CCI20111111147

W przypadku zaś pracy maszyny jako silnika siłę elektromotoryczną wytworzoną w tworniku nazywamy siłą przeciwelektromo-toryczną; jest ona mniejsza od napięcia na zaciskach silnika o wartość spadku napięcia na uzwojeniu silnika.

W maszynie prądu stałego niezależnie od rodzaju jej pracy (prądnica czy silnik) boki zwojów uzwojenia wirnika wiodące prąd znajdują się w głównym polu magnetycznym maszyny, dlatego na każdym bok działa siła F_b określona wzorem

F_b = B|_rI_bZ_b    (12-2)

gdzie: B_śr — wartość średnia indukcji magnetycznej,

I_b — natężenie prądu w boku zwoju, l_b — długość czynna boku przewodu.

W przypadku pracy maszyny jako prądnicy siły działające na boki uzwojenia twornika wytworzą na jego obwodzie moment przeciwdziałający ruchowi wirowemu twornika. Moment ten przeciwdziała momentowi silnika napędzającego prądnicę, jest to tzw. moment hamujący. A zatem silnik napędzający prądnicę musi wytworzyć moment napędowy równy momentowi hamującemu i skierowany przeciwnie.

W przypadku pracy maszyny jako silnika moment wytwarzający się na obwodzie twornika będzie miał zwrot zgodny z kierunkiem wirowania tego silnika. Momentem hamującym w tym wypadku będzie moment wytwarzany przez maszynę napędzaną silnikiem. Wartość momentu wytwarzanego w uzwojeniu wirnika można wyrazić wzorem

M = C_Mm    (12-3)

gdzie: C_M — uwzględnia podobnie jak we wzorze (12-1) cechy konstrukcyjne maszyny,

0    — wyraża strumień magnetyczny wychodzący lub

wchodzący do bieguna magnetycznego,

1    — natężenie prądu w wirniku.

Ze wzoru tego wynika, że moment obrotowy maszyny prądu stałego jest wprost proporcjonalny do strumienia magnetycznego i do natężenia prądu twornika.

Z zależności (12-3) wynika także, że w przypadku, gdy maszyna pracuje jako prądnica, przy wzroście obciążenia, czyli przy wzroście prądu I, zwiększa się moment hamujący M na obwodzie twornika, dla którego pokonania silnik napędowy musi wytworzyć większy moment; to pociąga za sobą większe zużycie pary, paliwa albo wody w zależności od rodzaju materiału czynnego silnika napędzającego prądnicę. Gdy maszyna pracuje jako silnik elektryczny, ze wzrostem obciążenia musi wzrosnąć jej moment napędowy, co następuje wskutek wzrostu natężenia prądu pobieranego przez silnik z sieci zasilającej.

/ O i- wh

12.4. Oddziaływanie twornilsa'

W maszynach prądu stałego (prądnicach i silnikach) pole magnetyczne główne jest wytwarzane przez elektromagnesy. Na rys. 12-9 a przedstawiono przebieg linii indukcji magnetycznej pola głównego maszyny dwubiegunowej wówczas, gdy w uzwojeniu twornika nie ma prądu. Oś strefy obojętnej jest prostopadła do osi magnesów.

Jeżeli przez uzwojenie twornika maszyny obciążonej popłynie prąd, to wytwarza on pole magnetyczne w rdzeniu twornika. Przebieg linii magnetycznych tego pola przedstawiono na rys. 12-9 b, na którym oś tego pola zgodna jest ■ osią strefy obojętnej twornika, wobec czego pole to nazywamy polem poprzecznym. Gdy maszyna jest obciążona, występują w niej oba pola magnetyczne — główne i poprzeczne, które wytwarzają wypadkowe pole magnetyczne. Rys. 12-9 c przedstawia przebieg linii magnetycznych takiego pola wypadkowego dla maszyny pracującej jako prądnica. Na tym rysunku oznaczono kierunek wirowania twornika i widać, że po stronie lewej od osi biegunów magnetycznych w części górnej nastąpiło osłabienie pola, po stronie zaś prawej wzmocnienie, w części dolnej — odwrotnie — po stronie lewej wzmocnienie, po stronie prawej osłabienie. Wynika to z przebiegu linii magnetycznych pól głównego i poprzecznego; w miejscach, gdzie nastąpiło osłabienie pola, linie magnetyczne obu pól mają zwroty przeciwne, a tam, gdzie nastąpiło wzmocnienie — zwroty zgodne. Bezpośrednim skutkiem tego zniekształcenia pola jest przesunięcie jego strefy obojętnej o pewien kąt |5 od położenia poprzedniego w kierunku wirowania twornika prądnicy. Zakładając pracę maszyny jako silnika, na podstawie takiego samego rozumowania doj-

295