Электродвижущая сила якоря

Рассмотрим один виток обмотки, состоящий из двух диаметрально противоположных проводников расположенных на якоре машины и вращающихся с частотой n (Рис.6.2). Он является источником переменной электродвижущей силы. Эта ЭДС равна нулю, когда виток проходит геометрическую нейтраль и максимальна, когда он проходит ось полюсов N-S. Расположим на якоре множество витков, идентичных ранее рассмотренному, и соединим их последовательно.

Проводники находящиеся слева от геометрической нейтрали являются источниками ЭДС одного направления, а справа источниками ЭДС противоположного направления.

Рис.6.2. Рис.6.3

Если представим все наводимые ЭДС в виде источников (E), то получим эквивалентную электрическую схему (Рис.6.3.). Когда якорь вращается напряжение между точками К и М почти постоянно. Если точки К и М не соединены с внешней цепью, то нет тока в обмотках. Если теперь соединить точки К и М с внешней цепью, то две группы витков (две группы источников на рис. 9.3.), называемые параллельными ветвями будут создавать электрический ток

I = I/2 + I/2.

Понятно, что каждая ЭДС переменна и реально существует пульсация ЭДС (Рис.6.4.). Амплитуда пульсации уменьшается с ростом числа пластин коллектора (т.е. параллельных ветвей обмотки). Для 50 пластин пульсация равна 0.4% от среднего значения ЭДС Е. То есть практически можно считать ЭДС Е постоянной. В этом случае коллектор и щетки осуществляют контакт между обмоткой якоря и внешней цепью и выполняют функцию механического выпрямителя.

Рис.6.4.

Электродвижущая сила для одного проводника будет

Так как магнитный поток проходит два воздушных зазора, то DF = 2 Fp

и Dt = 1/n, где n - частота вращения и тогда E = 2 n Fp.

Если число проводников N, то число витков N/2. Поэтому для двухполюсной машины ЭДС будет E = N n Fp.

Назовем " 2p" число полюсов и " 2a" число параллельных ветвей, тогда для многополюсной машины получим следующую формулу: