шаен эдс Е, т. е. при постоянстве магнитного потока Ф число оборотов двигателя упало бы. Как видно, на число оборотов двигателя реакция якоря и омическое падение напряжения оказывают противопололшое действие. Скорость вращения двигателя увеличивается при преобладающем влиянии ре-- акции якоря и умень-

щается при преоблада-

НИИ падения напряжения кда -Ь v. Если на кривой, которая изображает характеристику холостого хода Eq{AW), взять несколько точек с соответств. им ампер-витками AW возбуждения и построить для канедой из них кривую зависимости числа оборотов п от нагрузочного тока, то характер этих кривых будет находиться в прямой зависимости от соотношения величин омическ. падения напряжения, вызванного реакцией якоря (фиг. 45). При их равенстве кривая n(J) будет вы-рал-сена прямой линией. Из ур-ия, действительного для момента вращения двигателя, МсФ! вытекает пропорциональность меледу моментом вращения и силой тока при Ф=Const. Однако, вследствие реакции якоря сила магнитного потока Ф ослабляется.

Фиг. 44.

Фиг. 45.

и вращающий момент растет несколько медленнее нагрузочного тока. Регулирование скорости шунтовых двигателей достигается изменением напряжения TJ на зажимах или изменением потока Ф. При включении сопротивления в цепь якоря напряжение Р уменьшится на величину падения напряжения в сопротивлении. Скорость вращения двигателя понизится, что вытекает из ур-ия:

с, Ф

Этот способ регулирования числа оборотов неэкономичен, т. к. идет за счет поглощения части энергии в сопротивлении реостата и м. б. допущен лишь для мелких двигателей. Более экономично регулировать число оборотов путем изменения силы магнитного потока, вводя в цепь возбуждения сопроти-

вление реостата, т. к. вследствие незначительности тока возбуждения потеря энергии невелика. В шунтовых двигателях до 10 kW обороты м. б. повышены путем ослабления поля до 30-35%, а у более мощных двигателей-на меньший процент, во избелеание появления искрения. Двигатели с добавочными полюсами и компенсационной обмоткой допускают повышение оборотов от 300 до 100%, в зависимости от мощности, а в специальных случаях, при особо прочных конструкциях якоря, допускается краттсовременное повышение числа об/м. до 10-кратного размера против номинального.

Для правильного пуска шунтового двигателя необходимо соблюдение следующих условий: 1) возбудительная обмотка должна сразу включаться на полное напрялсе-ние; 2) в цепь якоря должно включаться сопротивление, постепенно выводимое по мере раскручивания якоря. Шштовой двигатель, работающий с постоянным напряжением на залеимах, имеет те лее свойства, что и двигатель с независимьш возбуждением, но обладает существенным преимуществом-способностью самовозбуждаться. Вследствие своих характерных особенностей, именно: 1) способности не менять направления, работая в качестве генератора или двигателя, что м. б. использовано у двигателя для возвращения энергии в сеть при торможении, 2) способности экономично регулировать обороты в широких пределах, 3) способности автоматически сохранять при всякой нагрузке почти постоянное число оборотов при Р= Const, 4) способности сохранять почти полную пропорциональность между моментом вращения и нагрузочным током,-шунтовой двигатель получил большое распространение. Он применяется на з-дах и ф-ках в качестве группового или одиночного привода к станкам, вентиляторам, насосам и пр. За последнее время поднялось значение шунтового двигателя (отчасти и компаундного) в станкостроении, в связи с использованием его способности регулировать в широких пределах число оборотов. Вместо того чтобы изменять скорость рабочих процессов при помощи сменной зубчатой передачи, перешли к непосредственному использованию регулирующегося двигателя, объединяющего привод и передачу. Расход энергии в станках с регулирующимся двигателем на 40- 70% меньше, чем в станках со сменной зубчатой передачей. В токарных станках двигатель пристраивается к шпиндельной бабке. Регулировочный реостат или контроллер об-слуливается с рабочего места. В мощных станках управление производится при помощи универсальной кнопочной системы. В строгальных и долбежных станках применение реверсивного регулирующегося двигателя дает экономию в энергии 50-i-80% по сравнению со сменной ременной или зубчатой передачей. AEG применяет для непосредственного привода строгальных станков шунтовые регулируемые двигатели, снабженные добавочными полюсами; Регулировка числа оборотов в пределах от 1 : 2 до 1 : 3 происходит путем ослабления поля; Для большей устойчивости в работе мотора при высоких скоростях полюсы снабжаются

несколькими последовательными предохранительными витками. Перемена направления происходит, при полном возбуждении и полном числе оборотов двигателя, без потерь, с отдачей в сеть кинетич. энергии дви-лсущихся частей станка при торможении. Т. к. лсивая сила движущихся частей пропорциональна квадрату скорости, то при снижении числа оборотов двигателя до Vs остается неиспользованной лишь v9 кинетической энергии, тогда как /э возвращаются обратно в сеть. Пуск в ход после переключения, само переключение и ускорение обратного хода совершаются автоматически. Включение сопротив.теняй производится регулирующим контроллером и контакторами.

Из компаундных двигателей интерес представляют лишь двигатели с пере-компаундировкой. Свойства таких двигателей, соединяющих в себе характеристические особенности последовательного и шунтового возбуждений, определяются, как и в генераторах, тем, какое из возбуждений превалирует. При обладании последовательной обмотки возбуждения над шунтовой, двигатель имеет свойства сериесного, т. е. обладает способностью преодолевать механич. сопротивления, уменьшая количество оборотов и развивая возрастающий момент вращения. Шунтовая обмотка гарантирует двигатель от разноса нри разгрузке. В случае преобладания шунтовой обмотки двигатель отличается от обыкновенного шунтового тем, что при нуске в ход двигатель под действием последовательной обмотки развивает повышенный против шунтового момент вращения.

VI. Принципы расчета и конструкции. Якорь. При установлении основных размеров якоря исходят из формулы так называемой машинной постоянной :

С 10

kVA ai Bi AS

где: Dn I-диаметр и длина якоря; щ-отношение расчетной ширины дуги полюса к полюсному делению, т. е. % = ; AS-линейная нагрузка якоря; kVA = (U и I-

наибольшее напряжение на зажимах и наибольший ток, при к-рых должна работать Д.); Bi-средняя магнитная индукция в воздушном зазоре. Для % допускаются следующие значения: 1) для машин без добавочных полюсов: двухполюсных-от 0,6 до 0,7; многополюсных-от 0,65 до 0,8; 2) для машин с добавочными полюсами-от 0,5 до 0,75. Допустимые величины Bi и AS зависят от диаметра D якоря: чем больше диаметр, тем выше их предельные значения. Для машин без добавочных полюсов допускают: 1) для малых мощностей, при D равном 30 см, Bi- от 5 ООО до 7 ООО гаусс; 2) для средних мощностей, при 30 сж < D 100 см,-Bi от 7 ООО до 9 ООО гаусс; 3) для больших мощностей, при 1 ООО см> D$: 300 см,-В от 9 ООО до 11 ООО гаусс; 4) для быстроходных машин с

числом периодов / = >25, магнитная индукция допускается несколько меньшая. Линейные нагрузки AS якоря допускаются следующие: для малых мощностей-от 120 до 160, для средних-от 160 до 240, для

больших-от 240 до 300. Для машин с добавочными полюсами и с естественной вентиляцией Рихтер приводит значения Bi и AS, в зависимости от диаметра якоря, в виде кривых, изображенных на фиг. 46. Машинная постоянная С, выведенная Арнольдом для Д. с добавочными полюсами и умеренными окруж. скоростями V якоря, а именно:

для 10 см D 45 ом . , .12 м/ск v 15 м/ск для см D 300 см . . .15 м/ск V 2Ь м/ск

приведена на фиг. 47 в виде кривых, показывающих зависимость С от мощности машины. В Д. с боль-

о iO

80 по ISO гоо 2W 280 С¥ Фиг. 46.

шими окружными скоростями, доходящими в турбогенераторах до 80- 90 м/ск, машинная ностоянная, несмотря на наличие добавочных полюсов и компенсац. обмотки, значительно больше, чем в машинах с умеренными окружными скоростями, вследствие трудных условий охлалс-дения и коммутации. Сердечник якоря, с целью уменьшения потерь от токов Фуко, изготовляется из листовой динамной стали толщиной 0,5 мм, а при числе периодов больше 60-0,30-1-0,35 мм. Потери от пере-магничивания стали, при магнитной индукции 10 ООО гаусс и толщине 0,5 мм, колеблются от 3,2 до 3,6 W/кг. В некоторых случаях вместо простой динамной стали применяют легированную сталь, имеющую потери

too гоо

Фиг. 47.

1500

токы

от 1,8 до 2,2 W/кг. За последние годы в наиболее ответственных случаях начали применять сталь, изготовленную электролитич. способом и обладающую высокой магнитной проводимостью. Из листов, размером 1x2 м, штампуют диски, в к-рых просекаются пазы. Диски, диаметром до 80-100 см, штампуются из одного листа, а при ббльших диаметрах якоря пластины составляются из сегментов (см. Электромашиност.роение).Оч-дельные пластины изолируются друг от друга прослойками тонкой бумаги, толщиной 0,024-0,05 мм, наклеенной предварительно на листовое железо. Вместо бумаги можно пользоваться специальным изоляционным

лаком, преимущество к-рого заключается в том, что якорь, спрессованный из покрытых им пластин, теряет не больще 3-5% полезного сечения (вместо 8-10% при бумажной

% /М

Фиг. 48.

изоляции). Пазы в больщинстве случаев изготовляются с параллельными краями; только в маленьких машинах, во избежание слишком большого сужения зубца, пазы получают конич. форму. Пазы для круглого провода обычно имеют закругленную форму. При прямоугольной форме провода пазы имеют плоское основание. На фиг. 48 изображены наиболее употребительные формы пазов. Большое значение имеет форма вершины паза у воздушного зазора. Совершенно закрытый паз увеличивает самоиндукцию короткозамкнутой обмотки. Полузакрытым пазом достигается более равномерное распределение магнитного потока в воздушном зазоре.что, однако, не имеет большого значения, так как все равно приходится делать сравнительно большой воздушный зазор с целью уменьшения реакции якоря. Преимущество полузакрытого или совершенно закрытого паза могло бы быть использовано в машинах с добавочными полюсами и компенсационной обмоткой, если бы это не было сопряжено с необходимостью применять вместо шаблонной обмотки ручную. Вследствие этого в динамомашине постоян. тока обычно применяются открытые пазы.

Потери в стали и обмотке якоря выражаются в виде повышения 1°. Для лучшего отвода тепла и увеличения излучающей поверхности в сердечниках якорей, за исключением якорей машин малых мощностей, устраивают вентиляционные каналы, шириной 0,6-1-1,2 см на каждые 4- см длины якоря. Для образования вентиляционных каналов отдельные, собранные в блок, пакеты стали удерживаются на желаемом расстоянии при помощи дистанционных распорок, укрепляемых на концевых пластинах пакета (фиг. 49), к-рые имеют двойную или

Фиг. 49.

Фиг. 50.

тройную толпщну для увеличения жесткости. Каналы с дистанционными распорками действуют как вентилятор. Воздушный поток, прогоняемый через каналы, охлаждает гл. образом внутреннюю и внешнюю поверхности якоря, тогда как из самих каналов тепло отводится в незначительном количестве вследствие задержки теплоотдачи в аксиальном направлении через бумажные прослойки. В закрытых машинах с затрудненными условиями охлаждения, как, напр., в трамвайных и железнодоролшых двигателях, прибегают к аксиальному расположению каналов, пропуская охлаждающий воздух через них при помощи вентилятора. В закрытых машинах ст. и. охланодающей рубашкой, внутренний вентилятор служит для поддержания равномерной температуры,тог-да как наруншый- прогоняет охлаждающий воздух через рубашку. В больших машинах иногда устраивают и аксиальные и радиальные каналы одновременно (фиг. 50).

Закрепление якорного сердечника, надетого непосредственно на вал, в малых машинах производится при помощи нажимных шайб; в средних и больших машинах сердечник насаживается на якорный корпус, представляющий собою втулку с ребрами, и удерживается на нем давлением наншмных колец. Для поддержки лобовых соединений обмотки najKHMHbie кольца отливаются вместе с держателями обмотки в форме колец с отверстиями для лучшего доступа воздуха к лобовым соединениям обмотки. В изображенной на фиг. 51 конструкции нажимные кольца стянуты болтами, проходящими частично через обод якорного корпуса, частично через железо сердечника.

Якорная обмотка. Когда сила тока 1 в якоре равна 60-80 А, применяется стержневая обмотка; при меньших силах тока-проволочная. Целесообразно помещать в один паз по несколько проводов, так как при обычной двухслойной обмотке одновременное нахо-недение в пазу одной стороны секции, в к-рой индуктируется эдс,и другой, которая проходит через период коммутации, действует демпфирующим (успокоительн.) образом на последнюю. Однако, Арнольд рекомендует не превышать следующ. сил якорного тока в одном пазу:

1а 225 А при 4 стержнях в пазу 1а 150 ;> 6

1а 115 8

Т. е. чтобы произведение числа стержней в одном пазу на силу тока в якоре не превы-ша.яо 900. Выбор плотности тока

<1а

где qa - сечение проводника, обусловлен

Фиг. 5