ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принцип действия электрических машин постоянного и переменного тока из "Устройство, эксплуатация и ремонт тепловозов и дизель-поездов. Часть 2. " Принцип действия электрического генератора и электрического двигателя основан на использовании явления электромагнитной индукции. [c.5] Устройство простейшего генератора постоянного тока показано на рис. 2, а. При вращении рамка пересекает магнитные силовые линии, создаваемые магнитом, и в ней наводится э. д. с. Так как участки проводника аб и вг пересекают магнитные силовые линии в противоположных направлениях, то и наводимые в них э. д. с. имеют противоположные направления. Стороны рамки соединены последовательно, следовательно э. д. с. в них складываются, и с пластин снимается напряжение, равное сумме э. д. с. Ток, получаемый от простейшего генератора, не остается постоянным по величине. Рамка при своем вращении пересекает различное число силовых линий. Наибольшее число их рамка пересекает, когда ее стороны находятся под полюсами. В этот момент в ней индуктируется наибольшая э. д. с. Когда стороны рамки не пересекают силовых линий (находятся между полюсами), э. д. с. в ней уменьшается до нуля. Величина э. д. с. в единицу времени зависит от угла, под которым рамка пересекает магнитные силовые линии. Графически это изменение выражается кривой, называемой синусоидой (рис, 2, б), где Г —время, в течение которого происходит одно полное изменение э. д. с. (один оборот рамки), —значение э. д. с. Таким образом получают ток /, который меняет свою величину и направление, т. е. переменный ток. [c.5] В результате действия коллектора переменный ток (см. рис. 2, в) преобразуется в постоянный по направлению, но остается переменным ио величине —пульсирующим. [c.6] Проводники, уложенные на железном сердечнике, образуют якорь, а катушки, навитые на железные сердечники, —электромагниты (полюсы/. Электромагниты позволяют получить сильное магнитное поле. Число пар полюсов у генераторов колеблется от 2 до 8 и больше. [c.6] Генераторы постоянного тока в зависимости от схемы подсоединения обмоток возбуждения (полюсов) к якорю генератора подразделяются на генераторы с независимым, параллельным, последовательным и проти-вокомпаундным возбуждением. На рис. 3 приведены внешние характеристики этих генераторов, показывающие зависимость напряжения на клеммах генератора от способа его возбуждения. [c.6] Генератор переменного тока отличается от генератора постоянного тока тем, что у него вместо коллектора применяются контактные кольца, которые не изменяют направления тока, в результате чего в цепи используется э. д. с., изменяющаяся и по величине, и по направлению. [c.7] У генераторов с одной парой полюсов одному обороту якоря соответствует один цикл изменения э. д. с., у генераторов с двумя и более парами полюсов за один оборот происходят два и более циклов изменения э. д. с. [c.7] Если на якорь генератора наложить два одинаковых витка, сдвинутых один относительно другого, значения э. д. с., наводимые в них, также будут сдвинуты, т. е. максимальные их значения будут наступать неодновременно. Если на якорь наложить три отдельные обмотки, оси которых сместить на 7з периода, т. е. на 120°, то при вращении рамки в катушках его будет наводиться э. д. с. с одной и той же частотой, имеющая одинаковые амплитуды (наибольшее значение), но сдвинутых по фазам на 7з периода. Такой генератор называется трехфазным. [c.7] В электрических машинах постоянного тока обмотки возбуждения располагают на неподвижной части машины — статоре. В электрических машинах переменного тока обмотку возбуждения располагают, как правило, па вращающейся части, которую называют ротором, а отводится ток к нагрузке от неподвижной обмотки, уложенной в статоре. Такая система принята потому, что при неподвижной обмотке легче отвести в цепь нагрузки значительные токи, а к контактным кольцам ротора в этом случае подводятся сравнительно небольшие токи возбуждения. [c.7] Электрические мащины постоянного тока обратимы. Это означает, что генератор может работать в режиме двигателя, а последний —в режиме генератора. Все зависит от того, какая первичная энергия подведена к якорю. Если к якорю генератора подвести постоянный ток, то генератор будет работать в режиме двигателя, а если якорь электродвигателя вращать, то он будет вырабатывать ток, т. е. станет генератором. [c.8] Двигатели постоянного тока, так же как и генераторы, в зависимости от способа их возбуждения подразделяются на двигатели с параллельным возбуждением, у которых обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря двигатели с последовательным возбуждением, у которых обмотка возбуждения включена последовательно с якорем двигатели со смешанным возбуждением, у которых одна из обмоток возбуждения включена параллельно с якорем, а другая — последовательно. [c.8] В зависимости от способа возбуждения двигатели имеют различные электромеханические характеристики, показывающие зависимость скорости вращения и вращающего момента от тока нагрузки двигателя. В двигателе с параллельным возбуждением магнитный поток не зависит от нагрузки, поэтому скорость вращения с увеличением нагрузки остается почти неизменной, уменьшаясь на 5—10%. Вращающий момент возрастает с увеличением нагрузки. Двигатели с параллельным возбуждением применяются в основном там, где требуется постоянная скорость при различных нагрузках. [c.8] В двигателях с последовательным возбуждением магнитный поток его зависит от нагрузкп, так как по обмотке возбуждения протекает весь ток нагрузки. При малых нагрузках ток в якоре и магнитный поток малы, скорость вращения при этом сильно возрастает. [c.8] Увеличение скорости вращения при уменьшении нагрузки может привести к тому, что двигатель превысит допустимую скорость и пойдет вразнос , что в свою очередь может привести к механическому разрушению деталей. Вращающий момент с увеличением нагрузки резко возрастает. Скорость вращения двигателя с увеличением нагрузки резко падает, так как увеличиваются магнитный поток двигателя и падение напряжения в якоре и обмотке возбуждения. [c.8] Эти свойства двигателя с последовательным возбуждением нашли применение на локомотивах. [c.8] Тяговые двигатели на тепловозе через зубчатую передачу постоянно соединены с колесными парами, поэтому состояния без нагрузки, опасного с точки зрения разноса , у них не бывает. [c.8] Вернуться к основной статье