Электродвижущая сила якоря
Классификация и параметры генераторов постоянного тока
Воснову классификации генераторов постоянного тока положен вид источника питания обмотки возбуждения. Различают:
1) генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых питается от постороннего источника (аккумулятора или другого источника постоянного тока). У генераторов малой мощности (десятки ватт) основной магнитный поток может создаваться постоянными магнитами;
2) генераторы, с самовозбуждением, обмотка возбуждения которых питается от самого генератора. По схеме соединения обмоток якоря и возбуждения по отношению к внешней цепи бывают: генераторы параллельного возбуждения, у которых обмотка возбуждения включена параллельно с обмоткой якоря (шунтовые генераторы); генераторы последовательного возбуждения, у которых эти обмотки включены последовательно (сериесные генераторы); генераторы смешанного возбуждения, у которых одна обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря, а вторая – последовательно (компаундные генераторы).
Номинальный режим генератора постоянного тока определяется номинальной мощностью – мощностью, отдаваемой генератором приемнику; номинальным напряжением на зажимах обмотки якоря; номинальным током якоря; током возбуждения; номинальной частотой вращения якоря. Эти величины обычно указываются в паспорте генератора.
Электродвижущая сила обмотки якоряпредставляет собой ЭДС, которая индуцируется в обмотке и измеряется между разнополярными щетками. Следовательно, ЭДС якоря Е может быть вычислена как алгебраическая сумма мгновенных значений ЭДС в проводниках обмотки, входящих в одну параллельную ветвь:
где N – число проводников в обмотке якоря; а – число пар параллельных ветвей; N/(2a) – число проводников, входящих в одну параллельную ветвь; ех – мгновенное значение ЭДС в проводнике х; Вх – магнитная индукция в той точке окружности якоря, в которой расположен проводник х.
При вращении якоря число проводников в параллельной ветви не меняется и при достаточно большом количестве пазов якоря и числе проводников в обмотке якоря места положения проводников, образующих параллельную ветвь, остаются неизменными в пространстве между полюсами. Это позволяет заменить сумму магнитных индукций Вх произведением среднего значения магнитной индукции Вср на число слагаемых:
Тогда
Длина окружности якоря, приходящаяся на один полюс, называется полюсным делением:
где D – диаметр якоря; р – число пар полюсов.
Поэтому, воспользовавшись соотношением между линейной скоростью и частотой вращения , получим , где п – частота вращения, об/мин.
Таким образом, ЭДС якоря
где - магнитный поток.
Для конкретной машины значения р, N и а являются постоянными. Поэтому коэффициент , а ЭДС якоря машины постоянного тока
Итак, для изменения ЭДС якоря генератора необходимо изменить либо магнитный поток путем изменения тока возбуждения, либо частоту вращения двигателя, вращающего якорь генератора.