В.5.Елеістромагнітні співвідношення при енергоперетворенні

Розглянемо: це питання на прикладі найпростішої машини постійного струму (див. рис. В.З), котра як видно з попереднього, є частковим випадком електромагнітного перетворення енергії.

Генератор. Прийнято вважати, що щітка, через яку струм: іде від генератора є додатною(+), а до якої струм підходить з від'ємною(-).

Так. як. ЕРС, що наводиться в провіднику визначається виразом (В.1), то ЕРС у витку, що складається з двох провідників і буде

Відомо, що середню індукцію можна подати як магнітний потік, що проходить через одиницю площі, яку він пронизує;

Швидкість переміщенні провідника в магнітному полі при обертанні якоря діаметром з частотою дорівнює

де кутова швидкість

Підставивши (В.6) І (В.7) у (В.5) отримаємо

(В.8)

де -постійна.

З (В.8) випливає, що середня ЕРС у витку електричної машини пропорційна добутку частоті обертання і магнітного потоку і не залежить від форми кривої розподілу індукції в повітряному проміжку між витком і магнітом.

Якщо щітка генератора (див. рис. В.З) опір якірної обмотки якого підключити навантаження опором через яку проходить струм , то згідно закону Кірхгофа для контуру якір – навантаження, можна записати

(В.9)

Звідси напруга на щітках генератора

(В. 10)

Електромагнітний момент, діючий на якір найпростішого генератора з витком дорівнює

(В.11)

Підставивши у (В.11) значення сили з (В.4) і індукції з (В.6) після об'єднання: всіх постійних величин отримаємо

(В.12)

Вираз (В.12) дозволяє сформувати дуже важливий висновок: електромагнітний моменті електричної машини виникає в результаті взаємодії магнітного потоку полюсів і струму в якорі, які є двома сторонами одного особливого виду матерії - електромагнітного поля.

Згідно першого закону Ньютона, підведений до валу якоря генератора обертальний момент за виключенням частин, що витрачається на подоланні моменту опору, про який буде детально сказано нижче, урівноважується електромагнітним моментом:

(В.14)

Двигун. Щітка двигуна, до якої підходить струм, вважається додатною (+), а від котрої струм відходить від'ємною (-). Коли по якорю проходить струм, з'являється електромагнітний момент і якір двигуна починає обертатися, а в провідниках його обмотки наводиться ЕРС, напрям якої, згідно закону Ленца, повинен бути таким:, щоб перешкоджати тій дії, в результаті якої вона виникає. Отже, ЕРС в якорі двигуна називається також проти - ЕРС.

До якоря двигуна прикладається напруга і в ньому протікає струм тобто підведена потужність дорівнює .Частина цієї потужності витрачається на нагрів обмотки якоря. Внутрішня потужність, розвинута якорем, , отже, звідки

(В.14)

Тобто, напруга, що підводиться до якоря урівноважується проти -ЕРС і спадом напруги в його обмотці, що складає звичайно 5-10% напруги .

Якщо з розвинутого якорем: елеісгромагнпного моменту вирахувати частину, витрачену на подолання: моменту опору, то залишиться цей корисний механічний момент, якийдвигун має на валу:

(В.15)

Загальний вираз. З механіки відомо, що потужність є добуток моменту на кутову швидкість, тоді електромагнітна потужність

(В.16)

де

(В.17)

Підставивши (В. 12) і (В. 1.7) у (В. 16) отримаємо

(В.18)

Такий чином:, електромагнітна потужність дорівнює внутрішній потужності якоря, і. це відображає процес взаємозворотного перетворення електричної і механічної енергії в електричних машинах.

Дата добавления: 2014-12-25