§ 1.3. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ. КОНСТРУКЦИЯ и ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

в данном параграфе рассмотрены ЭМУ поперечного поля с диаметральным шагом. В отличие от ЭМУ независимого возбуждения и ЭМУС, в которых основным потоком возбуждения является продольный магнитный поток, направленный вдоль полюсов возбуждения, в Э.МУ поперечного поля основным потоком возбуждения является поперечный поток реакции якоря.

На рис. 1.4, а представлена схема ЭМУ поперечного поля. Конструктивно он выполнен подобно генератору постоянного тока, но имеет дополнительный комплект щеток, установленных на поперечной оси машины qq и замкнутых накоротко. На статоре ЭМУ расположен ряд обмоток. По продольной оси полюсов dd находятся об-

Рис. 1.4. Схема ЭМУ поперечного поля

мотки управления У (обычно две или четыре). Соосно с ними расположена компенсационная обмотка К- Для регулирования степени компенсации усилителя обмотка К шунтирована регулирующим сопротивлением

В этой же цепи для улучшения коммутации включена обмотка дополнительных полюсов Д. Иногда для улучшения коммутации в поперечную цепь последовательно с якорем включают поперечную обмотку подмагничивания П, имеющую малое сопротивление.

Рассмотрим принцип действия ЭМУ поперечного поля. Пусть скорость приводного двигателя равна номинальной, т. е. ( =( , и к одной из обмоток управления приложено напряжение постоянного тока Ui- Тогда под действием небольшого магнитного потока возбуждения (небольшого потому, что при высоком коэффициенте усиления на вход усилителя подается малая мощность) в поперечной цепи якоря qq возникает э. д. с. E==k0i, также относительно малая по величине (k - конструктивный коэффициент). В поперечной цепи якоря протекает ток 1, величина которого значительна, так как цепь имеет малое сопротивление.

На рис. 1.4, б показано направление тока 4 по проводникам якоря, создающего поперечный поток реакции якоря Ф. Под действием этого потока в продольной цери якоря dU возникает э. д. с. £з=й й)Ф, которая снимается продольными щетками. Э. д. с. выбывает появление тока /д и на сопротивлении /?нагр происходит падение напряжения U.

На рис. 1.4, в показано направление тока /д в проводниках якоря, создающего продольный поток реакции якоря Ф, который направлен навстречу потоку управления Ф. Если не принять мер, то большой по величине поток Ф размагнитит усилитель и никакого усиления не произойдет. Для компенсации (уравновешивания) продольного потока реакции якоря на статоре, как отмечалось, расположена компенсационная обмотка К-

Продольный поток реакции якоря пропорционален м. д. с.

Р=/зШ , (1.22)

где w - число витков в параллельной ветви обмотки якоря.

Из (1.22) видно, что продольная м. д. с. и, следовательно,- пропорциональный ей магнитный поток изменяются с изменением тока 4, т. е. зависят от величины сопротивления нагрузки /?нагр-

Хорошее компенсирующее действие обмотки К получают в том случае, если м. д. с. этой обмотки Fk также зависит от величины тока /д. Поэтому обмотку К и включают в продольную цепь машины последовательно с обмоткой якоря. Тогда м. д. с. компенсационной обмотки

F,=I., (1.23)

где - число витков компенсационной обмотки.

Степень компенсации усилителя характеризуется коэффициентом компенсации

k=FlF. (1.24)

Различают три возможных случая работы усилителя:

1) когда fe=l, машина скомпенсирована, т. е. и. д. с. продольной реакции якоря равна м. д. с. компенсационной обмотки;

2) когда Л<1, машина недокомпенсирована, т.е. м. д. с продольной реакции якоря больше м. д. с. компенсационной обмотки;

3) когда k>\, машина перекомпенсирована, т.е. м. д. с. продольной реакции якоря меньше м. д. с. компенсационной обмотки.

Обычно ЭМУ выпускают с небольшой перекомпенсацией: м. д. с. компенсационной обмотки примерно на 5% больше м. д. с. продольной реакции якоря, т.е. ft=l,05.

Рис.

1.5. Расположение обмоток в статоре и якоре ЭМУ поперечного поля

Регулироваяие степени компенсации, как отмечалось, производится шунтирующим сопротивлением R. С учетом R м. д. с. компенсационной обмотки

(1.25)

Для улучшения коммутации в продольной цепи якоря располагают на статоре по оси dd дополнительные полюса. Для улучшения коммутации в поперечной цепи якоря снижают величину тока 1 и, чтобы при этом магнитный поток по поперечной оси не был снижен, на стато-. ре укладывают поперечную обмотку подмагничивания П (рис. 1.4, а). Эта обмотка создает поток Фп, направленный согласно с потоком поперечной реакции якоря.

Таким образом, при включении обмотки подмагничивания П в цепь поперечных щеток магнитный поток поперечной оси

Ф,=Ф, + Ф .

На рис. 1.5 показаны листы статора и якоря и схема расположения обмоток двухполюсного ЭМУ поперечного поля. Обмотки управления 1 находятся в больших пазах статора, расположенных по поперечной оси машины. Эти обмотки выполнены сосредоточенными в виде четырех катушек.

Часть большого поперечного паза и малые пазы статора занимает распределенная компенсационная обмотка 2. Такое расположение компенсационной обмотки создает хорошие условия компенсации, так как обмотка якоря 3, поток которой уравновешивает компенсационная обмотка, выполнена также распределенной. В средних пазах, расположенных по продольной оси машины, находятся сосредоточенная обмотка дополнительных полюсов 4 и поперечная

Рис. 1.6. ЭМУ поперечного поля УДМ-150:

/-сгатор ЭМУ; 2 - якорь ЭМУ; 3 - щеточный узел ЭМУ; 4 - шунтирующее сопротивление компенсационной обмотки; 6 - статор приводного двигателя; 6 - якорь двигателя; 7-щеточный узел двигателя; 8 - вентилятор; 9 - корпус