переключение одной секции, называется периодом коммутации.

5. Потери и кпд электродвигателей постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока различают в зависимости от схемы возбуждения.

Энергия, которую электродвигатель получает в рабочем режиме из сети, в основном поступает в цепь якоря и лишь небольшая часть ее направляется в цепь возбуждения.

Э

Рис. 10.2

то отражено на энергетической диаграмме постоянного тока (рис. 10.2), где

Р₁ = U  - электрическая мощность на входе двигателя, Р_в = _в² R_в = U _в – мощность цепи возбуждения, Р_я = Р₁ – Р_в – мощность цепи якоря.

Некоторую часть ее составляет мощность потерь в цепи якоря Р_я = ²_я R_я , а большая часть представляет электромагнитную мощность, которая выражает скорость преобразования электрической энергии в механическую:

Р_эм = Р_мх = E _я,

где Р_мх - механическая мощность.

Величина полезной механической мощности Р₂ на валу двигателя получается за вычетом из Р_мх мощности магнитных потерь Р_с в сердечнике якоря и мощности механических потерь Р_мх от трения в подшипниках, щеток о коллектор, вращающихся частей о воздух.

Отношение полезной механической мощности Р₂ к электрической мощности на зажимах Р₁ выражает коэффициент полезного действия: = .

Вращающий момент электродвигателя постоянного тока выражает формула, которая показывает, что величина направления момента зависит от величины и направления магнитного потока полюсов и тока в обмотке якоря М_эм = С_м Ф _я. Изменив направление одной из этих величин, можно изменить закон момента и, следовательно, изменить направление вращения ротора электродвигателя. М_эм = 9,55 Р_эм.

Частота вращения ротора: n = .

Пусть напряжение на зажимах электродвигателя и сопротивление цепи якоря неизменны, тогда ток в якоре зависит от величины противо-ЭДС, которая пропорциональна частоте вращения ротора:

_я = где E – противо-ЭДС.