CCI20111111146

12.2. Obwód magnetyczny maszyny prądu stałego

Umieszczone na obwodzie wewnętrznym stojana (jarzma) elektromagnesy wytwarzają pole magnetyczne, zwane polem głównym.

Rdzenie elektromagnesów są zakończone nabiegunnikami. Te ostatnie przyczyniają się do bardziej równomiernego rozkładu pola magnetycznego.

Rys. 12-7. Obwód magnetyczny maszyny dwubiegunowej:

1 — rdzeń elektromagnesu, 2 — na-biegunnik, 3 — rdzeń wirnika

Na rdzeniach elektromagnesów N i S umieszczone są cewki uzwojenia wzbudzającego (rys. 12-7 i 12-8) wykonane z drutu izolowanego. Przez uzwojenie elektromagnesów podczas pracy maszyny płynie tzw. prąd magnesujący albo wzbudzający, który wznieca strumień magnetyczny maszyny.

Na rys. 12-7 przedstawiono obwód magnetyczny maszyny dwubiegunowej, na rys. 12-8 — obwód maszyny czterobiegunowej.

Rys. 12-8. Połowa obwodu magnetycznego maszyny czterobiegunowej

Zwrot strumienia magnetycznego zależy od zwrotu prądu w uzwojeniach elektromagnesów. Obwód magnetyczny, jak to widać z rysunków, przebiega przez rdzeń elektromagnesu N, następnie przez szczelinę powietrzną trafia do rdzenia twornika, przechodzi ponownie przez szczelinę powietrzną do rdzenia elektromagnesu S. Po dojściu do jarzma rozgałęzia się i dochodzi do rdzenia elektromagnesu N.

Ze względu na znaczny opór magnetyczny powietrza — budując maszyny — dąży się do jak najmnie jszego wymiaru szczeliny powietrznej, przez co dla wytworzenia strumienia magnetycznego wystarcza mniejsza liczba amperozwojów. W obecnie budowanych maszynach prądu stałego wymiar szczeliny powietrznej wynosi około l-h2 mm.

12.3. Siła elektromotoryczna i moment obrotowy maszyn prądu stałego

Podczas wirowania maszyny prądu stałego niezależnie od tego czy pracuje ona jako prądnica, czy też jako silnik, w wirniku indukuje się s.em. Wartość tej s.em. zależy od strumienia magnetycznego, prędkości obrotowej twornika oraz od cech konstrukcyjnych maszyny, tj. od liczby zwojów, rodzaju uzwojenia i liczby par biegunów magnetycznych. Indukującą się w tworniku s.em. określa wzór

E = C_E O • n    (12-1)

gdzie: C_E — współczynnik proporcjonalności uwzględniający cechy konstrukcyjne maszyny, który jest wielkością stałą dla danej maszyny,

<ł> — strumień magnetyczny wytworzony przez jedną parę biegunów,

n — prędkość obrotowa twornika w obrotach na minutę.

Ze wzoru tego wynika, że s.em. indukowana w maszynie jest wprost proporcjonalna do strumienia magnetycznego $ i do prędkości obrotowej n. Z zależności tej wynika, że wartość s.em. można regulować bądź to przez zmianę strumienia magnetycznego, bądź przez zmianę prędkości obrotowej twornika.

W przypadku pracy maszyny jako prądnicy siła elektromotoryczna jest większa od napięcia na zaciskach prądnicy o wartość spadku napięcia na uzwojeniu twornika prądnicy (o czym będzie mowa później).

293