Вопрос 15.

Регулировочный реостат r_р.в позволяет изменять ток возбуждения двигателя I_в и тем самым его магнитный поток. Согласно выражению ω=f(Ф) при этом будет изменяться и скорость вращения двигателя. В цепь обмотки возбуждения никаких выключателей и предохранителей не устанавливают, т.к. при разрыве этой цепи и небольшой нагрузке на валу скорость двигателя резко возрастает (он идет в "разнос"). При этом сильно увеличивается ток якоря и возникает круговой огонь на коллекторе машины.

Вопрос 16.

Обратимость электрической машины. Машина постоянного тока с независимым или параллельным возбуждением, подключенная к сети с постоянным напряжением, может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме и переходить из одного режима работы в другой.

Для контура «обмотка якоря — сеть», согласно второму закону Кирхгофа,

(8.79)

E - U = I_а ΣR_а ,

откуда

(8.80)

Iа = (E - U)/ΣRа .

Если Е > U, то ток I_а совпадает по направлению с ЭДС Е, и машина работает в генераторном режиме (рис. 8.58, а). При этом электромагнитный момент М противоположен направлению вращения п, т. е. является тормозным. Уравнение (8.79) для генераторного режима имеет вид

(8.81)

U = E - I_а ΣR_а .

Если Е < U, то ток I_а в уравнении (8.79) изменяет знак и направлен против ЭДС Е. В соответствии с этим изменяет знак и электромагнитный момент М, т. е. он действует по направлению вращения n. При этом машина работает в двигательном режиме (рис. 8.58,б) и уравнение (8.79) принимает вид

Рис. 8.58. Схемы работы машины постоянного тока в генераторном и двигательном режимах

(8.82)

U = E + Iа ΣRа,

если за положительное направление тока I_а для двигательного режима принять его направление, встречное с ЭДС Е.

Таким образом, генераторы с независимым и параллельным возбуждением, подключенные к сети с напряжением U, автоматически переходят в двигательный режим, если их ЭДС Е меньше напряжения сети U. Эти двигатели автоматически переходят в генераторный режим, когда их ЭДС Е больше U. (8.83) (8.84)

При работе машины постоянного тока в двигательном режиме ЭДС Е и вращающий момент М определяются теми же формулами, что и в генераторном режиме:

(8.83)

Е = сеФп;

(8.84)

М = сМФIа ,

но момент имеет противоположное направление. Из (8.83) и (8.82) можно получить формулу для определения частоты вращения

(8.85)

п = Е/(се Ф) = (U - Iа ΣRа )/(се Ф).

Вопрос 17.

Как было показано ранее, ЭДС проводника обмотки якоря определяется по формуле е_пр = Blv.

При вращении якоря ЭДС е_пр изменяется в соответствии с графиком, приведенным на рис. 9.2,б. Среднее значение ЭДС проводника е_пр,ср при его перемещении в пределах полюсного деления можно определить через среднее значение магнитной индукции (см. рис. 9,2 б):  е_пр,ср = B_cplv.

Если обмотка якоря имеет N проводников и 2а параллельных ветвей, то число последовательно соединенных проводников в каждой параллельной ветви будет N/2a. Тогда среднее значение ЭДС машины

(9,4)

Е = Bcplv	N	.
	2а

Среднее значение магнитной индукции

(9,5)

Bcp =	Ф	.
	πDяl/2p

где Ф — магнитный поток одного полюса, Вб; D_я — диаметр якоря, м; 2р — число полюсов машины.

Величина πD_яl/2p в (9.5) представляет собой поверхность сердечника якоря, приходящуюся на один полюс.Линейную скорость проводников v можно определить по формуле

(9,6)

v =	πDяn	.
	60

где n— частота вращения якоря, об/мин.

После замены в (9.4) магнитной индукции В_ср и скорости v согласно (9.5) и (9.6) получим

(9.7)

Е =	p		N		Фn = kеФn,
	а		60
где  kе =				p			N	- коэффициент  ЭДС,  зависящий  от  конструк тивных особенностей машины.
				а			60

Как   видно,   ЭДС  прямо   пропорциональна   произведению магнитного  потока  на  частоту  вращения.   По   формуле   (9.7) можно определять как ЭДС генераторов, так и ЭДС двигателей.