§ 4.1. Вираз для електрорушійної сили обмотки якоря

ГЛАВА IV
ХОЛОСТИЙ ХІД МАШИНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

При холостому ході машини постійного струму в режимі генератора якір приводиться в обертання привідним двигуном при розімкнутому електричному колі його. У цьому випадку в обмотці якоря индуцируется е.р.с., а струм у колі відсутній. При холостому ході машини вихідна напруга на її затискачах чисельно рівна е.р.с. однієї паралельної вітки обмотки якоря. На рис. 4.1 схематично представлена двохполюсна машина із замкнутою на себе обмоткою якоря, з якою умовно суміщений колектор. На цьому колекторі діаметрально поставлені дві щітки по лінії геометричної нейтралі. Щітки розбивають обмотку якоря в даному випадку на дві паралельні вітки, у яких дві рівні індуковані е.р.с. діють по відношенню до щіток паралельно. Сума цих е.р.с. у ланцюзі самої обмотки дорівнює нулю. Таким чином, напруга на затискачах машини постійного струму завжди визначається е.р.с. однієї паралельної вітки обмотки якоря. Далі приведемо вивід виразу для е.р.с. обмотки барабанного якоря і розглянемо напругу між сусідніми колекторними пластинами.

§ 4.1. Вираз для електрорушійної сили обмотки якоря
При виводі виразу для е.р.с. однієї паралельної вітки обмотки розглянемо рис. 4.2, на якому представлено в розгортці розподіл провідників однієї паралельної віток по колу якоря між двома різнополярними щітками на дузі полюсного кроку τ2. Там же зображені крива розподілу магнітної індукції в повітряному проміжку під полюсом з амплітудою Вδ між двома нейтральними зонами. Замінимо площу цієї кривої площею рівновеликого прямокутника з висотою Вδ і основою bо. У цьому випадку число активних провідників однієї паралельної вітки обмотки якоря, що перебувають під впливом індукції Вδ, дорівнює [N2/(2а)](b0/τ2), де N2 – загальне число провідників обмотки якоря, 2а – число паралельних віток обмотки, b0 – розрахункова полюсна дуга, см; τ2 = πDн2/(2р) – полюсний крок, см; DН2 – діаметр якоря, см; 2р – число полюсів машини.

При обертанні якоря в магнітному полі полюсів у кожному активному провіднику індукується однакова е.р.с. від перетину ними магнітної індукції Вδ у повітряному проміжку.
Величина е.р.с. (В) одного активного провідника за законом електромагнітної індукц

(4.1)
де l0 — довжина активного провідника в пазу якоря по осі вала, см; Вδ –індукція в повітряному проміжку під полюсом, Т; v2 = (πDH2/60)10-2 — окружна швидкість обертання якоря, м/с; п — швидкість обертання якоря, об/хв.
Загальна е.р. с. однієї паралельної віток обмотки якоря, або між двома різнополярними щітками (див. рис. 4.1),

(4.2)
де

— корисне магнітне поле полюса в повітряному проміжку, Вб.