книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил буквопечатающие телеграфные аппараты

да, или его магнитодвижущая сила, пропорциональны величине тока и количеству витков. Магнитодвижущая сила определяется произведением числа витков на вели­ чину тока, выраженную в амперах, и измеряется чис­ лом ампер-витков:

он будет втягиваться внутрь соленоида с силой, пропор­ циональной числу ампервитков. Способность со­ леноида (катушки) втяги­ вать железные детали ис­ пользуется в различных электротехнических уст­ ройствах и измеритель­ ных приборах.

Для того чтобы значи­ тельно усилить магнит­ ный поток, внутрь соле­ ноида вводят железный (стальной) стержень.

Соленоид с железным стержнем (сердечником) на­

сильнее, так как к магнитному полю соленоида прибав­ ляется магнитное поле сердечника. Поскольку число витков и магнитное поле сердечника для каждого элек­ тромагнита— величины постоянные, магнитный поток данного электромагнита, а следовательно, и сила при­ тяжения его будут зависеть от величины тока в об­ мотке.

Электромагниты могут быть неполяризованными и поляризованными.

Неполяризованный электромагнит (рис. 13) состоит из сердечника и обмотки.

31

Поляризованный электромагнит (рис. 14) представля­ ет собой соединение постоянного магнита с электромаг­ нитом.

Сердечник поляризованного электромагнита получает магнитную поляризацию от постоянного магнита. В по­ ляризованном электромагните при прохождении тока по

мотках.

Электромагниты широко используются в телеграфной технике, где они выполняют разнообразные функции: изменяют положение рычагов и деталей телеграфных аппаратов, пускают в ход или останавливают механиз­ мы, коррекционные, регулирующие и другие устройства.

Телеграфный электромагнит, кроме сердечника и об­ мотки, имеет еще якорь, с помощью которого и произ­ водится механическое перемещение деталей аппарата.

В телеграфной технике применяются также различ­ ного типа реле. Реле — это быстродействующий электро­ магнит, работа которого заключается только в переме­ щении якоря. Реле служит для замыкания, размыкания

обмотки включены в цепь, не выходящую за пределы станции.

Некоторые схемы электромагнитов и реле показаны на рис. 15.

Электромагниты, применяемые в телеграфных аппа­ ратах, должны работать быстро и четко. Поскольку те-

а

Рис. 15. Схемы электромагнита и реле:

леграфные электромагниты работают от тока, подво­ димого к ним с линии связи, а величина этого тока не­ большая, — они должны иметь следующие основные ка­ чества:

—сравнительно высокую чувствительность (малый ток срабатывания);

—небольшое время переброски якоря;

—устойчивость работы при длительной эксплуата­

ции;

—удобство регулировки.

ными и неподвижными частями, величиной тока в об­ мотках и т. д.

В качестве примера рассмотрим схему электромаг­

Электромагнит состоит из двух сердечников, закреп­ ленных на основании. Сердечники изготовлены из мяг­ кого железа. На сердечники надеты две катущки обмот­ ки из медной изолированной проволоки диаметром 0,15 мм, намотанной слоями. На концах сердечников для уменьшения магнитного сопротивления между якорем и

Рис. 16. Схема электромагнита телеграфного аппарата Т-51:

1 — основание электромагнита; 2 — сердечник; 3 — об­ мотка; 4 — полюсные наконечники; 5 — якорь; 6 — угольник

сердечниками укреплены полюсные надставки. Чтобы якорь не «прилипал» к надставкам, к одной из них кре­ пится латунный угольник. Все пять якорей электромаг­ нита изготовлены также из мягкого железа.

Когда в обмотку электромагнита ток не поступает, якорь оттянут от сердечника спиральной пружиной, за­ крепленной за конец якоря. Натяжение пружины, а сле­ довательно, и величину воздушного зазора между яко­ рем и сердечником можно регулировать.

При поступлении в обмотку тока возникающий маг­ нитный поток создает усилие и перемещает якорь, при­ жимая его к сердечнику.

Электромагнитная индукция

Если проводник перемещать в магнитном поле так, чтобы он пересекал магнитные силовые линии, то в этом проводнике возникнет ЭДС. Эта ЭДС называется и н-

34

д у к т и р о - в а н н о й (наведенной) ЭДС. Если проводник замкнуть на внешнюю цепь, то по нему потечет элек­ трический ток — индуктированный ток.

Явление возбуждения ЭДС в проводнике под влия­

Индуктированную ЭДС можно получить в провод­ нике, свитом в катушку, а также в том случае, если вместо постоянного магнита применять электромагнит. Катушка при этом превращается в соленоид.

Индуктированная ЭДС будет возникать не только при движении катушки (проводника) и электромагнита относительно друг друга, но и при отсутствии движе­ ния их, если величина тока в обмотке электромагнита меняется или ток периодически прерывается.

Величина индуктированной ЭДС пропорциональна магнитной индукции поля, длине проводника и скоро­ сти, с которой проводник движется в магнитном поле:

няя величину тока и, следовательно, магнитное поле, мы получим в цепи дополнительную энергию. Эта энергия (ЭДС), создающаяся в катушке при изменении ее соб­

растанию; при уменьшении тока ЭДС самоиндукции на­ правлена в ту же сторону, что и ЭДС источника тока.

Величина ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения магнитного потока и от индуктивности катуш­ ки, определяемой коэффициентом самоиндукции.

и магнитное поле, то во второй катушке появляется ин­ дуктированная ЭДС. В свою очередь изменение тока и магнитного ноля второй катушки вызовет индуктирован­ ную ЭДС в первой. Явление взаимного влияния кату­ шек называется в з а и м о и н д у к ц и е й . Единицей изме­ рения взаимоиндукции служит также генри.

Явление взаимоиндукции широко используется в электротехнике и радиотехнике. Например, в электротех­ нике явление взаимоиндукции используется в трансфор­ маторах, применяемых для повышения и понижения на­ пряжения переменного тока.

Катушки индуктивности различаются по способу на­ мотки и бывают однослойные, многослойные, бифилярные и др. Катушки могут быть с постоянной и пере­ менной индуктивностью; последние называются в а р и о ­ м е т р а м и .

Для увеличения индуктивности катушек в них вво­ дят специальные магнитные сердечники. Катушки с же­ лезным сердечником, имеющие большой коэффициент самоиндукции, называются д р о с с е л я м и .

Катушки, как и сопротивления, можно соединять по­ следовательно, параллельно и смешанным образом. При этом, если катушки расположены так, что их магнитные поля не взаимодействуют, расчет можно вести по фор­ мулам соединения сопротивлений. Если магнитные поля катушек взаимодействуют, расчеты ведут по сложным

.формулам, учитывающим взаимное расположение маг­ нитных полей, коэффициенты взаимной индукции и пр.

3 6

§ 8. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называются г е н е р а т о р а м и , а преоб­ разующие электрическую энергию в механическую — э л е к т р о д в и г а т е л я м и .

Генераторы и электродвигатели могут быть постоян­ ного и переменного тока. Кроме того, изготовляются электрические машины для преобразования постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого на­ пряжения или в переменный ток — у м ф о р м е р ы (пре­ образователи).

Генераторы постоянного тока

Принцип действия генератора основан на использо­ вании явления электромагнитной индукции. Последнее

направления. В это же время в полукольцах, перемещаю­ щихся против другого полюса магнита, возбуждается ЭДС противоположного направления. Поскольку полу­ кольца отделены друг от друга и под пластинками полу­ колец находятся контакты (щетки) на изолирующих прокладках, во внешней цепи направление тока меняться не будет. Однако ток будет изменяться по величине — пульсировать, так как при положении проводника (кольца) в вертикальном положении ЭДС в нем будет равна нулю.

3 7

Чтобы исключить пульсацию тока, вращают в маг­ нитном поле не один виток, а много, при этом вместо пары пластин применяют большее их количество, в за­ висимости от числа вращающихся витков.

Поскольку магнитное поле постоянного магнита не дает возможности регулировать величину индуктирован­ ной ЭДС, магнитное поле в генераторах создается элек­ тромагнитами.

Генератор постоянного тока имеет следующие основ­

сов) электромагнитов. На сердечники монтируются ка­ тушки. 'Система электромагнитов служит для создания магнитного поля; иногда ее -называют и н д у к т о р о м генератора.

2. Я к о р ь — вращающаяся часть генератора. Он со­ стоит из стальных пластин, покрытых лаком и собран­ ных в цилиндр, смонтированный на валу якоря. На внешней поверхности цилиндра прорезаны продольные пазы, в которые укладывается обмотка якоря. Обмотка

цилиндра и находится на одном валу с якорем. Он пред­ назначен для того, чтобы ЭДС, возникающую в обмот­ ках якоря, направить во внешнюю цепь в виде постоян­ ного тока.

4. Ще т к и , укрепленные в специальных держателях, они скользят по поверхности коллектора; щетки пред­ назначаются для съема тока с него. От них идут про­ вода к потребителю тока.

Величина ЭДС генератора постоянного тока пропор­ циональна количеству витков обмотки якоря, скорости вращения якоря и величине его магнитного поля. По­ следнее зависит от магнитного потока, создаваемого (возбуждаемого) полюсами электромагнита генератора.

По способу возбуждения магнитного поля статора генераторы постоянного тока бывают с н е з а в и с и м ы м в о з б у ж д е н и е м и с с а м о в о з б у ж д е н и е м .

В генераторах с независимым возбуждением пита­ ние обмоток электромагнитов производится от специ-

3 8

альиых возбудителей. Этот способ возбуждения приме­ няется сравнительно редко.

Вгенераторах с самовозбуждением питание обмо­ ток электромагнита производится от самого же генера­ тора, то есть он сам себя возбуждает.

Взависимости от способа подключения питания об­ моток возбуждения генераторы постоянного тока бы­

3. Г е н е р а т о р ы со с м е ш а н н ы м в о з б у ж д е ­ н и е м — имеются две обмотки возбуждения, из которых одна включена параллельно с обмоткой якоря и внеш­ ней цепью, вторая — последовательно. Основной магнит­ ный поток создается обмоткой, включенной параллельно, а последовательно подключенная обмотка служит для поддержания постоянного напряжения при увеличении нагрузки. Генераторы со смешанным возбуждением на­ зывают к о м п а у н д .н ы м и.

Генераторы постоянного тока имеют ту особенность, что они могут без конструктивных изменений работать как двигатели. Для этого достаточно к генератору под­ вести постоянный ток от внешнего источника тока. В свою очередь любой электродвигатель постоянного тока может стать генератором.

Двигатели постоянного тока

Электродвигатель (мотор) постоянного тока рабо­ тает, как и генератор, на принципе взаимодействия маг­ нитного поля электромагнита и помещенного в это поле проводника с током. Механическая сила, возникающая в результате этого взаимодействия, заставляет проводник (рамку) поворачиваться, а затем и вращаться.

Подобно генераторам электродвигатели постоянного тока могут быть трех типов: с параллельным, последо­ вательным или смешанным возбуждением (рис. 18).

39