Увеличение Мощности Электродвигателя Постоянного Тока

§ 172  Сентябрь 8, 2013 – 07:48
Вращая генератор постоянного тока какой-нибудь внешней силой, мы затрачиваем определенную механическую мощность Рмех, а в сети получаем соответствующую электрическую мощность Рэл. Проделаем теперь с генератором постоянного
Рис. 359. Возникновение вращающего момента, действующего на обмотку с током, находящуюся в магнитном поле
тока обратный опыт. Подключим к зажимам генератора какой-нибудь внешний источник тока, например аккумуляторную батарею, и пропустим ток от этого источника через индуктор и якорь генератора, соединенные последовательно или параллельно, как на рис. 339 и 340. Мы увидим, что тотчас же якорь генератора придет во вращение. Соединив вал якоря со станком, мы можем привести в движение и станок. Генератор будет теперь работать как электрический двигатель. Теперь превращение энергии происходит в обратном направлении: мы затрачиваем определенную электрическую мощность Рэл, которую мы заимствуем от внешнего источника тока, и превращаем ее в соответствующую механическую мощность Рмех.

Происхождение сил, создающих действующий на якорь электродвигателя вращающий момент, понять нетрудно. Когда мы пропускаем ток через витки якоря, находящиеся в магнитном поле индуктора, то на них действуют силы, перпендикулярные к направлению тока и направлению индукции магнитного поля; направление этих сил может быть определено по правилу левой руки (§ 133).

На рис. 359 показаны силы, действующие на отдельные проводники обмотки (секции) якоря в момент, когда плоскость этой обмотки расположена под некоторым углом к направлению магнитного поля. Легко видеть, что силы, действующие на проводники bc, ag и de, лежащие в плоскости, перпендикулярной к оси вращения, всегда направлены параллельно этой оси. Поэтому они не создают вращающего момента якоря, а стремятся лишь деформировать (сжать или растянуть) его обмотку. Силы же, действующие на проводники ab и cd, параллельные оси вращения, перпендикулярны к этой оси и создают вращающий момент, который и приводит во вращение вал якоря и связанные с ним валы станков, оси трамваев и т. п.

Действующий на якорь механический вращающий момент имеет наибольшее значение тогда, когда соответствующая обмотка лежит в плоскости, параллельной направлению магнитного поля. По мере поворота обмотки этот вращающий момент уменьшается и обращается в нуль, когда обмотка становится перпендикулярно к направлению поля. В этом положении силы, действующие на проводники аb и cd, лежат в одной плоскости (плоскости обмотки), так что они не создают вращающего момента, а стремятся только деформировать обмотку. При дальнейшем повороте обмотки знак вращающего момента меняется, т. е. он начинает действовать в противоположную сторону. Поэтому, если бы не было коллектора, то направление вращающего момента менялось бы после каждого полуоборота якоря, и длительное вращение было бы невозможно. Но, как мы видели, коллектор коммутирует (изменяет) направление тока в обмотках как раз в те моменты, когда обмотка стоит перпендикулярно к линиям поля. Благодаря этому вращающий момент сохраняет свое направление и якорь вращается постоянно в одну сторону.

Источник: www.physel.ru