10.2. МАГНИТНАЯ СИСТЕМА МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОМА
Электромагнит должен создать магнитное поле, линии которого сцепляются с витком якорной обмотки. Магнитные линии, проходящие мимо обмотки, совершенно бесполезны. Величина магнитного потока должна быть по возможности большой, так как чем больше магнитный поток, тем больше величина напряжения, индуктируемого в якоре. По этим соображениям желательно направить путь магнитных линий по стали, так как намагниченная сталь создает внутри себя добавочный магнитный поток. Поэтому и сердечник электромагнита, и якорь должны быть сделаны из стали. Путь магнитных линий в генераторе постоянного тока показан на рис. 10.3. Здесь надо обратить внимание на направление токов в обмотках возбуждения. Применив правило штопора и к верхнему, и к нижнему сердечнику, мы увидим, что создаваемые ими магнитные линии имеют в якоре одно и то же направление и, следовательно, магнитные потоки складываются. Верхний сердечник является южным полюсом, нижний — северным. Такая магнитная система имеет одну пару полюсов.
На рис. 10.4 изображена более сложная магнитная система. Здесь мы имеем два северных и два южных полюса.
Рис. 10.3. Генератор постоянного тока
Рис. 10.4. Статор четырехполюсный машины постоянного тока
Направление токов в обмотках возбуждения выбирается с таким расчетом, чтобы соседние полюсы были разноименными, т. е. чтобы рядом с северным находился южный полюс и т. д. Такая магнитная система имеет две пары полюсов. Существуют машины и с большим числом полюсов, но их число будет непременно четным.
Часть пути магнитные линии должны все же проходить по воздуху. Якорь должен вращаться, а для этого необходим воздушный зазор между ним и полюсами. Однако величину этого зазора делают настолько малой, насколько это позволяет неизбежное изнашивание подшипников машин: нельзя допустить, чтобы якорь при вращении ударялся о полюсы.
Величина магнитного потока зависит от размеров и материала машины, числа витков и величины протекающего по ним тока.
В современных электрических машинах не слишком большой мощности возбуждение осуществляется не только от электромагнитов, но и от постоянных магнитов. При этом габариты машины уменьшаются, исключаются потери на нагрев обмотки возбуждения и возрастает КПД. Электрические машины с постоянными магнитами более технологичны, их производство легко автоматизировать.
