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

У э л е к т р о д в и г а т е л я с п а р а л л е л ь н ы м В о з ­ б у ж д е н и е м обмотка возбуждения подключена параллельно с обмоткой якоря, а последовательно с ней включен регулировочный реостат. Последовательно с якорем включен пусковой реостат. Регулировочным

тем самым регулируется скорость вращения якоря электродвигателя. Пусковой реостат служит для уменьше­ ния пускового тока при запуске двигателя.

наибольшее усилие они развивают в момент их пуска. Поэтому такие электродвигатели применяют в тех слу­ чаях, когда в момент пуска необходимо преодолеть зна­ чительное сопротивление нагрузки, сопротивление при­ водимых электродвигателем в движение механизмов, устройств, деталей. Двигатели с последовательным воз­ буждением устанавливают в электропоездах, трамваях,

' кранах и т. д., а также в телеграфных аппаратах, в том числе в телеграфном буквопечатающем аппарате Т-51.

У электродвигателя с последовательным возбужде­ нием обмотка возбуждения подключается последователь­ но с обмоткой якоря (рис. 18,2). Магнитный поток у та­

40

кого электродвигателя изменяется в зависимости от на­ грузки, приложенной к валу якоря электродвигателя, поскольку ток, потребляемый им, последовательно про­ ходит через якорь и обмотку 'возбуждения. Иначе го­ воря, магнитный поток зависит от тока якоря.

Скорость вращения якоря электродвигателя опреде­ ляется по формуле:

n = u ~ !* R?-

СФ

где п — скорость вращения якоря, об/мин; U — напряжение сети;

/яЯя — ток и сопротивление якоря;

Ф— магнитный поток;

С—'постоянный коэффициент, характеризующий

данный электродвигатель.

Из формулы следует, что при увеличении нагрузки скорость вращения якоря падает, при уменьшении на­ грузки скорость вращения якоря увеличивается. Послед­ нее означает, что при отсутствии нагрузки скорость вра­ щения может возрасти до такой величины, когда дви­ гатель пойдет «вразнос».

Скорость вращения якоря регулируется реостатом, включенным параллельно обмотке возбуждения. Пуск двигателя осуществляется пусковым реостатом.

Электродвигатели с последовательным возбуждени­ ем называют также с е р и е е н ы м и электродвигателями. Они обладают рядом свойств, благодаря которым и применяются в телеграфных аппаратах:

— при пуске в ход и при увеличении нагрузки дви­ гатель развивает большое вращающее усилие; двигатель можно пускать при подключенной нагрузке;

■— с изменением нагрузки изменяется скорость вра­

щения якоря;

— электродвигатель потребляет от сети значительно меньший ток, чем двигатели другого типа; ток, потреб­ ляемый электродвигателем, с увеличением нагрузки ма­

ло увеличивается.

Э л е к т р о д в и г а т е л и со с м е ш а н н ы м в о з ­

41

кам к электродвигателю с параллельным возбуждением. Вторая обмотка возбуждения, включенная последова­ тельно с обмоткой якоря, необходима для развития дви­ гателем большого вращающего усилия в момент пуска.

§ 9. ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Переменным называется такой электрический ток, который с течением времени изменяется по направ­ лению и величине. Обычно эти изменения происходят периодически через равные промежутки времени; такой ток называют периодическим переменным током. Если представить изменение тока графически, то кривая ли­ ния, отображающая изменение силы (или напряжения) переменного тока, будет иметь вид синусоиды (рис. 19).

Рис. 19. Кривая изменения переменного тока (си­ нусоида)

Для характеристики переменного тока, кроме значе­

нение как в одном, так и в другом направлении. Период обозначается буквой Т и измеряется в секундах.

Ч а с т о т а переменного тока — это число полных пе­ риодов (колебаний) в 1 секунду. Частота обозначается

42

буквой / и исчисляется в периодах в секунду (пер/сек)

поступает во внеш­ нюю цепь. Схема простейшего генератора переменного тока показана на рис. 2 0 .

Вокруг оси в магнитном поле вращается виток про­ водника. Один конец проводника а подключен к мед­ ному контактному кольцу 1, второй конец б — к такому же кольцу 2. Кольца вращаются вместе с витком. По кольцам скользят медно-графитовые щетки. При вра­ щении рамки в ней возникает ЭДС, переменная по ве­ личине и направлению. Когда сторона витка а будет проходить под северным полюсом магнита, ток в ней

4 3

пойдет слева направо, в это время сторона б будет Дад южным полюсом магнита и ток в ней пойдет справа налево, то есть обе ЭДС сложатся и ток будет идти от кольца 1 к кольцу 2. Через пол-оборота вращения рамки стороны витка а и б поменяются местами и ток потечет в обратном направлении — от кольца 2 к коль­

цу 1.

Проходя около полюсов, стороны витка будут пере­ секать наибольшее число силовых магнитных линий, поэтому ток будет максимальным. Когда виток располо­ жен горизонтально, он будет находиться параллельно магнитным силовым линиям — это соответствует мини­

муму тока.

Таким образом, за каждый оборот витка во внеш­ ней цепи электрический ток будет изменять направле­ ние и величину.

Если виток проводника — якорь генератора с одним витком обмотки — совершает один оборот в секунду, то частота тока будет равна одному периоду в секунду, то есть одному герцу.

Но якорь генератора можно вращать с большей ско­ ростью, и не между парой полюсов электромагнита, а между несколькими парами, и тем самым изменить ча­ стоту тока.

Частота тока определяется по формуле:

ток, имеющий частоту 50 гц. В специальных установках (радиотехническая, самолетная бортовая аппаратура) применяется переменный ток с частотой 400 гц.

Трехфазный переменный ток

/Переменный ток, который мы рассматривали выше, называется о д н о ф а з н ы м , он получается при вра­ щении в магнитном поле одной обмотки.

При вращении в одном магнитном поле трех само­ стоятельных обмоток с одинаковым числом витков, раз­

44

если ротор генератора будет электромагнитом, обмотка которого будет обмоткой возбуждения. В этом случае на статоре генератора размещают на равных расстоя­ ниях катушки, в которых и индуктируется ЭДС при вращении ротора.

Трехфазный ток представляет собой сочетание трех однофазных токов одинаковой частоты. Каждый из то­ ков сдвинут по фазе один относительно другого на угол в 120°, то есть на третью часть периода.

Графически трехфазный ток может быть представлен как три синусоиды, наложенные друг на друга со сдви­ гом на равные промежутки (рис. 2 1 ).

Рис. 21. Взаимное расположение синусоид ЭДС трехфаз­ ного генератора:

А, В, С — обмотки статора

Генератор однофазного переменного тока

Генераторы переменного тока небольших мощностей (до 20—30 кет) строятся с вращающимся якорем и неподвижным статором, состоящим из станины, на ко­ торой укреплены полюсные сердечники с катушками. Такие генераторы имеют следующие основные части: статор, якорь, токосъемные кольца и щеткодержатели со щетками.

4 5

В генераторах большей мощности и напряжения, с! целью избежать применения скользящих контактов, де­ лают неподвижным якорь, а вращающимся — электро­ магнит (ротор). При этом ротор для уменьшения числа оборотов может быть двух-, четырех- и шестиполюсный.

Возбуждение обмотки электромагнита осуществляет­ ся постоянным током небольшой величины через кон­ тактные кольца.

Силовые линии магнитного поля ротора, пересекая обмотки статора, индуктируют в них переменную ЭДС. Направление и величина переменного тока пропорцио­ нальны скорости вращения ротора, поэтому такие гене­ раторы называются с и н х р о н н ы м и .

Генератор трехфазного переменного тока

Как уже говорилось выше, генератор трехфазного переменного тока имеет на статоре три обмотки, сдви-i нутые одна относительно другой на 120° по окружности

соединены двумя способами: звездой или треуголь­ ником.

Рис. 22. Соединение обмоток генератора и потребителей звездой:

U ч — линейное напряжение

4 6

Электродвигатели переменного тока

Электродвигатели (моторы) переменного тока очень широко используются во всех областях техники. Приме­ няются электродвигатели двух типов: синхронные и асинхронные.

С и н х р о н н ы е э л е к т р о д в и г а т е л и по своему устройству не отличаются от синхронных генераторов переменного тока. Они могут быть как однофазными, так и трехфазными.

Синхронный электродвигатель имеет статор с обмот­ ками, питаемыми переменным током, и вращающийся ротор с электромагнитом, обмотка возбуждения кото­ рого питается постоянным током.

Ротор синхронного двигателя должен вращаться с определенной скоростью, равной скорости вращения магнитного поля статора, в противном случае он оста­ новится. Синхронный электродвигатель можно запу­ стить, только доведя скорость вращения ротора с по­ мощью вспомогательного устройства до определенного синхронного числа оборотов. Начать вращаться само­ стоятельно ротор синхронного двигателя не может. В си­ лу этих причин синхронные электродвигатели не находят широкого применения.

А с и н х р о н н ы е э л е к т р о д в и г а т е л и построе­ ны на принципе использования вращающегося магнит­ ного поля. Если во вращающееся магнитное поле поме­

его за собой, придадут ротору вращательное движение. Вращающееся магнитное поле создается трехфазным током, поступающим последовательно в каждую из трех обмоток статора. Вращающееся магнитное поле статора индуктирует в обмотке ротора ток и увлекает ротор за собой. При этом скорость вращения ротора не будет совпадать со скоростью вращения магнитного поля ста­ тора, она будет меньше: при холостом ходе двигателя —

на 3%, при нагрузке — на 5—7%.

§ 10. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформаторами называют приборы, предназначен­ ные для повышения или понижения напряжения в цепи переменного тока без изменения его частоты.

48

Наиболее простой по конструкции трансформатор (рис. 24) состоит из двух обмоток, намотанных на один общий сердечник. Обмотка, на которую подается пре­ образуемое напряжение (от генератора), называют пер­ вичной, обмотка, с которой снимается преобразованное напряжение, — вторичной. Сердечник служит для уси­ ления магнитного поля трансформатора. Изготовляются

Рис. 24. Схема трансформатора:

трансформаторы и без сердечника; они используются в

напряжение.

Работа трансформатора основана на использовании закона электромагнитной индукции. Ток, проходящий по первичной обмотке, создает переменное магнитное поле, изменяющееся с частотой переменного тока, и индукти­ рует во вторичной обмотке переменную ЭДС.

Величина ЭДС, индуктируемой во вторичной обмотке,

будет уменьшаться, так как мощность при трансформа­ ции остается неизменной.

Качество трансформатора характеризуется коэффи­