Литература / Пиотровский_Электрические_машины_учебник_1974
.pdfДля оценки реакции якоря на распределение индукции в зазоре и величину магнитного потока полюса целесообразно разложить
намагничивающую |
силу Fa обмотки якоря |
на две составляющие: |
|||
поперечную Faq? и продольную Fadr, |
как |
это |
показано на |
рис. |
|
4-6, в. Поперечная составляющая F aq |
искажает распределение |
ин |
|||
дукции в зазоре, |
а продольная составляющая |
Fadр направлена |
против намагничивающей силы главных полюсов и уменьшает ре зультирующий магнитный поток полюса.
Токораздел можно сместить с геометрической нейтрали и про тив вращения якоря. В ту же сторону смещается распределение намагничивающей силы обмотки якоря (линия 2) и обусловленной ею индукции в зазоре (линия 3). Результирующая индукция (линия 4 на рис. 4-7, в) под сбегающим краем полюса в этом случае значи тельно возрастает вследствие намагничивающей реакции якоря. Результирующий поток полюса также увеличивается. В секциях, стороны которого находятся под сбегающим краем полюса, наво дится большая э. д. с., в результате повышается напряжение между соседними коллекторными пластинами и ухудшаются условия ком мутации. Поэтому в генераторе смещение щеток против вращения якоря не производится.
4-4. Реакция якоря в двигателе
При одинаковой полярности главных полюсов и направлении вращения якоря генератора и двигателя направление э. д. с. в про водниках обмотки якоря также одинаково, но в двигательном ре жиме ток в обмотке якоря направлен встречно э. д. с., поэтому изменяется по'лярность якоря по сравнению с указанной на рис. 4-7.
Если токораздел совпадает с геометрической нейтралью, то поперечная намагничивающая сила обмотки якоря вызывает несим метричное распределение результирующей индукции в зазоре отно сительно оси главных полюсов, под сбегающим краем полюсного наконечника значение индукции получается меньшим, чем под набегающим краем. Насыщение стальных участков общего пути магнитного потока главных полюсов и якоря способствует более равномерному распределению результирующей индукции в зазоре и приводит к уменьшению результирующего потока полюса.
Если токораздел смещен с геометрической нейтрали по вращению якоря, то продольная составляющая намагничивающей силы об мотки якоря обусловливает значительное увеличение результирую щей индукции под набегающим краем полюсного наконечника и увеличение результирующего магнитного потока полюса. Условия коммутации при этом ухудшаются вследствие большого напряжения между соседними коллекторными пластинами, соединенными со сторонами секций, расположенными под набегающим краем полюсов. Поэтому в двигателе смещение щеток по вращению якоря не произ водится.
Если токораздел смещен с геометрической нейтрали против вращения якоря, то вследствие размагничивающей реакции якоря
3* |
67 |
результирующий магнитный поток полюса уменьшается. Условия коммутации при таком смещении щеток улучшаются и это иногда используется как одно из средств уменьшения искрения под щетками в двигателях без добавочных полюсов, предназначенных для одного направления вращения.
Характеристики электрической машины определяются распреде лением результирующей индукции в зазоре и результирующим маг нитным потоком полюса, обусловленными совместным действием намагничивающей силы полюса и обмотки якоря.
Пример. В режиме двигателя машина типа ПН-100, данные которой при ведены в § 2-5 и 3-10, имеет номинальную мощность 10 кет, напряжение 220 в,
скорость |
вращения |
1090 |
об/мин, ток / н = 55 а. Учитывая ток возбуждения |
І ь = Іа, |
получается |
ток |
якоря: |
/„ = /„ —/„ = 55 — 1 = 54 а.
Так как 2а = 2 (одноходовая волновая обмотка) и Dm |
245 мм, а N = |
834, |
|||||||
то линейная нагрузка якоря (4-1) |
|
|
|
|
|
|
|
||
„ |
N |
h |
_ |
834 |
54 |
: 293 |
а/см. |
|
|
|
t^DЦ2 2а |
я24,0 |
‘ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
(4-4) |
|
|
|
|
Намагничивающая сила обмотки якоря '2 |
|
|
|
|
|||||
|
Fa = |
Л2х = |
293 • 19,2 = 5020 а. |
|
|
|
|||
Намагничивающая |
сила |
главных |
полюсов составляет |
F0H = 3289 а |
(см. |
табл. 2-2); следовательно, намагничивающая сила обмотки якоря может ока зывать значительное влияние на магнитное поле двигателя.
При числе пластин коллектора К = 139 дуга якоря, соответствующая
одному коллекторному делению, |
|
|
|
, |
t^D112 |
г. • 245 |
: 5,54 мм. |
|
К |
139 |
|
При смещении щеток на одно коллекторное деление против направления вращения якоря продольная составляющая намагничивающей силы обмотки якоря (4-7)
Fad?, — А 22Ьа = 293 • 2 • 0,554 = 324 а,
т. е. составляет 0,1 от намагничивающей силы F0H; следовательно, смещение щеток на одно коллекторное деление может оказать значительное влияние на работу машины.
Поперечная составляющая намагничивающей силы обмотки якоря (4-6) в этом случае
= /12 (т — 2 5 c )= ü ßg—Farfß“ 5620 — 324^=5300 а.
4-5. Электромагнитный момент машины постоянного тока
В результате взаимодействия тока проводника обмотки якоря с магнитным потоком главного полюса возникает электромагнитная сила, величина которой определяется уравнением (В-3) и направ ление устанавливается по правилу левой руки (рис. В-4).
Проводники обмотки якоря расположены по окружности якоря с диаметром DH2 и момент этой силы относительно оси якоря
М„ |
. FПрРц2 |
I ВІ дРц |
I В Іа2р~ |
пр |
~ 2 |
2 |
2тс |
После подстановки значения тока в проводнике из уравнения (3-8)
М Пр — |
/2 РІ’В |
(4-8) |
|
2а |
|
68
Магнитная индукция В на протяжении полюсного деления из меняется, следовательно, и моменты сил отдельных проводников обмотки также будут различны. Для упрощения сложения моментов можно заменить действительное распределение магнитной индукции на полюсном делении и по длине якоря прямоугольниками, как это выполнено на рис. 2-4. Тогда в формулу (4-8) вместо длины I про водника нужно подставить расчетную длину Ѵ%якоря и вместо дей ствительной магнитной индукции В расчетное ее значение В$.
На полюсном делении размещается N/(2p) проводников обмотки
якоря, из которых часть a'N/(2p) |
расположена на |
полюсной дуге |
b' в зоне действия расчетной |
индукции Вь, |
для остальных |
(1 — a') N !{2р) проводников электромагнитный момент равен нулю. Таким образом, общий электромагнитный момент для проводников, расположенных на полюсном делении,
Млрт — -^пр 2р |
h |
р І '2х В ь a - 'N |
||
2 а |
п |
2р ' |
||
Согласно уравнению (2-11), |
і^л'хВі — Фі |
и тогда |
||
М |
— _* |
|
|
|
^ прт - |
2а 2л |
|
|
Так как при переходе к соседнему полюсу одновременно изме няется направление тока в проводниках обмотки якоря и направ ление магнитной индукции, то направление электромагнитного мо мента остается без изменения и моменты проводников, расположен ных на всех полюсных делениях, складываются в общий электро магнитный момент машины
Мш = Мпрт2р = JL ~ І 2Фа = кмІ2Ф5. |
(4-9) |
Эту формулу можно представить в другом виде:
Мш = ІѴ7арФа,
т. е. электромагнитный момент машины постоянного тока пропор ционален намагничивающей силе обмотки якоря NIa и магнитному потоку рФа всех пар полюсов машины.
Мощность на якоре машины постоянного тока равна произведе нию электромагнитного момента Мш и скорости вращения (оа якоря, т. е.
Рэм= М9Мо)2 = Мъм2~ . |
(4-10) |
После подстановки в это уравнение полученного значения Мш
Р — -Р——І ф* 2л«_N р п ^ j
и, согласно уравнению (3-21), |
|
Рш= Е2і 2, |
(4-11) |
т. е. мощность на якоре равна произведению э. д. с. и тока обмотки якоря и является полной электрической мощностью машины.
69
Глава пята я КОММУТАЦИЯ
5-1. Сущность коммутационного процесса
Коммутацией называется процесс переключения секций из одной параллельной ветви в другую путем замыкания этих секций щетками.
|
|
|
|
В одной из двух параллельных |
ветвей, |
|||||||||||
|
|
|
|
имеющих общую щетку, ток направлен |
||||||||||||
|
|
|
|
от начала секции к концу, |
а |
во вто |
||||||||||
|
|
|
|
рой — от конца к началу, |
поэтому |
за |
||||||||||
|
|
|
|
время |
коммутации направление тока в |
|||||||||||
|
|
|
переключаемой секции должно изме |
|||||||||||||
|
|
|
|
ниться |
на противоположное. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
На рис. 5-1 показаны три положе |
||||||||||||
U___L /J |
2 |
з 1 / |
ния секции |
одноходовой |
петлевой |
об |
||||||||||
|
|
|
мотки в процессе коммутации. Ширина |
|||||||||||||
|
f і |
1-4,- |
Ьщ щетки |
принята |
равной |
коллектор |
||||||||||
|
|
|
|
ному делению |
tK} |
толщина |
изоляции |
|||||||||
|
|
|
|
между |
коллекторными |
пластинами |
не |
|||||||||
|
|
|
|
учитывается. Предполагается, что |
на |
|||||||||||
|
|
|
|
грузка машины постоянна и ток в каж |
||||||||||||
|
|
|
|
дой параллельной ветви равен 1а. В на |
||||||||||||
|
|
|
|
чальный |
момент времени (t |
= 0) щетка |
||||||||||
|
|
|
|
находится под пластиной 2 (рис. |
5-1, |
а), |
||||||||||
|
|
|
|
ток і2 в проводнике |
cd и в коллектор |
|||||||||||
|
|
|
|
ной пластине 2 равен току 2 І а двух па |
||||||||||||
|
|
|
|
раллельных ветвей. В проводнике ab |
||||||||||||
|
|
|
|
ток ij — 0. В секции |
ас, |
присоединен |
||||||||||
|
|
|
|
ной к коллекторным |
пластинам 1 и 2, |
|||||||||||
|
|
|
|
ток іс = |
I а |
и направлен |
от |
начала а |
||||||||
|
|
|
|
секции к ее концу с. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
В конечный момент коммутации кол |
||||||||||||
|
|
|
|
лекторная |
пластина |
|
1 |
занимает |
над |
|||||||
|
|
|
|
щеткой |
положение |
пластины |
2, |
ток |
||||||||
|
|
|
|
обеих |
параллельных |
ветвей |
обмотки |
|||||||||
|
|
|
|
направлен по проводнику ab к коллек |
||||||||||||
|
/ |
2 |
1 3 1/ |
торной |
пластине |
1, |
так |
что |
іх = |
2Іа |
||||||
Л |
и га = |
0. |
В |
рассматриваемой |
секции |
|||||||||||
|
SS3 |
|
|
ток направлен |
от |
конца с к началу а, |
||||||||||
Рис. 5-1. Процесс |
переключе |
т. е. гс |
= |
— 1а (рис. |
5-1, в). |
|
|
|
||||||||
Время Ткі за которое происходит |
||||||||||||||||
ния секции одноходовой пет |
||||||||||||||||
переключение |
секции |
из |
одной парал |
|||||||||||||
|
левой обмотки |
|||||||||||||||
|
|
|
|
лельной |
ветви в |
другую, |
называется |
|||||||||
периодом коммутации и обычно с-оставляет |
0,0003—0,001 сек. В те |
|||||||||||||||
чение значительно большего |
времени |
Ти |
секция |
перемещается |
от |
одной щетки к другой и ток в ней сохраняется неизменным (рис. 5-2).
70
Через время t < Тк после начала переключения секции ас обе коллекторные пластины расположены над щеткой и ток параллель ных ветвей проходит по проводникам ab и cd (рис. 5-1, б).
Для определения тока в секции используется уравнение равнове сия э. д. с. и напряжений. По второму закону Кирхгофа алгебраи ческая сумма э. д. с. в замкнутой цепи равна алгебраической сумме падений напряжения в этой цепи: 2 е = 2 г>.
Э. д. |
с., наводимые в переключаемой секции, рассматриваются |
в § 5-2. |
|
Цепь, показанная на рис. 5-1, б, состоит из пяти участков: сек ции ас с сопротивлением гс,соединительного провода cd с сопротив лением гп , контакта пластины 2 со сбегающей частью щетки, имею щего сопротивление гЩ2, контакта пластины 1 с набегающей частью щетки, имеющего сопротивление гЩ1 и соединительного провода Ъа с сопротивлением гп. При правом
обходе этой |
цепи, начиная с узла |
а, сумма падений напряжения |
|
ІсГс~Ь Цгп -{- |
ЧЧщ ЧЧі = |
|
(5-1) |
Зависимость между токами іг, і2 и іс устанавливается на основа
нии первого закона Кирхгофа, по которому алгебраическая сумма токов, направленных к узлу, равна нулю.
Для узла а
К — іс — іі = 0, |
или |
4 = / a —іс |
(5-2) |
и для узла с |
|
|
|
/ а + г'о —г2 = 0, |
или |
г'2 = / а + ге. |
(5-3) |
После подстановки значений іг и і2 уравнение (5-1) принимает вид:
іс Цс + 2гп) -f- іс(ги1 + гЩ2) 1а (гЩ2 — гщ1) = 2«. |
(5-4) |
Согласно классической теории коммутации общее сопротивление Вщ контакта, соответствующее полной рабочей поверхности щетки, распределяется обратно пропорционально величине поверхности соприкосновения щетки с коллекторными пластинами и не зависит от плотности тока в контакте. Если Іщ— длина щетки по оси кол лектора, то
Ц ці _ |
Ь щ і щ |
ГЩ2 _ _ Ь щ і щ |
|
|
||
Я щ |
Ь щ ііщ |
й щ |
0щ2^щ |
|
|
|
При постоянной окружной скорости і>к |
коллектора дуга &Щ1 = |
|||||
= vKt. За время (Тк — t) коллекторная |
пластина 1 |
переместится |
||||
относительно щетки на дугу ЬЩ2 = |
ѵк{Тк — t), |
а за период коммута |
||||
ции это перемещение составляет |
йщ = |
ѵкТк. |
Таким |
образом, при |
71
вращении коллектора сопротивление контакта щетки с коллектор ными пластинами зависит от времени:
гЩ1 ■ я , Т* и г _ D Тк
Ток в переключаемой секции определяется решением уравнения (5-4) с учетом значений г1Щи Гщл
!ТК |
Т к |
|
|
|
Rщ |
К- |
|
Le |
(5-5) |
|
|
|||
а п ( Т к , Т К ) , _ , о.. |
D / Т к |
|
||
|
+ г с + 2 г п |
|||
I - у + j T"1TЛ + гс + 2' п « щ ( _ г |
|
При наиболее распространенных угольных и электрографитированных щетках сопротивление скользящего контакта значительно превосходит сопротивление остальных участков рассматриваемой цепи, поэтому можно не учитывать влияние сопротивления rc -f- 2гп на изменение тока іс и тогда формула (5-5) значительно упрощается
гС — г'л “М к — I а \ 1
21 \ I |
|
Le |
(5-6) |
Тк |
Т к |
|
|
|
|
Rn t тк—tj
А. Прямолинейное изменение тока. Если 2 е = 0, т. е. слага емые этой суммы уравновешивают друг друга, или каждое из сла гаемых равно нулю (при очень малой скорости вращения якоря), то изменение тока в переключаемой секции происходит вследствие одновременного увеличения сопротивления контакта сбе гающей части щетки с кол лекторной пластиной и уменьшения сопротивления контакта набегающей части
останется только первая (ли |
|||
нейная) составляющая |
|
||
|
2t |
(5-7) |
|
г’л — с, ( |
1 —"Тк |
||
|
|||
Изменение тока по фор |
|||
муле (5-7) |
показано линией |
||
1 на рис. 5-3 относительно оси 0 — t. Значения |
it и і2 могут быть |
определены по той же линии 1, если в соответствии с уравнениями (5-2) и (5-3) перенести начало координат для іг на величину + Іа (в точку 0') и для і2 на величину — Іа (в точку О").
Плотность тока на набегающей части щетки равна току, делен
ному на площадь 5 щі этой части щетки, |
т. е. |
||
■ |
7а—І$\ |
2/а |
|
^щі |
ІщЬщІ |
|
|
Соответственно плотность тока на сбегающей части щетки |
|||
1Щ2 — ‘ |
1а + гл |
2/ а |
|
£щ6щ2 |
ІщЬщ |
||
|
72
Таким образом, при прямолинейном изменении тока в переключаемой секции плотность тока на набегающей части щетки и на сбегающей части одинакова в тече ние всего периода коммутации.
При учете сопротивления секции и соединительных проводников зависимость тока от времени показана линией 2 на рис. 5-3. В первую половину периода ком мутации изменение тока в секции проис ходит быстрее, чем по линии 1, во вторую половину периода — медленнее. Вызван ное этим увеличение плотности тока на набегающей и сбегающей частях щетки невелико, так как для графитных щеток /?щ значительно больше гс 4 2гп.
Б. Замедленное и ускоренное изме нение тока. При наличии э. д. с. в пе реключаемой секции ток (5-6) состоит из двух составляющих іп й ік. Первая из них, рассмотренная ранее, замыкается через внешнюю цепь машины и зависит от тока в обмотке якоря. Вторая составляющая
ік • |
|
|
Ее |
(5-8) |
R (Тк |
|
|||
|
Ііп |
t |
|
|
|
|
|
|
Рис. 5-4. Путь тока корот кого замыкания
замыкается по цепи секция-щетка (рис. 5-4) |
|
|
|
|
||||||||
и таким образом является током корот |
|
|
|
|
||||||||
кого замыкания секции. Знаменатель |
|
|
|
|
||||||||
формулы (5-8) представляет собой пере |
|
|
|
|
||||||||
менное в течение периода коммутации |
|
|
|
|
||||||||
сопротивление |
соединенных |
последова |
|
|
|
|
||||||
тельно |
контактов коллекторных |
пластин |
|
|
|
|
||||||
с набегающей и сбегающей частями щетки. |
|
|
|
|
||||||||
Минимальное сопротивление соответствует |
|
|
|
|
||||||||
времени TJ2. При t = |
0 н t = Тк сопро |
|
|
|
|
|||||||
тивление |
контактов |
достигает |
бесконечно |
|
|
|
|
|||||
большого |
значения, |
соответствующего |
|
|
|
|
||||||
разрыву цепи |
короткого |
замыкания сек |
Рис. 5-5. Изменение сопро |
|||||||||
ции (рис. 5-5, а). |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
тивления и тока в процессе |
|||||||
Так же как ток э. д. с. считается |
переключения секции: а — |
|||||||||||
положительной, если ее направление сов |
сопротивление |
последова |
||||||||||
падает |
с |
направлением |
правого |
обхода |
тельно |
соединенных |
кон |
|||||
рассматриваемой цепи. |
|
|
|
|
тактов, |
б —замедленное |
||||||
|
|
|
|
изменение тока, |
в — уско |
|||||||
При постоянном положительном зна |
ренное изменение тока |
|||||||||||
чении 2 е (линия 1 на рис. 5-5, б) ток |
|
коммутации |
име- |
|||||||||
короткого |
замыкания |
в |
течение |
всего периода |
||||||||
ет положительное |
значение |
и |
достигает |
наиболыней |
величины |
73
Гг |
|
Тк/2 (линия |
2). Изменение тока |
іл показано |
гкмакс — т-s- ПРИ { — |
||||
4 лщ |
|
|
|
|
линией 3. Общий |
ток |
іс — іл -f ік |
в переключаемой |
секции пред |
ставлен линией 4. |
Таким образом, |
наличие положительного тока і„ |
приводит к замедлению процесса изменения тока в секции и к уве личению плотности тока на сбегающей части щетки. Увеличенная э. д. с. 2 е вследствие большой скорости изменения тока в конце периода коммутации приводит к тому, что гк ф 0 и — / (линия 5). Разрыв цепи с током и повышенная плотность тока могут явиться причиной искрения под сбегающей частью щетки.
Если 2 е имеет отрицательное значение (линия 6 на рис. 5-5, в), то в начале коммутации составляющие ік и ія тока іс направлены в противоположные стороны (линии 7 и 3), происходит ускорение процесса изменения тока в переключаемой секции (линия 8) и плот ность тока на сбегающей части щетки становится меньше, чем на набегающей части. Условия переключения секции в этом случае более благоприятные, чем при положительной 2 е, однако при зна чительной величине э. д. с. может возникнуть искрение под щеткой.
5-2. Электродвижущие силы в переключаемой секции
В области расположения сторон секции существует магнитный поток, созданный током переключаемых секций и магнитный поток, созданный током других проводников и обмоток. При вращении якоря эти потоки наводят в переключаемой секции э. д. с., сумма которых
определяет ток короткого замыкания секции. |
|
|
|
|
|
|||||||
А. Реактивная э. д. с. Величина |
магнитного |
потока |
<р0, создан |
|||||||||
ного током переключаемой секции, |
определяется |
индуктивностью |
||||||||||
Ьс секции и ее током іс. При изменении тока изменяется |
также |
маг |
||||||||||
нитный поток и в секции с количеством |
витков wc наводится э. |
д. с. |
||||||||||
|
|
eL = |
|
|
|
4 (Ьс£с) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость di изменения |
тока |
от |
-f 1а до |
— Іа (рис. ,5-3) |
отри |
|||||||
цательна, |
поэтому еL |
имеет |
положительное |
значение, |
так |
как Lc |
||||||
всегда больше нуля. |
Следовательно, |
э. д. с. еl замедляет |
изменение |
|||||||||
тока в переключаемой секции (рис. 5-5, б). |
|
|
|
|
|
|
||||||
Средняя скорость изменения тока в секции за период Тк комму |
||||||||||||
тации от |
начального значения |
Іа до конечного |
значения — / |
|||||||||
|
|
/diG\ |
___2Іа |
|
|
|
|
|
(5-9) |
|||
|
|
\ dt уср |
|
Тк |
|
|
|
|
|
|||
Току І а соответствует магнитный |
поток |
Фс, |
поэтому |
средняя |
скорость изменения магнитного потока секции за тот же период
(d<tc\ |
2ФС |
\ dt /ср |
Тк ‘ |
74
Среднее значение э. д. с. самоиндукции
р |
2грФ С |
(5-10) |
&L — Wc |
||
|
1 к |
|
и при постоянстве индуктивности секции |
|
|
77* |
Іа |
(5-11) |
&L = —7р-- • |
К
В каждом пазу якоря обычно размещены стороны нескольких секций, окруженные общим магнитным потоком (рис. 4-2, в). При полном шаге обмотки (или небольшом укорочении его) соседними щетками одновременно переключаются секции, стороны которых размещены в верхнем и нижнем слоях одного паза (рис. 3-9). Таким образом, в рассматриваемой секции будет наводиться э. д. с. взаимо индукции вследствие изменения магнитного потока, вызванного изменением тока другой переключаемой секции соседней щеткой.
Если Ьщ> tR, то каждая щетка одновременно замыкает несколько соседних секций и изменение тока в секциях с расположенными в од ном слое паза сторонами приводит также к изменению магнитного потока рассеяния, вследствие этого в рассматриваемой секции на водится э. д. с. взаимоиндукции от изменения тока соседних переклю чаемых секций. Взаимоиндуктивность МСп между рассматриваемой секцией и другими секциями, связанными с ней общим магнитным потоком, зависит от взаимного положения этих секций и размеров паза. Общая э. д. с. взаимоиндукции
ем = |
%еМп= 2 |
d ( М спіп) |
|
dt |
|||
|
|
Э. д. с. ем имеет одинаковое направление с э. д. с. вь, так как магнитный поток ф0 является частью общего потока рассеяния катушки.
Средняя скорость изменения тока в переключаемых секциях определяется уравнением (5-9). Если принять взаимоиндуктивность МСп за период коммутации постоянной, то среднее значение э. д. с. взаимоиндукции
Ем = р * 2 М 0п. |
(5-12) |
Вследствие одинакового направления ем и eL э. д. с. взаимо индукции, так же как э. д. с. самоиндукции, замедляет процесс из менения тока в переключаемой секции, поэтому их можно объединить в общую реактивную э. д. с.
еР = б?ь+ем . |
(5-13) |
Б. Э. д. с. от поперечного потока якоря. При вращении якоря проводники переключаемой секции пересекают неподвижный поток якоря и в них наводится э. д. с., направление которой совпадает с направлением тока в начале переключения секции (рис. 4-7). Следовательно, э. д. с. от потока якоря замедляет процесс изменения тока в секции.
75
Если в зазоре над сторонами переключаемой секции магнитная индукция, обусловленная поперечной намагничивающей силой об мотки якоря, равна Baq, то э. д. с. в секции от потока якоря
e aq = 2 B aqWС&Ѵ |
(5-14) |
Рассмотренные три э. д. с.: eh, ем и eaq замедляют процесс изменения тока в переключаемой секции, пропорциональны току обмотки якоря и скорости вращения якоря.
В. Э. д. с. от потока индуктора. В зоне коммутации, кроме потока якоря, может быть магнитный поток главных полюсов (при смещении токораздела с геометрической нейтрали) или же поток добавочных полюсов. При вращении якоря в проводниках переклю чаемой секции наводится э. д. с. от пересечения этого потока, вели чина которой определяется формулой, аналогичной (5-14),
ек = 2.Вк^ с^2^2* |
(1о-15) |
Индукция Вк в зазоре над сторонами переключаемой секции обусловлена намагничивающей силой главного или добавочного по люса. Направление э. д. с. е„ зависит от направления магнитного потока и направления вращения якоря и определяется по правилу правой руки (рис. В-2).
5-3. Определение реактивной э.д.с.
А. Э. д. с. самоиндукции переключаемой секции. Так как опре деление мгновенного значения э. д. с. представляет сложную задачу, то обычно ограничиваются вычислением только среднего значения этой э. д. с. за период коммутации (5-10).
Магнитный поток срс, созданный током переключаемой секции, для удобства расчета принято делить на несколько частей: одна из них — фл — замыкается вокруг лобовых частей секции, две другие —
фп и фк — вокруг |
активных |
частей секции (рис. 5-6, |
а), причем |
поток фп замыкается поперек |
паза, а поток фн — между |
вершинами |
|
зубцов (рис. 5-6, |
б). |
|
' |
Магнитный поток, приходящийся на единицу длины рассматрива емого участка секции, равен произведению намагничивающей силы іѵсіс секции и удельной магнитной проводимости X для потока рассеяния этого участка. Таким образом, магнитный поток, прихо дящийся на единицу длины лобовой части секции,
Тлі — ^ЛІѴсі'с
и магнитные потоки, приходящиеся на единицу длины активной части секции,
фпі= ^п^сіс и фкі= 4кшсг'с-
Значительная часть пути потока рассеяния проходит в материа лах с магнитной проницаемостью ц0, поэтому насыщение стальных участков пути не оказывает влияния на величину этого потока и удельные магнитные проводимости Хл, Хи, можно считать по стоянными.
76