Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

При этом токораздсл отстоит от осп полюса на т/2. В обмотках с укороченпым шагом токораздел верхнего слоя обмотки якоря не совпадает с токоразделом нижнего слоя. В этом случае переключаемая секция также должна охватывать наибольший магнитный поток. Тогда токораздел верхнего и нижнего слоев

самовозбуждением лителя

обмотки должен располагаться симметрично относительно полюса, т. е. на рас­

обмотки создает намагничивающую силу FB. Выходное напряжение снимается со средних точек между щетками В1 — ВЗ и В2 — В4, как в обычном четырех­ полюсном генераторе. Четырехполюсная обмотка самовозбуждения включается параллельно (рис. 9-14) или последовательно с нагрузкой и усиливает действие первой обмотки, Сопротивление цепи обмотки самовозбуждения устанавливается

154

немного больше критического. Ток Тт этой обмотки создает намагничивающую силу Ful.

Протекание по обмотке якоря уравнительного тока (т. е. тока возбуждения второй ступени усиления) между щетками В1 и ВЗ создает намагничивающую силу поперечной реакции якоря І \ и магнитный поток, направленный по оси полюсов 2—4. Если бы щетки В2 и В4 были разомкнуты, то между ними возникла э. д. с. в результате пересечения этого потока проводниками обмотки якоря; при замкнутых щетках по этой цепи также будет протекать уравнительный ток, создающий намагничивающую силу Р2 по оси полюсов 1—3, направленную встречно относительно потока обмотки управления. Чтобы устранить это неже­ лательное явление, уменьшающее эффективность тока управления, в машине ставятся компенсационные и противодействующие обмотки. Указанные обмотки

необходимы для улучшения свойств усили­

новешивает реакцию якоря, так как намагничивающая сила Fa является при­

чиной появления тока в цепи этой обмотки.

Компенсационная обмотка может быть распределена в полюсных наконеч­ никах (рис. 5-13) или же размещена на сердечниках полюсов. В усилителях применяется второй, более простой, тип обмотки. Для компенсации Рг обмотка располагается на полюсах 2 и 4 и включается в цепь щеток В1 —■ВЗ; для ком­ пенсации F2 обмотка располагается на полюсах 1 и 3 и включается в цепь щеток В2 — В4 (рис. 9-15). Это наиболее эффективный способ компенсации реакции якоря. Часто применяются обе обмотки.

Ток нагрузки / 2 в части обмотки возбуждения (и в компенсационной) направ­ лен согласно с током возбуждения / в, а в другой части обмоток их направления противоположны (рис. 9-14). Для того чтобы это не вызвало усиления и ослаб­ ления намагничивающей силы отдельных полюсов и появления уравнительных токов, обмотка возбуждения и компенсационная выполняются из полукатушек, и каждая ветвь этих обмоток размещается на всех полюсах. Ток нагрузки вызы­ вает четырехполюсную реакцию якоря, которая направлена по геометрическим нейтралям усилителя. Для улучшения коммутации в электроматшишых усили­ телях применяются добавочные полюСы. На этих же полюсах укладывается компенсационная обмотка для компенсации реакции якоря от тока нагрузки.

155

Коэффициент усиления двухступенчатого усилителя с продольным полем составляет 50 000—100 000; мощность может достигать нескольких сотен кило­ ватт.

Б. Электромашинные усилители с поперечным полем. В обычной машине постоянного тока поперечная реакция якоря искажает поле главных полюсов и часто нарушает коммутацию, поэтому принимается ряд мер для ослабления поперечной реакции якоря. В машинах с поперечным полем поперечный ноток реакции якоря используется для получения э. д. с. Для этой цели на коллекторе двухполюсной машины (рис. 9-16) укладывается дополнительная пара щеток В1 — В2, ось которых перпендикулярна оси основных щеток ВЗ — В4.

В электромашинном усилителе на индукторе размещаются одна или не­ сколько обмоток управления 1, создающих поток возбуждения Ф^. Якорь уси­

(

ВЗ — В4 замыкаются накоротко или через подмагничивающую обмотку 2.

то малая величина э. д. с. вызывает значительный ток / 2, который в свою очередь создает большой поперечный поток реакции якоря Фд. От пересечения потока Фд возникает э. д. с. Ея, которая снимается со щеток В1 — В2. При включении нагрузки в цепи щеток В1 — В2 будет протекать ток нагрузки / 3. Таким образом, усиление происходит в две ступени: первая ступень состоит из обмотки управ­ ления и цегш поперечных щеток ВЗ — В4, вторая ступень — из цепи попереч­ ных щеток и цепи продольных щеток В1 — В2.

Намагничивающая сила реакции якоря от тока І 3 направлена по продольной оси и действует навстречу намагничивающей силе обмотки управления. Так как в этих условиях поток управления Ф,і и коэффициент усиления уменьшаются, то для компенсации реакции якоря ставится компенсационная обмотка 3. Доба­ вочные полюсы 4 обычно устанавливаются только по продольной оси.

Общий коэффициент усиления электроманшнного усилителя с поперечным полем находится в пределах 2 000—10 000, но в некоторых случаях достигает 100 000, причем коэффициент усиления первой ступени в несколько раз меньше коэффициента усиления второй ступени.

150

Постоянная времени составляет 0,1—0,25 сек. Для уменьшения замедляю­ щего действия вихревых токов статор изготовляется из листового материала. Форма листа статора приведена на рис. 9-17.

Устойчивость работы усилителя определяется характером электромагнит­ ных связей между обмотками усилителя, имеющими общую ось, например между компенсационной обмоткой, обмоткой якоря по продольной оси и обмоткой воз­ буждения. В коллекторных машинах с подобного рода магнитносвязанными цепями тока могут возникать так называемые свободные электрические колебашш, которые налагаются на основной рабочий режим и нарушают работу усили­ теля. Особенно важное значение имеет степень компенсации реакции якоря по продольной осп. Для регулирования степени компенсации ставится реостат 5, шунтирующий компенсационную обмотку. При недокомпенсацип колебательный процесс затухает, в случае же перекомненсацни возникает устойчивый колеба­ тельный процесс.

Чтобы избежать этого, электромашинный усилитель снабжается стабили­ зирующей обмоткой 6, которая включается через конденсатор пли трансфор­ матор 7 на зажимы двигателя. В стабилизирующую обмотку ток поступает только

9-6. Двигатели со стабилизированной скоростью вращения

Постоянство скорости вращения якоря двигателя малой мощности при изменении нагрузки и напряжения сети достигается установкой контактного центробежного регулятора, который периодически (в зависимости от скорости вращения) вводит п выводит добавочное сопротивление в цепь возбуждения или в цепь якоря двигателя.

Центробежный регулятор, включаемый в цепь возбуждения (рпс. 9-18), собран на диске 1, закрепленном на валу двигателя, и состоит из плоской пру-

жины 2, контактов S и 4 и контактных колец 5 и 6 с установленными на них щетками. Контактное кольцо 5 соединено с пружиной 2, а кольцо 6 — с кон­ тактами 3 и 4.

При неподвижном якоре пружина прижата к пусковому контакту 3. Таким образом, добавочное сопротивленію гв-р выведено н пуск двигателя происходит при большом магнитном потоке. При вращении якоря пружина под действием центробежной силы изгибается, отходит от контакта 3, и сопротивление гв,р включается в цепь возбуждения; это приводит к уменьшению магнитного потока II к увеличению тока в цепи якоря. Вращающий момент двигателя также увели­ чивается и вызывает дополнительное ускорение якоря. При установленной

157