Работа машины в режиме двигателя

Для осуществления двигательного режима работы машины постоянного тока необходимо на ее щетки подать напряжение от какого-либо внешнего источника питания, например аккумуляторной батареи (рис.2). Под действием э.д.с. внешнего источника питания в цепи машины установится ток, разветвляющийся по параллельным ветвям якорной обмотки. В рассматриваемом примере ток в ка­ждом проводнике, расположенном на наружной поверхности якоря в зоне северного полюса, будет направлен от заднего тор­ца якоря к п ереднему, а в зоне южного полюса - от переднего торца к заднему. Направления тока показаны стрелками на соединительных проводниках обмотки. Поскольку на каждый проводник с током, находящийся в магнитном поле, всегда дей­ствует электромагнитная сила F, то под действием этих сил якорь двигателя придет во вращение и может совершать работу, например поднимать груз. Однако, как только якорь машины станет вращаться, в параллельных ветвях его обмотки наведётся э.д.с.

Правило правой руки убеждает нас, что в каждом активном проводнике обмотки ток и э.д.с. направлены навстречу друг другу, а суммарные э.д.с. каждой из параллельных ветвей дей­ствуют навстречу э. д. с. внешнего источника питания. Из этого следует вывод: машина постоянного тока, работающая в режиме электрического двигателя, создает противодействующую э. д. с. (противо - э.д.с.)

Величина противодействующей э.д.с. двигателя тем больше, чем выше скорость вращения его якоря. Противодействующая э д. с. оказывает влияние на величину тока в цепи якоря: с рос­том скорости вращения ток якоря уменьшается. При неподвиж­ном якоре ток в его обмотке имеет наибольшее значение, так как противодействующая э. д с отсутствует.

Свойство обратимости.

Электрическая машина постоянного тока может работать, следовательно, как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Машина, работающая в режиме генератора, воспринимает механическую энергию вращательного движения и преобразует ее в электрическую энергию постоянного тока. Машина, рабо­тающая в режиме двигателя, наоборот, воспринимает электриче­скую энергию и преобразует ее в механическую. В этом и за­ключается основное свойство электрической машины.

Во всякой электрической машине направление преобразова­ния энергии может быть изменено на обратное. Это свойство на­зывают обратимостью электрической машины.

Следует иметь в виду, что хотя обратимость является неотъемлемым свойством любой электрической машины, однако обычно их рассчитывают для длительной работы либо в качестве генератора, либо в качестве двигателя.

Способы соединения обмоток якоря и возбуждения

Ц епь обмотки возбуждения может получать питание от специального источника постоянного тока и не иметь электрического соединения с обмоткой якоря. Такие машины называют маши­нами, независимого возбуждения.

Рис. 1. Схема машины независимого возбуждения

Е - ЭДС машины,

U - напряжение на зажимах машины,

I_A,I_B,I_нагр - токи в целях якоря, возбуждения и нагрузки,

R_нагр — сопротивление нагрузки,

r_рв — сопротивление регулирующего реостата в цели возбуждения

Но обычно обмотка возбуждения имеет электри­ческое соединение с обмоткой якоря.

В зависимости от способа этого соединения различают три типа машин постоянного тока.

1. Машины параллельного возбуждения (шунтовые).

Оба зажима обмотки возбуждения непосредственно присоединены к щеткам, наложенным на коллектор. Полюсные катушки этих машин имеют много витков из тонкого про­вода.

2. Машины после­довательного возбуждения (сериесные).

Обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря. Полюсные катушки этих машин имеют мало витков из толстого провода.

3. Машины смешанного возбуждения (компаундные).

На каждом полюсном сердечнике этих машин имеется две, полюсные катушки по типу шунтовой и сериесной. Шунтовая об­мотка возбуждения компаундной машины соединяется парал­лельно якорной обмотке, а сериесная — последовательно.

Способ соединения обмотки возбуждения с обмоткой якоря оказывает сильное влияние на электрические свойства генерато­ров и механические свойства двигателей постоянного тока.

45