Принцип действия электрического двигателя

Принципиально электрический двигатель выполнен так же, как генератор. Простейший электродвигатель представляет собой виток, расположенный на якоре, который вращается в магнитном поле полюсов. Проводники витка образуют обмотку якоря. Если подключить виток к источнику электрической энергии, например к электрической сети, то по каждому его проводнику начнет проходить электрический ток. Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы. При указанном направлении тока на проводник, расположенный под южным полюсом, будет действовать сила, направленная вправо, а на проводник, лежащий под северным полюсом - направленная влево. В результате совместного действия этих сил создается электромагнитный вращающий момент, направленный против часовой стрелки, приводящий якорь с проводниками во вращение с некоторой частотой п. Если соединить вал якоря, с каким-либо механизмом или устройством (колесной парой тепловоза или электровоза, станком и пр.), то электродвигатель будет приводить это устройство во вращение, т. е. отдавать ему механическую энергию. При этом внешний момент, создаваемый этим устройством, будет направлен против электромагнитного момента.

Выясним, почему при вращении якоря электродвигателя, работающего под нагрузкой, расходуется электрическая энергия. Как было установлено, при вращении проводников якоря в магнитном поле в каждом проводнике индуктируется э. д. с., направление которой определяется по правилу правой руки; следовательно, направление вращения э. д. е., индуктированное в проводнике, расположенном по южным полюсом, будет направлен от нас, а э. д. с., индуктированная в проводнике, расположенном под северным полюсом, будет направлена к нам. э. д. с., индуктированные в каждом проводнике, направлены против тока, т. е. они препятствуют его прохождение по проводникам.

Для того чтобы ток продолжал проходить по проводникам якоря в прежнем направлении, т. е. чтобы электродвигатель продолжал нормально работать и развивать требуемый вращающий момент, необходимо приложить к этим проводникам внешнее, напряжение, направленное навстречу э. д. с. и большее по величине, чем суммарная э. д. с., и индуктированная во всех последовательно соединенных проводниках обмотки якоря. Следовательно, необходимо подводить к электродвигателю из сети электрическую энергию.

При отсутствии нагрузки (внешнего тормозного момента, приложенного к валу двигателя) электродвигатель потребляет от внешнего источника (сети) небольшое количество электрической энергии по нему проходит небольшой ток холостого хода. Эта энергия расходуется на покрытые внутренних потерь мощности в машине.

При возрастании нагрузки увеличивается потребляемый электродвигателем ток и развиваемый им электромагнитный вращающий момент. Следовательно, увеличение механической энергии, отдаваемой электродвигателем при возрастании нагрузки, вызывает автоматически увеличение электрической энергии, забираемой им от источника.

Из рассмотренных выше условий работы электрического двигателя вытекает, что характерным для него является:

совпадение по направлению электромагнитного момента и частоты вращения; это характеризует отдачу машиной механической энергии;

возникновение в проводниках обмотки якоря э. д. с., направленно против тока и внешнего напряжения. Из этого вытекает нео6ходимость получения машиной извне электрической энергии.

Работа. Тяговый генератор Г питает током шесть тяговых электродвигателей 1-6 с последовательным возбуждением, постоянно соединенных в три параллельные ветви. Каждая ветвь состоит из двух последовательно соединенных тяговых электродвигателей. Подключение тяговых электродвигателей к тяговому генератору производится поездными контакторами КП1-КП3. Для изменения направления движения тепловоза обмотки возбуждения тяговых электродвигателей 1 – 2, 3 – 4 и 5 – 6 соединены с соответствующими якорными обмотками через контакты реверсора Р.

Электрическая схема предусматривает двухступенчатое ослабление возбуждения тяговых электродвигателей, для чего параллельно их обмоткам возбуждения через контакты контакторов ослабления возбуждения КШ1-КШ6 подключаются шунтирующие резисторы RШ1 – RШ6.

На первой ступени ослабления возбуждения включены контакторы КШ1, КШ3 и КШ5, вследствие чего 35 % тока нагрузки протекает по обмоткам возбуждения, а 65% - по шунтирующим резисторам. На второй ступени ослабления возбуждения дополнительно включаются контакторы КШ2, КШ4 и КШ6. В этом случае по обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей протекает 20% тока нагрузки, а 80%, идет по шунтирующим резисторам. Таким образом, коэффициент ослабления возбуждения первой и второй ступени (т. е. процентное отношение тока возбуждения к току нагрузки) равен соответственно 35% и 20%.

Интересные публикации:

Обслуживание и текущий ремонт автомобильного транспорта в России
Автомобильный транспорт в России имеет большое значение, так как обслуживает все отрасли народного хозяйства промышленность, сельское хозяйство, торговля и так далее. Ежегодно увеличиваются перевозки пассажиров автобусами и легковыми автомобилями по городским, пригородным, междугородным и ...

Производственно-хозяйственная деятельность транспортного предприятия
Бузулукское транспортное сервисное предприятие создано в 2005 году на основе Бузулукского управления пассажирского транспорта в составе ОАО «Оренбургнефть», которое организовано в 1993 году для обеспечения вахтовых перевозок Бузулукского и Первомайского нефтяных районов. В настоящее вр ...

Техническое обслуживание сельскохозяйственных машин
В 2006 году происходило реформирование сельскохозяйственного производства. Менялась форма хозяйствования. Для решения всего комплекса вопросов технического обеспечения агропромышленного комплекса России особое значение приобретает развитие и совершенствование подготовки квалифицирова ...