Работа машины в режиме двигателя

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Работа машины в режиме генератора

Машина постоянного тока может работать в двух режимах - генераторном и двигательном. Если машину привести во вращение каким-либо двигателем, а к щеткам присоединить нагрузку, то машина будет работать в режиме генератора (рис.1). Под действием э.д.с. параллельных ветвей якорной обмотки в цепи нагрузки установится постоянный ток, равный сумме токов па­раллельных ветвей. В этом случае в каждом проводнике обмот­ки якоря э.д.с. и ток имеют одинаковое направление.

Появление тока в проводниках обмотки, вращающейся в не­подвижном магнитном поле, сопровождается возникновением электромагнитных сил Р, направление которых определяется правилом левой руки. Нетрудно убедиться, что все электромаг­нитные силы действуют на якорь машины в направлении, проти­воположном его вращению. Из этого можно заключить, что ма­шина постоянного тока, работающая в режиме генератора, соз­дает противодействующий момент.

Для поддержания тока в цепи двигатель должен непре­рывно преодолевать противодействующий момент генератора.

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 переднему, 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.

Дата добавления: 2014-11-18