Принцип действия электрических машин постоянного тока

Правило Буравчика:

Если поступательное движение Буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то вращательное движение его рукоятки указывает направление магнитных линий поля, образующегося вокруг этого проводника

 

Определение направления силы Ампера (правило левой руки):

 

Вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле. Если проводник с током поместить внутрь другого магнитного поля, то в результате взаимодействия двух магнитных полей образуется выталкивающая сила F, направление которой определяется по Правилу левой руки:

Если ладонь левой руки расположить так, чтобы магнитные силовые линии входили в ладонь, а 4 пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление действия выталкивающей силы.

Таким образом, зная направление тока в проводнике и это простое правило, можно определить направление вращения якоря электродвигателя, а если изменить направление тока в якоре или в главных полюсах, то изменится и направление выталкивающей силы, действующей на проводник с током.

 

Если рамку, сделанную из проводника, закрепить на оси и подключить её к источнику ЭДС, то по проводнику начнёт протекать ток, создавая вокруг него магнитное поле. Взаимодействие магнитного поля, созданного полюсами, с магнитным полем вокруг проводника приведёт к возникновению выталкивающей силы. Если, допустим, под северным полюсом направление тока в рамке «от нас», то на верхнюю часть рамки будут действовать силы, направленные влево, а под южным – вправо. В результате взаимодействия этих сил создаётся вращающий момент и рамка начинает вращаться вместе с осью в направлении действия выталкивающей силы.

При этом рамка и ось будут вращаться рывками каждые пол-оборота. Если же на оси закрепить несколько подобных рамок (по окружности) и обеспечить подачу на них питания строго в момент нахождения рамки под полюсами, то вращение оси будет непрерывным. Таким образом, если данную ось (вал) соединить через карданную муфту с редуктором колёсной пары, то она начнёт вращаться, приводя в движение вагон. Если в два раза увеличить количество полюсов, то вращающий момент (сила тяги) увеличится также вдвое.

Принцип работы ДК-108, ДК-117 в тяговом режиме:

основан на использовании взаимодействия тока, протекающего по проводникам якоря, с магнитным потоком главных полюсов. В результате взаимодействия, на каждый проводник с током действует электромагнитная сила, величина которой прямо пропорциональна току и магнитному потоку F ~ (I, В), где I – ток якоря, В – магнитная индукция.

Направление силы определяется по правилу левой руки. Сила создает вращающий момент Мвр., который приводит якорь с проводниками во вращение.

 

Определение направления ЭДС индукции (правило правой руки):

 

Если в магнитное поле поместить проводник и перемещать его так, чтобы он пересекал силовые линии внешнего магнитного поля, то в проводнике возникнет электродвижущая сила, называемая ЭДС индукции. ЭДС индукции возникнет в проводнике даже в том случае, если сам проводник останется неподвижным, а перемещаться будет магнитное поле, пересекая проводник своими силовыми линиями. Если проводник, в котором наводится ЭДС индукции, замкнуть на какую-либо внешнюю цепь, то под действием этой ЭДС по цепи потечёт электрический ток, называемый индукционным током. Явление возникновения ЭДС в проводнике при пересечении его силовыми линиями магнитного поля называется электромагнитной индукцией. Иными словами: электромагнитная индукция - это процесс превращения механической энергии в электрическую.

 Направление ЭДС определяется по Правилу правой руки:

 Если ладонь правой руки расположить так, чтобы в неё входили силовые линии магнитного поля от обмоток возбуждения, а отогнутый большой палец направить по направлению вращения якоря, то 4 вытянутых пальца укажут направление ЭДС.

Принцип работы ДК-108, ДК-117 в тормозном (генераторном) режиме:

основан на использовании явления электромагнитной индукции. Согласно этому явлению, в проводниках якоря, пересекающих силовые линии магнитного поля главных полюсов, индуктируется электродвижущая сила Е – ЭДС индукции, величина которой прямо пропорциональна скорости вращения якоря и величине магнитного потока полюсов: Е ~ (n, Ф), где n – скорость вращения якоря, Ф – основной магнитный поток.

Направление ЭДС определяется по правилу правой руки. Так как все проводники якоря соединены последовательно, то ЭДС всех проводников складываются, создавая ЭДС генератора. Таким образом, при движении вагона на выбеге, за счет остаточного магнитного потока главных полюсов, тяговая электрическая машина вырабатывает ЭДС, то есть превращается в генератор. При замыкании цепи якоря на нагрузку (пуско-тормозное сопротивление) по проводникам начинает протекать ток, имеющий направление, совпадающее с направлением ЭДС. С этого момента начинается взаимодействие проводника с током и магнитного поля (возникает электромагнитная сила). В результате этого взаимодействия к якорю прикладывается момент силы, направление которого противоположно направлению вращения якоря (определяется по правилу левой руки). Следовательно, скорость вращения якоря будет уменьшаться.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: