Электродвижущая сила обмотки якоря

Электродвижущая сила и электромагнитный момент машин постоянного тока.

Рис. 8.7. Принцип действия машины постоянного тока.

Для всех машин постоянного тока основными являются уравнения ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря, и электромагнитного момента взаимодействия токов якоря и основного магнитного поля ма­шины.

Она наводится в обмотке якоря основным магнитным потоком. Для её получения обратимся к рисунку 8.7 б, где: B – максимальное значение индукции, τ – полюсное деление, или линейный размер между полюсами:(где D_я – внешний диаметр якоря, а 2p – число пар витков). При выводе формулы ЭДС бу-дем исходить из прямоугольного распределения индукции B в зазоре(рис. 8.7 б). Исходя из этого и учитывая тот факт, что ЭДС обмотки определяется суммой ЭДС секций, входящих в одну параллельную ветвь с числом пазовых проводников N/(2a), запишем

(8.1)

Обмотка якоря состоит из N активных проводников. Щётки делят эту обмотку на 2a параллельных ветвей. Таким образом, в пределах каждой параллельной ветви последовательно соединяются N/2a активных проводников. ЭДС якоря – это ЭДС одной параллельной ветви обмотки, которая равна сумме ЭДС, индуцируемых в составляющих её проводниках.

При движении одного пазового проводника обмотки якоря в магнитном поле под полюсом (рис. 8.7 а) проводник пересекает магнитные линии и в нём индуцируется ЭДС:

, (8.2)

где: l – активная длина проводника, V – окружная скорость якоря, B_ср – среднее значение магнитной индукции в пределах полюсного деления τ.

Окружную скорость вращающегося якоря (м/с) двухполюсной машины, для которой f=n заменим частотой вращения (об/с=1/с):

(1/с),

а затем частотой вращения реальной машины, имеющей p пар полюсов и для которой f=pn (об/мин):

(8.3)

где

(8.3 а)

Подставляя выражения (8.2) и (8.3) в уравнение (8.1), получим:

(8.4)

Учитывая, что произведение

(8.5) – это основной магнитный поток одного полюса, уравнение (8.4) можно записать так:

, (8.6)

где

(8.7)

– постоянная для данной машины величина.

Из выражения (8.6) следует, что ЭДС якоря E_я пропорциональна основному магнитному потоку и скорости вращения n и не зависит от формы кривой распределения индукции в воздушном зазоре.

У двигателя эта ЭДС направлена против тока и называется противоэлектродвижущей силой – противоЭДС.

Как следует из выражения (8.6), электродвижущую силу якоря можно регулировать посредством изменения магнитного потока Ф или посредством изменения частоты вращения якоря n.

Дата добавления: 2014-01-04