3.3.3. Эдс и момент якоря
ЭДС
якоря
,
где
– число витков в одной параллельной
ветви,
,
(
– число витков всей обмотки;
–число
параллельных ветвей); еi
– ЭДС витка,
.
Рис. 3.39. Распределение
индукции вдоль
окружности якоря
Пусть – полюсное деление, 2р – число полюсов, тогда поверхность якоря (рис. 3.39)
.
S
– площадь, которую пробегает проводник
обмотки якоря при его вращении,
.
Магнитный поток
.
ЭДС, снимаемая со щеток,
.
Конструктивная константа
.
Возникающая в якоре ЭДС
.
Используя закон Ампера, получим выражение для момента на валу (без вывода):
.
В двигателе Е направлена против тока, в генераторе Е и I совпадают по направлению.
3.3.4. Реакция якоря
Реакцией якоря называется влияние магнитного потока, создаваемого током якоря, на основной магнитный поток, создаваемый полюсами. Рассмотрим магнитное поле для трех случаев:
есть только основной магнитный поток (рис. 3.40, а);
есть только магнитный поток, создаваемый током якоря (рис. 3.40, б);
магнитное поле создается обоими магнитными потоками (рис. 3.40, в).
Реакция якоря искажает картину магнитного поля (смещается физическая нейтраль) и в целом уменьшает магнитный поток.
Физическая нейтраль – линия, проходящая через центр якоря перпендикулярно силовым магнитным линиям. Положение физической нейтрали зависит от величины тока якоря. Чем больше ток якоря, тем больше физическая нейтраль отклоняется от геометрической.
Iя = 0 Iя 0 Iя 0
Фя = 0 Фя 0 Фя 0
Фосн 0 Iвозб = 0 Iвозб 0
Фосн = 0 Фосн 0
а б в
Рис. 3.40. К вопросу о реакции якоря
3.3.5. Понятие коммутации
Под коммутацией понимают процесс перехода секции обмотки якоря при его вращении из одной параллельной ветви в другую и связанное с этим изменение направления тока в секции (рис. 3.41).
Рис. 3.41. К вопросу
о коммутации
Когда щётка замыкает
одновременно две пластины коллектора,
создаётся дополнительный ток
.
Этот ток при переходе щётки с одной
пластины на другую вызывает искрение.
Чем сильнее искрение, тем хуже коммутация,
тем быстрее выходит из строя
щеточно-коллекторный узел.
Дополнительный ток
,
где ес – ЭДС самоиндукции (из-за изменения направления тока в секции); евр – ЭДС вращения (из-за отклонения физической нейтрали от геометрической).
Для улучшения коммутации в машинах с Р>1 кВт делают дополнительные полюса, обмотка которых соединена последовательно с обмоткой якоря, а магнитный поток, создаваемый ими, направлен навстречу магнитному потоку якоря. Правильно подбирая число витков, можно скомпенсировать не только евр, но и ес. В машинах меньшей мощности для улучшения коммутации щетки смещают в сторону физической нейтрали.