Вопрос 5 эдс обмотки якоря машин постоянного тока.

При вращении якоря в магнитном поле полюсов в проводниках обмотки якоря будет наводиться ЭДС.

Распределение индукции магнитного поля в воздушном зазоре показано на рисунке (при холостом ходе, когда ток якоря равен нулю).

ЭДС, наводимая в проводниках

С х= υ_а,

где – индукция в данной точки полюсного деления.

ЭДС Е между щетками противоположной полярности машины равна ЭДС одной параллельной ветви. В параллельную ветвь входят №12а проводников, где n – общее число активных проводников, 2а – число параллельных ветвей. Когда обмотка имеет шаг y₁= , тогда

Е= υ_а .

Среднее значение индукции находится из равенства потоков, которые пропорциональны площадям фигур, ограниченных кривой 1 и прямой 2. Тогда можно записать

Е= υ_а

Окружная скорость равна

υ_а= .

Магнитный поток полюса

Ф=В_ср .

Тогда

Е= или Е=С_l∙n∙Ф.

Здесь D_a – внешний диаметр якоря;

– полюсное деление;

С_l=– – конструктивная постоянная машины.

Можно записать

Е=с ,

где ;

с= .

Поток Ф– это поток, который сцеплен с секцией при её симметричном расположении относительно полюса.

При укороченном шаге y₁< и поток, сцепленный с секцией, уменьшается, в соответствии с чем уменьшается и ЭДС Е. Однако при реально применяемом укорочении шага в обмотках МПТ уменьшение ЭДС незначительное. Поэтому для её определения используются приведенные выше формулы.

Электромагнитный момент мпт.

При нагрузке машины по проводникам обмотки якоря протекает ток ( –ток цепи якоря). При взаимодействии этого тока с магнитным полем возникает электромагнитная сила, которая для одного проводника обмотки равна

f_x= .

Будем считать, что индукция сохраняет свое значение по всей активной длине проводника. Сила f_x создает момент

М_х=f_x .

Все N проводников обмотки якоря создадут электромагнитный момент

М= .

Длина всех проводников одинаковая и по ним протекает один и тот же ток i_a. Тогда

М= = .

Если принять, что индукция во всех точках полюсного деления равна

В_ср= ,

То получим =N ∙В_ср, или =N∙ .

Подставим в уравнение электромагнитного момента

М=

П ри неизменном направлении вращения якоря направление момента зависит от режима работы машины. При работе в генераторном режиме ЭДС якоря будет больше, чем напряжения на выводе машины, поэтому ток в цепи якоря имеет такое же направление, что и ЭДС. Момент направлен против направления вращения, т.е. оказывает тормозящее действие.

В двигательном режиме работы машины напряжение сети больше ЭДС якоря. Ток изменяет свое направление, т.е. направлен навстречу ЭДС. При этом изменяется направление момента. Он будет действовать в сторону вращения якоря.

Частота вращения двигателя постоянного тока:

где U — напряжение питающей сети; Iя — ток якоря; Rя — сопротивление цепн якоря; kc — коэффициент, характеризующий магнитную систему; Ф — магнитный поток электродвигателя.