больше, так как многополюсная машина аналогична двухполюсной с большей скоростью вращения якоря. В многополюсных машинах ставится не одна пара щеток, а несколько. Поэтому обмотка их якоря разбивается не на две, а на 2а параллельных ветвей. Для многополюсной машины формула для э. д. с. в роторе запишется следующим образом:

E{iOmWpnm){Nl2a-\). - (3.4)

Сила, действующая на проводник стоком /, находящийся в магнитном поле, по определению магнитной индукции будет

F = /[B/]. . (3.5)

В воздушном зазоре машины индукция направлена по радиусу и, следовательно, д1ормальна к активным сторонам секции обмотки якоря. Ток якоря /я распределяется поровну между двумя параллельными ветвями и сила, действующая на одну сторону секции намотки,

Fi = B,lwIj2. (3.6)

Эта сила действует по касательной к окружности ротора и каждая из секций создаф- момент

M, = B,plDwIj2 = OJ,w/n. (3.7)

Момент, создаваемый всеми секциями обмотки якоря, определяется, так же как и э. д. с, числом тех секций, активные стороны которых находятся под разными полюсами, т. е. 2 (Л 2 - 1). Поэтому

M = M,2(N/2-l) = 20J,w{l/n)(N/2-l). (3.8)

Если в машине р пар полюсов и число параллельных ветвей в обмотке якоря 2а, то

M = 2pOJ,w{\fn){N/2a-l). (3.9)

Данный механический момент определяет лишь силы электромеханического взаимодействия магнитного поля статора и токов ротора.

Если машина работает генератором, то двигатель, вращающий- ротор, должен развивать момент, больший, чем определенный по (3.9), так как он преодолевает и моменты сил трения, возникающие в опорах и из-за трения о воздух, и моменты, создаваемые силами взаимодействия вихревых токов в сердечнике якоря с магнитным полем возбуждения. Если машина работает двигателем, то из-за потерь (механических и электрических) в нагрузку передается момент, меньший определяемого (3.9).

В приведенном рассмотрении не учитывается вторичное магнитное поле, возбуждаемое в машине токами, протекающими по обмотке якоря (реакция якоря). Это вторичное поле отрицательно сказывается на показателях машины. Уменьшается э. д. с, наводимая в обмотках якоря, возникает искрение под щетками.

Вторичное магнитное поле направлено вдоль геометрической нейтрали и замыкается через ярмо и полюсные наконечники (рис. 3.6, а).

Результирующее поле машины (рис. 3.6, б) из-за реакции якоря оказывается искаженным. В генераторе поле скашивается по направлению вращения якоря, а в двигателе - навстречу ему. Щетки сдвигаются с нейтрали и в некоторых активных проводниках обмотки

Рис. 3.6

якоря развиваются э. д. с, встречные остальным. Из-за этого уменьшается э. д. с, наводимая в обмотке якоря. Под щетками, которые закорачивают пластины коллектора, подсоединенные к секции обмотки с ненулевой э. д. с, возникает искрение.

Уменьшается э. д. с. обмотки якоря и потому, что вторичный магнитный поток приводит к насыщению стали основного полюса в той

0 и ef

Рис. 3.7

ОВщ и IS

о' \о

его части, где происходит объединение двух потоков. Поэтому из-за реакции якоря уменьшается основной магнитный поток.

Для уменьшения вторичного магнитного потока в машине предусматриваются дополнительные полюса возбуждения. Создаваемый ими магнитный поток направлен встречно вторичному потоку и компенсирует его.

Магнитный поток возбуждения машины создается током, протекающим по обмоткам ее полюсов. Ток в обмотках возбуждения может быть получен как от отдельного источника постоянного напряжения, так и от э. д. с, наводимой в якоре машины. В первомслучае машина имеет независимое возбуждение (рис. 3.7, а), а во втором - в зависимости от способа присоединения обмотки возбуждения к якорю либо с параллельным (рис. 3.7, б), либо с последовательным (рис. 3.7, в) возбуждением. Применяются машины и со смешанным возбуждением (рис. 3.7, г), у которых одна обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря, а другая параллельно ей. Схема включения обмоток возбуждения определяет характеристики машины постоянного тока.

§ 3.2. Характеристики генераторов постоянного тока

Внетпняя характеристика генератора постоянного тока определяет зависимость напряжения, снимаемого с его щеток, от тока нагрузки (якоря) при постоянной скорости вращения якоря. Вид внешней характеристики зависит от способа возбуждения машины. У генератора с независимым возбуждением (его магнитный поток возбуждения может создаваться и постоянным магнитом) внешняя характеристика весьма полога (рис. 3.8). Напряжение на ее выходе отличается от индуктируемой в якоре э. д. с. лишь из-за падения

напряжения, создаваемого током якоря ц /я на относительно малом сопротивле-

нии его обмотки Го и сопротивлении ще- точных контактов Гщ!

U=E-hr (3.10)

-J- где г„ = Го -f

° Если бы э. д. с, индуктируемая в

Рис. 3.8 обмотке якоря, не зависела от тока

якоря, то внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением была бы линейной. Однако из-за реакции якоря с ростом -тока якоря наводимая в его обмотках э. д. с. уменьшается. Из-за этого внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением нелинейна и ее наклон всегда больше г„.

Другой важной характеристикой генератора с независимым возбуждением является характеристика холостого хо-д а. Она снимается при отключенной нагрузке и определяет зависимость э. д. с, развиваемой якорем, от тока обмотки возбуждения. Эта характеристика повторяет кривую намагничивания магнитопровода машины, а ее масштаб зависит от частоты вращения якоря (рис; 3.9).

Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением на начальном участке (рис. 3.10) спадает с ростом тока якоря несколько быстрее, чем у генератора с независимым возбуждением. Связано это с тем, что поток возбуждения такого генератора зависит