3.3. Уравнительные соединения.

И з-за технологических допусков при изготовлении электрической машины, в параллельных ветвях обмотки якоря возникают различные ЭДС. Под действием этой разницы ЭДС возникают уравнительные токи, которые замыкаются через одноименные щетки машины. Эти токи перегружают отдельные щетки, что способствует повышенному искрению под ними. Для разгрузки щеток от уравнительных токов применяют уравнительные соеди-нения. Уравнительные соединения укладываются под лобовыми изгибами витков обмотки якоря и соединяют между собой те коллекторные пластины , которые на данный момент будут замыкаться одноименными щетками. ( исходя из рисунка .102- это 1к.пл. с10 к.пл.; 2-я с 11; 3-я с 12 и т.д.)

Примечание: при волновой обмотке уравнительные соединения не ставятся, так как её секции обмотки поочередно выполняют функцию уравнительных соединений.

3.4. Работа двигателя постоянного тока.

Принцип действия основан на использовании явления выталкивания проводника с током из магнитного поля. При подаче напряжения на обмотку возбуждения машины, она создаёт основной магнитный поток. Если подать напряжение на обмотку якоря, то витки с током якоря будут находиться в магнитном поле полюсов машины, и на проводники витков будут действовать выталкивающие силы, создавая вращающий момент.

Вращающие моменты витков направлен в одну сторону, поэтому складываются и образуют вращающий момент машины, который зависит:

• Мвр = С_м Ф Iя ,

где С_м – конструктивная постоянная машины

Ф – магнитный поток

Iя – ток якоря

Прим. Конструктивная постоянная зависит от конструкции конкретной машины, т.е. количества пар полюсов - p, числа параллельных ветвей, по которым проходит ток в обмотке якоря - 2а и числа проводников обмотки якоря N (С_м= p N/2аπ). С другой стороны конструктивная постоянная зависит от геометрии машины, учитывая, что Мвр=F*d (F-выталкивающая сила, d –диаметр якоря), F=B*I*L, а B=Ф/S, получается, что С_м = L d/ S.

Под действием вращающего момента якорь начинает вращаться, и на его вал будут действовать силы сопротивления (трение о щётки, сопротивление воздуха, сопротивление от рабочего механизма и т.д.), которые образуют момент сопротивления.

Возможны 3 режима работы двигателей:

1. Вращающий момент больше момента сопротивления и частота вращения увеличивается Мвр > Мс

2. Вращающий момент меньше момента сопротивления и частота вращения уменьшается Мвр < Мс

3. Вращающий момент равен моменту сопротивления и частота вращения постоянна

Мвр = Мс

При вращении якоря его витки пересекают магнитные силовые линии поля, и в них индуктируется ЭДС. Эта ЭДС в двигателе направлена против тока якоря, поэтому её называют противоЭДС (обозначается Е).

• Е = С_n Ф n,

где n – частота вращения

Прим. Конструктивная постоянная С_n (учитывая что ЭДС одиночного проводника E=B*V*L), зависит от радиуса якоря, его частоты вращения и длины всех проводников, т.е. числа витков или определяется по формуле С_n =p N/60а

В двигателях напряжение, приложенное к обмотке якоря всегда больше противоЭДС

U > E , т.е.

• U = Е + I Rя

Из третьей формулы можно определить, от чего зависит ток двигателя.

• I = U – E

Rя

Это есть закон Ома для двигателя постоянного тока.

Из второй и третьей формулы можно найти, от чего зависит частота вращения двигателя.

• n = U – I Rя

С_nФ

Это значит, что регулировать частоту вращения n, т.е.

скорость машины можно двумя способами:

1) увеличить напряжение набором позиций;

2) уменьшить магнитный поток (ослабление поля).