Файл: Филаткин К.М. Радиометрист штурманский учеб. пособие.pdf

сколько раз напряжения в обмотке во столько же раз увеличивается ток, протекающий в ней. Если мы увели­ чиваем напряжение, ток уменьшается. Изменение на­ грузки во вторичной обмотке сказывается на токе в первичной обмотке. Сопротивление нагрузки как бы трансформируется из вторичной обмотки в первичную. Это явление используется в радиоэлектронике для со-

□

ется несколько типов трансформаторов: силовые, пере­ ходные, импульсные и др.

Для уменьшения рассеяния магнитного потока, уменьшения перегрева сердечники всех трансформато­ ров набираются из листов специальной стали. Для уменьшения индуктивных токов в сердечнике листы изо­ лируются друг от друга. По форме трансформаторы бы­ вают П-образными стержневыми и Ш-образными бро­ невыми (рис. 18).

Автотрансформатором называется такой трансфор­ матор, у которого обмотка низшего напряжения явля­ ется частью обмотки высшего напряжения (рис. 19). Принцип действия автотрансформатора заключается в том, что при понижении напряжения он работает как делитель напряжения.

противоположной полярности, но во внешней цепи ток будет продолжать течь от щетки А к щетке В, не меняя полярности.

Таким образом, мы видим, что в витке якоря течет переменный ток, а во внешней цепи — пульсирующий. Для того чтобы во внешней цепи получить постоянный по величине ток, на якоре на одинаковом расстоянии друг от друга укладывают несколько витков и увели­ чивают число коллекторных пластин.

Генератор постоянного тока состоит из следующих основных частей (рис. 21): основания 1, на котором за­ креплены магниты для создания магнитного потока:

Рис. 21. Составные части генератора:

1 — основание; 2 — якорь; 3 — коллектор; 4 — траверса со щеткодержателями; 5 — крышки с подшипниками

якоря 2 с уложенными в нем витками, в которых ин­ дуктируется э.д.с.; расположенного на якоре коллек­

Машины постоянного тока изготовляются как двух­ полюсными, так и- многополюсными.

Магнитный поток генератора создается током воз­ буждения, который можно получить или от посторонне­ го источника, или от самого генератора. В зависимости от этого генераторы разделяются на две группы: гене­

раторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением.

Каждый генератор рассчитан на определенный ре­ жим работы. Такой режим работы характеризуется но­ минальной мощностью, номинальным напряжением, но­ минальным током и номинальной скоростью вращения. Все эти величины указываются на щитке генератора. Основные величины, определяющие работу генераторов, зависят друг от друга. Эта зависимость устанавливает­ ся с помощью характеристик. Наиболее важными харак­ теристиками генератора являются: характеристика хо­ лостого хода; внешняя характеристика; регулировочная характеристика.

§ 3. Типы генераторов постоянного тока

Рассмотрим принцип работы генератора с незави­ симым возбуждением. В нем обмотка возбуждения пи­ тается от отдельного источника постоянного тока (рис. 22,а). Данный генератор возбуждается при разомкну­ той внешней цепи. При изменении реостатом тока воз­ буждения величина э.д.с. также изменяется. Это изме­ нение показано на графике (рис. 22,6). При подключе­ нии нагрузки по образовавшейся цепи пойдет ток яко­ ря. При этом э.д.с. будет расходоваться на нагрузке и внутренней цепи якоря.

С увеличением тока якоря напряжение на зажимах генератора будет уменьшаться. В данных генераторах при увеличении нагрузки от холостого хода до нормаль­

52

с параллельным возбуждением; генераторы с последо­ вательным возбуждением; генераторы со смешанным возбуждением.

Генератор с самовозбуждением возбуждается толь­ ко в том случае, если его обесточенная магнитная си­ стема имеет слабое магнитное поле остаточного магне­ тизма.

На рис. 23,а представлен генератор параллельного возбуждения, в нем цепь возбуждения подключена па­

раллелы-ю обмотке якоря. Ток якоря в данном генера­ торе разветвляется на ток возбуждения и ток нагрузки. Шунтовая обмотка обладает большим сопротивлением, поэтому ток возбуждения мал и равен 2—3% от вели­ чины тока якоря.

Характеристики генератора параллельного возбуж­ дения приведены на рис. 23,6.

Схема генератора последовательного возбуждения представлена на рис. 24. Обмотка возбуждения такого генератора соединяется последовательно с обмоткой якоря. Данный генератор обладает большими недостат­ ками. Так как ток в обмотке якоря и в обмотке возбуж­ дения одинаков, то э.д.с. генератора зависит от нагруз­

ки.

53

§ 4. Электродвигатели постоянного тока

Электрические машины постоянного тока, преобра­ зующие электрическую энергию в механическую, назы­ ваются электродвигателями.

Принцип их действия основан на явлении взаимо­ действия проводника с током. Вследствие вращения витка с током в магнитном поле в нем будет наводить­ ся обратная э.д.с.

При пускеэлектродвигателя обратная э.д.с. равна нулю. Так как сопротивление якоря очень мало, то в момент пуска через якорь пройдет большой пусковой ток, опасный для электродвигателя. Для ограничения пускового тока последовательно с обмоткой якоря вклю­ чается пусковой реостат. Направление вращения элек­ тродвигателя зависит от направления тока в обмотке якоря и от направления тока в обмотке возбуждения. Вследствие этого для изменения направления вращения электродвигателя необходимо изменить направление тока в какой-либо одной из обмоток.

По способу включения обмоток возбуждения элек­ тродвигатели, так же как и генераторы, делятся на три группы: электродвигатели параллельного, последова­ тельного и смешанного возбуждения. Устройство эдек-

51

тродвигателей всех этих групп аналогично устройству подобных генераторов.

§ 5. Генератор переменного тока

Электрические машины переменного тока, преобра­ зующие механическую энергию в электрическую, назы­ ваются генераторами переменного тока. Принцип дей­ ствия генератора переменного тока аналогичный прин­ ципу действия генератора постоянного тока. Отличие в устройстве состоит лишь в том, что в генераторе пе­ ременного тока обмотка якоря вместо коллектора под­ ключается к двум изолированным друг от друга токо­ съемным кольцам. За один оборот якоря полярность э.д.с. изменится два раза.

Следовательно, частота переменного тока находит­ ся в постоянной строгой зависимости от числа оборотов генератора. Электрические машины переменного тока, скорость вращения которых находится в строгой зави­ симости от частоты тока, называются синхронными ма­ шинами. Синхронные машины обратимы, их можно ис­ пользовать и как генераторы, и как электродвигатели. Синхронные генераторы бывают двух типов: генераторы трехфазного тока и генераторы однофазного тока.

Впервые синхронный трехфазный генератор построил М. О. Доливо-Добровольский в 1888 году. Сейчас по­ добный генератор является основным источником пере­ менного тока.

§ 6. Асинхронные электродвигатели

Электродвигатели переменного тока бывают асин­ хронные, синхронные и коллекторные. Наиболее широ­ кое распространение получили трехфазные асинхрон­ ные электродвигатели. Работа асинхронного двигателя основана на использовании вращающегося магнитного поля. Вращающееся магнитное поле можно получить вращением постоянного магнита вокруг его нейтраль­ ной линии.

В статоре трехфазного асинхронного двигателя вра­ щающееся магнитное поле получается при помощи трех­ фазного тока. На рис. 26,а схематически изображен статор, трехфазндгд асинхронного двигателя, В назад

55

статора уложены шесть проводников, попарно соединен­ ных между собой. Они являются сторонами трех ра­ мок, повернутых одна относительно другой на 120°. К рамкам подведем трехфазный ток, график которого показан на рис. 26,6. В первый момент ток в первой фа­ зе равен нулю, во второй фазе он отрицательный, а в третьей — положительный. Направление магнитного по-

Рис. 26. Схема и принцип действия асинхронного двига­ теля

ля статора показано стрелкой. Во второй момент ток во второй фазе равен нулю, в первой — положительный, а в третьей — отрицательный. Поле направлено вверх. Так как ток изменяется не скачкообразно, а плавно, следовательно, и магнитное поле, образованное этими токами, плавно изменит свое положение на 120°. Если рассмотреть третье положение, то мы убедимся, что магнитное поле вновь изменит свое положение на 120°. Таким образом, можно сделать вывод, что магнитное поле статора непрерывно вращается по часовой стрел­ ке.

Конструктивный состав двигателя показан на рис. 27. Принцип действия асинхронного двигателя заключает­ ся в следующем: вращающееся магнитное поле стато­ ра наводит э.д.с. в роторе, которая создает ток. Так как стержни ротора соединены между собой, по ним пойдет большой ток. По правилу Ленца наведенная э.д.с в ро­ торе будет препятствовать силе, создавшей ее. Так как

56