Физика > Противо-ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфирование
Противо-ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфирование обусловлены индуцированной ЭДС. Их можно объяснить через закон индукции Фарадея.
Двигатели и генераторы сходятся во многих характеристиках. Первые трансформируют механическую энергию в электрическую, а вторые повторяют процесс в обратном направлении. Также они похожи по конструкции. При повороте катушки двигателя меняется магнитный поток и формируется ЭДС. Так что при вращении катушки двигатель функционирует как генератор. Согласно закону Ленца, индуцированная ЭДС сопротивляется всем изменениям, поэтому входящая ЭДС, питающая двигатель, вступит в противодействие с самогенерируемой ЭДС (противо-ЭДС).
ЭДС индуцируется при движении проводника по магнитному полю или, когда последнее перемещается по отношению к проводнику. Если движущей ЭДС удается создать токовую петлю, то мы именуем подобный ток вихревым. Они способны оказывать значительное сопротивление (магнитное демпфирование).
Давайте изучим прибор с качающимся маятником между полюсами мощного магнита. Если маятник сделан из металла, то при вхождении и выходе из поля, он будет сильно отклоняться. Но если это щелевая металлическая пластина, то эффект влияния намного меньше. В изоляторе заметного воздействия вообще нет.
Это общее физическое устройство для демонстрации изученных вихревых токов и магнитного демпфирования. (а) – Движение металлического маятника, раскачивающегося между полюсами магнита и стремительно затухающего из-за вихревых токов. (b) – Вихревые токи теряют эффективность при движении щелевого металлического маятника. (с) – Магнитное демпфирование на непроводящем маятнике также отсутствует, потому что вихревые токи крайне слабы
В обоих случаях возникает сила, вступающая в сопротивление перемещению маятника. По мере отклонения влево, поток возрастает и создается вихревой ток (закон Фарадея) против часовой стрелки (закон Ленца). Когда металлическая пластина полностью погружается в поле, то вихревый ток отсутствует. Но при отходе пластинки справа, поток сокращается, создавая вихревой ток по часовой стрелке, что еще сильнее замедляет движение.
Когда она входит и выходит из поля, то перемены в потоке вызывают вихревой ток. Магнитная сила на токовой петле сопротивляется движению. Ток и магнитное сопротивление отсутствуют, если пластина полностью погружена в однородное поле
При вхождении щелевой металлической пластины, индуцируется ЭДС из-за перемены потока. Смежные петли обладают токами в противоположных направлениях, а их эффекты отменяются. Если применяется изоляционный материал, то вихревой ток крайне незначителен, как и магнитное демпфирование. Если нет необходимости в вихревых токах, то их прорезают или производят из тонких слоев проводящего материала, разделенного изолирующими листами.
Вихревые токи, индуцированный в щелевой металлической пластине, входящей в магнитное поле. Они формируют небольшие петли, где силы стремятся к сокращению и приводят магнитное сопротивление к нулю
v-kosmose.com
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 08 (124) апрель 2009 года
Во время вращения барабанов они постоянно перемагничиваются. В определенные моменты у них нет магнитных свойств, и тогда они дружно падают друг на друга. При дальнейшем повороте барабанов пластины вновь намагничиваются и отталкиваются друг от друга, приподнимаясь в воздух.Сообщалось, что при полетах этих пластин они оказывают ровно такое же воздействие на барабаны, как и если бы они (пластины) были друг к другу приклеены. И как бы даже понятно почему.
Автор таким образом рекламировал свой «вечный двигатель», в котором опускавшиеся друг на друга грузы производили полезную работу.
При просматривании тем на различных форумах, посвященных попыткам построения электромотора без противо-ЭДС, мне пришла идея, что этот механизм можно использовать для достижения искомого эффекта применительно к мотору. Как именно?
Принцип вращения
Пусть пластины на рисунке являются ротором и статором мотора. Если вместо вращения барабанов использовать электромагнитное возбуждение, то перед нами – простейший иллюстрационный макет нового принципа. Остается лишь перевести этот принцип в реальный электродвигатель.
В показанном устройстве пластины двигаются возвратно-поступательно, и это не подходит для мотора, где два реагирующих объекта должны двигаться друг относительно друга только в одну сторону. Поэтому применим другой вариант расположения с соблюдением указанного принципа.
Мотор в этом варианте включает в себя цилиндр из не проводящего ток, прозрачного для магнитного поля материала, внутри которого закреплены пластины из магнитомягкого материала, и ротор, на котором параллельно оси также закреплены подобные пластины. Они выполняют роль полюсов. Для наведения в пластинах магнитного поля используем обмотку, которую навиваем на цилиндрическом корпусе мотора.
Работает агрегат так. Когда полюса статора и ротора находятся почти друг против друга, на обмотку подаем напряжение. Магнитное поле катушки намагничивает полюса, но намагничивает не так, как на современных моторах, по направлению силовых линий магнитного поля вдоль диаметра мотора, а по‑иному: силовые линии располагаются в полюсах параллельно оси мотора. Намагниченные полюса отталкиваются, и ротор начинает вращение. Как только полюса ротора окажутся между двумя статорными полюсами, убираем напряжение – до тех пор, пока они вновь не приблизятся к другим полюсам. Таким образом, периодически подавая и убирая напряжение на обмотку возбуждения, можно достичь непрерывного одностороннего вращения вала мотора.
Для того чтобы убрать периоды, когда вращению вала будет способствовать только инерция ротора, можно применить два аналогичных мотора, работающих на один вал, в которых периоды движения по инерции на одном моторе совпадали бы с периодами движения под воздействием поля на другом моторе. В этом случае магнитные поля, выходя из полюсов, должны попадать в воздух, у которого магнитная проницаемость очень маленькая, что приводит к их рассеиванию и вслед за этим – сильному снижению КПД мотора. Поэтому разработчики промышленного варианта могут воспользоваться предлагаемым ниже примером, где магнитное поле обмотки возбуждения доставляется непосредственно к полюсам мотора с использованием магнитопровода.
Промышленный вариант
В этом варианте используется несколько катушек с магнитопроводами. Концы магнитопроводов заканчиваются кольцом непосредственно там, где сходятся полюса ротора и статора. Кольцо охватывает весь тот участок, где полюсные наконечники находятся на самом минимальном расстояний друг от друга.
В таком варианте должна оставаться неизменной индуктивность катушки возбуждения независимо от оборотов ротора, так как неизменной остается площадь сердечника обмотки возбуждения. Магнитная проницаемость и количество силовых линий магнитного поля, проходящих по сердечнику при цикле работы, тоже не меняется. (Электродвижущую силу самоиндукций мы в расчет не берем).
При таком варианте конструкции электромотора не будет возникать и противо-ЭДС в обмотке возбуждения, приводящего в обычных моторах к ограничению оборотов электромотора при том или ином напряжении. То есть такой мотор будет после включения разгоняться до тех пор, пока центробежные силы не приведут к механическому разрушению конструкций.
Указанный вариант принципа предполагает только взаимное отталкивание статора и ротора. Можно проверить работоспособность предлагаемого мною механизма. Вставьте два гвоздя в катушку рядом друг с другом вместо сердечника и подайте на катушку напряжение. Гвозди друг от друга оттолкнутся – то есть принцип работает. В сети Интернет автор выложил видео этого опыта.
Важное уточнение: современные двигатели используют другой принцип, при котором эти «гвозди» засунуты в катушку не рядом, а последовательно, и при подаче на катушку напряжения они, наоборот, притягиваются.
В этом разница между вариантами. Отличительной чертой механизмов является то, что намагниченные полюса двигаются как бы внутри обмотки возбуждения и при работе их поля никак не воздействуют на катушку – они взаимодействуют только между собой. То есть мы посторонним источником магнитного поля возбуждаем в моторе магнитное поле, и оно самостоятельно, не влияя на внешнее поле и его источник, начинает производить работу по отталкиванию друг от друга статора и ротора мотора.
Поможет сверхпроводимость
Такого эффекта мы добиваемся, применяя пластинки из магнитомягкого материала. Какими еще способами можно получить этот результат? Можно использовать вместо пластин из магнитомягкого материала короткозамкнутые контуры или такое уникальное явление, как сверхпроводимость.
Берем круглый контур большого диаметра – он будет у нас играть роль контура возбуждения. Внутри его же плоскости располагаем два маленьких короткозамкнутых кольцеобразных контура – рабочих.
Подаем на контур возбуждения переменное напряжение. Его магнитное поле тут же возбуждает в рабочих контурах ток. Естественно, при появлении тока вокруг них возникает магнитное поле. Все три контура своими полями взаимодействуют друг с другом, в результате чего рабочие контуры притягиваются к контуру возбуждения и одновременно с этим отталкиваются друг от друга. С приближением к контуру возбуждения отдельного рабочего контура его поле вызывает в нем токи, которые в сумме не дают большого кругового тока. То есть соответственно не возникает и большой противо-ЭДС в контуре возбуждения.
Но нам нужно создать на основе всех этих фактов мотор, в котором будет вообще уничтожена любая противо-ЭДС.
Как это сделать?
Общий принцип построения этого мотора таков. В нем есть неподвижный контур возбуждения, внутри которого располагаются рабочие короткозамкнутые обмотки. Одну из них можно сделать неподвижной относительно контура возбуждения, превратив в статорную короткозамкнутую обмотку, а другую расположить на вращающемся роторе.
Кроме того, можно сделать ось мотора составной! В результате одна сторона мотора будет вращаться в одну сторону, а другая половина в другую – при этом каждая половина вращается одним из рабочих контуров.
Работает такой мотор следующим образом. В момент, когда рабочие контуры находятся рядом друг с другом, на контур возбуждения подаем напряжение. В случае использования сверхпроводимости можно подать постоянный ток. В рабочих контурах тут же возникает электрический ток и связанное с ним магнитное поле, в результате чего они отталкиваются друг от друга и начинают двигаться по кругу. В момент, когда они удаляются друг от друга на максимальное расстояние, напряжение убираем, катушки по инерции идут дальше и приблизятся друг к другу. Их необходимо расположить на статоре и роторе так, чтобы они могли пройти друг подле друга не соприкасаясь и находиться как можно ближе к одной плоскости. Как только они перестанут перекрываться – следует вновь подать импульс напряжения на обмотку возбуждения.
Цикл повторяется до достижения постоянного вращения ротора. При любых оборотах ротора подача на обмотку возбуждения тока вызывает, посредством магнитного поля, аналогичные вихревые токи в рабочих обмотках, величина которых с ростом оборотов не меняется!
В варианте с обмотками в качестве рабочих элементов не удается полностью убрать противо-ЭДС, но это не должно помешать построению мотора с обмотками, имеющего недостижимый в обычных моторах КПД, точнее – коэффициент преобразования энергии.
В чем ноу-хау?
Специалисты поняли наверно, что главная хитрость, позволяющая добиться уничтожения противо-ЭДС в рассмотренных двигателях, – это не непосредственная подача питающего тока в обмотки якоря и ротора, а возбуждение его в последних с использованием внешнего источника магнитного поля.
Так же и в варианте с намагничивающимися и отталкивающимися друг от друга полосками из магнитомягкого материала – это не непосредственное возбуждение магнитного поля намотанными на них обмотками, а использование внешнего коммутируемого источника магнитного поля.
Автору представляется, что точно таким же способом после небольшой переделки можно будет нейтрализовать противо-ЭДС и в используемых ныне электродвигателях. А какие перспективы будут у обновленных двигателей, думаю, объяснять не нужно. Это, в первую очередь, построение принципиально новых источников дешевой энергии с помощью магнитного поля.
Всем известно, что механическая мощность, вырабатываемая на валу электромотора, прямо пропорциональна крутящему моменту на валу, помноженному на циклическую частоту вращения ротора. То есть с чем большими оборотами вращается вал электромотора, тем большая механическая мощность выделяется на нем. Поэтому мы должны как можно больше раскрутить вал, чтобы получить как можно большую механическую энергию. Обычные моторы для достижения этого должны потреблять все большую и большую электрическую мощность, которая все же меньше, чем вырабатываемая ими механическая мощность, так как с увеличением оборотов на обычном двигателе появляется противодействующая источнику питания электродвижущая сила, для нейтрализации которой необходимо все время повышать питающее напряжение, то есть – потребляемую электрическую мощность.
Построенные на новом принципе моторы могут достичь любых оборотов без дополнительного повышения питающего напряжения, так как не будет возрастающей с повышением оборотов противодействующей источнику питания электродвижущей силы и, значит, не требуется повышения питающего мотор напряжения – читайте: мощности. К тому же часть энергии, израсходованной для питания мотора, можно будет вернуть посредством ЭДС самоиндукций (которую не следует путать с противо-ЭДС).
Проверим на практике
Для проверки – на самом ли деле двигающиеся вдоль контура возбуждения рабочие пластины ротора не будут наводить ЭДС, противодействующей дальнейшему нарастанию оборотов мотора, – был проведен следующий опыт.
На катушке диаметром около 100 миллиметров была намотана обмотка из 300 витков провода диаметром 0,2 миллиметра. На концах загнутых Г-образных проводов нужным образом были приклеены два отталкивающихся друг от друга магнита. Эти магниты были введены в контур.
Два этих магнита аналогичны намагниченным пластинам из магнитомягкого материала, отталкивающимся друг от друга и двигающимся вдоль обмотки возбуждения в работающем моторе.
Если бы в обмотке возбуждения мотора поля этих пластин наводили какую‑то противо-ЭДС, ограничивающую обороты мотора, то в контуре двигающиеся вдоль обмотки магниты аналогично наводили бы ЭДС. Возможные наводки проверялись с применением осциллографа, настроенного на самую большую чувствительность. Осциллограф при вводе и выводе магнитов из катушки показывал явное наличие ЭДС. Но если Г-образные оси с магнитами располагались на оси катушки и затем магниты вначале прижимались друг к другу, а затем отпускались и двигались вдоль обмотки – то, как и следовало ожидать, никаких наводок осциллограф не показывал. Это подтверждает уверенность автора в том, что представленный им принцип построения электромоторов без противо-ЭДС совершенно реален.
www.eprussia.ru
Рассмотрим двигатель независимого (параллельного) возбуждения с управлением за счет изменения напряжения на якоре. Для того, чтобы получить передаточную функцию необходимо составить дифференциальное уравнение, описывающее электрическую цепь двигателя в переходном процессе и дифференциальное уравнение движения вала двигателя (механика процесса). В переходном процессе обмотка якоря имеет две составляющие сопротивления: активную (обозначим ее здесь Rя) и реактивную, которая будет определяться величиной индуктивности обмотки Lя. Подводимое напряжение U уравновешивается ЭДС самоиндукции якоря ( ), падением напряжения на активном сопротивлении якоря (iяRя) и противо-эдс eя, возникающей в якоре при вращении, тогда будет справедливо выражение вида
, (6.1)
где Lя – индуктивность якорной обмотки.
ея=kэм. (6.2)
где kэм=сеФ – электромагнитный коэффициент
Дифференциальное уравнение движения вала двигателя имеет вид
, (6.3)
где J момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу двигателя,
Мс статический момент или момент сопротивления (в общем случае равен сумме нагрузочного момента и момента трения двигателя).
На первом этапе будем считать , что статическим моментом можно пренебречь (т.е. пусть Мс=0), тогда получим
, (6.4)
где kэм=смФ – электромагнитный коэффициент.
. (6.5)
Подставим выражения 5.3 и 5.6 в исходное дифференциальное уравнение электрической цепи и получим
. (6.6)
Теперь обе части уравнения 5.7 разделим на kэм, а коэффициент при второй производной разделим и умножим на Rя. Уравнение примет вид
. (6.7)
Введем следующие обозначения:
- электромеханическая постоянная времени двигателя,
- электромагнитная постоянная времени якоря двигателя.
Теперь, с учетом принятых обозначений можем записать
. (6.8)
Для получения передаточной функции нужно данное уравнение записать относительно изображений по Лапласу входного напряжения и угловой скорости на выходе двигателя
. (6.9)
Так как передаточная функция представляет собой отношение изображений выходной и входной величин, то можно записать
, (6.10)
где kдв=1/kэм – коэффициент передачи двигателя.
В зависимости от соотношения величин постоянных времени двигателя, вид его передаточной функции можно изменять. Так, если 4Тя>Тм, что встречается достаточно редко, двигатель описывается колебательным звеном. Чаще всего 4Тя<Тм и передаточную функцию можно представить в виде
. (6.11)
При анализе систем автоматического управления с двигателем постоянного тока часто пренебрегают электромагнитной постоянной, ввиду ее малости (Тя0), по сравнению с другими постоянными времени системы, и используют передаточную функцию вида
. (6.12)
Кроме того, если выходной величиной является не угловая скорость, а угол поворота вала двигателя, которые, как известно, связаны соотношением, где(p)- изображение угла поворота вала двигателя, передаточная функция принимает вид
. (6.13)
При решении многих технических задач оказывается возможным пренебречь временем разгона (переходным процессом) по сравнению с полным временем вращения вала, и тогда двигатель может быть описан идеальным интегрирующим звеном
. (6.14)
Приведенные передаточные функции получены при условии равенства нулю статического момента. Можно показать, что они справедливы для М=const, если характеристики двигателя считать линейными. Величина Мс не влияет на постоянные времени и коэффициент передачи.
Для практических расчетов параметров передаточной функции двигателя, например, при синтезе систем управления, могут быть полезны следующие формулы:
(6.15)
где Uном номинальное напряжение на якоре,
nном номинальная частота вращения [обороты/мин](задается в паспорте),
Iяном- номинальный ток якоря,
сх – эмпирический коэффициент(0,4 – для машин без компенсационной обмотки, 0,1 с компенсационной обмоткой).
(6.16)
или
. (6.17)
Необходимо также учитывать, что при введении добавочного сопротивления в цепь якоря постоянные времени изменяются, причем Тя – уменьшается, а Тм – растет. Если двигатель рассматривается совместно с механической нагрузкой и редуктором на его валу, то при расчетах Тм нужно учитывать момент инерции редуктора и нагрузки приведенный к валу двигателя.
Для того, чтобы учесть влияние статического момента нагрузки Мс, удобнее воспользоваться методом структурного моделирования, используя те же базовые выражения 5.1 и 5.3. Считаем, что Мс=const, и его можно определить из выражения
, (6.18)
где iс – ток якоря соответствующий статической нагрузке.
Уравнения 5.1 и 5.3 представим в форме:
, (6.19)
, (6.20)
где kэм=смФ.
Тогда уравнение 5.19 можно записать относительно величины падения напряжения в якорной цепи
. (6.21)
В структурной схеме это может быть отражено с помощью апериодического звена первого порядка, на вход которого поступает разность между напряжением и ЭДС двигателя, а на выходе имеем падение напряжения в цепи якоря (Рисунок5.4).Уравнение 5.19 запишем в виде , а так как, то можно его записать относительно ЭДС в виде
. (6.22)
На структурной схеме данное уравнение будет представлено интегрирующим звеном с коэффициентом передачи , на выходе которого будем иметь напряжение равное противо-ЭДС двигателя ея, а на входе разность падения напряжения на якоре и падения напряжения, определяемого током статической нагрузки (Рисунок5.4). Так как на выходе системы нужно иметь скорость вращения двигателя, то последовательно подключим безынерционное звено с коэффициентом передачи , гдеkэм=сеФ. А статический момент вводится как возмущающее воздействие через безынерционное звено с коэффициентом .
Для составления математических моделей двигателей смешанного и тем более последовательного возбуждения, которые обладают существенно нелинейными характеристиками, используют приближенные методы исследований, которые рассматриваются в теории автоматического управления, или специально разработанные в теории электропривода графоаналитические методы.
studfiles.net
ЭДС двигателя это напряжение, затрачиваемое на "чистое вращение". Оставшаяся часть напряжения сети (в вашем примере это 100-90=10 %) это потери. На тепло, на перемагничивание железа и т. д. "Противо ЭДС" это просто игра слов преподавателя. Для двигателя постоянного тока: Uсети = Eдв + U*R + Uщеток.
0
ответ написан 7месяцев назад
Это для синхронного двигателя
0
комментарий написан 7месяцев назад
для синхронного двигателя в режиме синхронизма, скольжение=0. Скорость вращения=частоте сети/кол. пар полюсов двигателя. Основное уравнение синхронной машины можно записать как: U=E+ iX, где iX-индуктивное падение напряжения. Как видите, это уравнение отличается от уравнения для двигателя постоянного тока.
0
комментарий написан 7месяцев назад
Войдите что бы оставлять комментарии
это то что ограничивает ток двигателя при увеличении его оборотов, витки же двигателя вращаются и пересекают магнитное поле статора, то есть в них генерируется эдс, которая ограничивает ток от приложенного напряжения
0
ответ написан 7месяцев назад
во истину лучший комент. три строчки и все понятно.
0
комментарий написан 7месяцев назад
Войдите что бы оставлять комментарии
Это неправильно называют это не противоэдс а обратный ток . То есть коглда включаете какой то электроприбор к сети . Сначала прибор берет на себя а через пару секунд прибор например лампочка накаливания утюг электродвигатель выделяет избыточную энергию так как он либо движется движение это энергия либо греется нагрев это движение а движение это энергия . В итоге прибор отдает больше чем получает иногда в десять и более раз смотря какой прибор . А почему счетчик все таки крутится . Да потому что обратная энергия встречается с энергией из сети и ток выравнивается . А когда ток выравнивается из сети начинает поступать больше тока так как напряжение становится ниже сетевого . То есть в итоге получается вы отдаете тока больше назад чем берете но на счетчике только увеливается потребление . Что бы этого не было нужно разрывать цепь время от времени . ТОгда ток избыточный поступит назад в сеть либо другой источник питания .
0
ответ написан 7месяцев назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
science.ques.ru
Устройство двигатель и генератора одинаково. Это одна и та же машина постоянного тока. Замечательной особенностью машины постоянного тока является её обратимость, т. е. возможность использования одной и той же машины, как для преобразования механической энергии в электрическую (при её работе в режиме генератора), так и для преобразования электрической энергии в механическую (при её работе в режиме двигателя).
У любой машины постоянного тока есть 2-е основные части: корпус, якорь.
1. Корпус-создаёт магнитное поле и состоит из электромагнитов (катушек возбуждения) и магнитопровода (стальной трубы). Сердечники магнитов называются полюсами.
В эл. схеме условно изображается только обмотки возбуждения.
2. Якорь- Это подвижная часть машины. Представляют собой систему множества проводников, в форме рамочек, которые работают в магнитном поле машины, так называемая обмотка якоря.
Составные части - вал якоря; сердечник; обмотки якоря; пластины коллектора;
крыльчатка вентилятора.
В эл. схеме условно изображается только обмотки якоря.
Способы возбуждение электрических машин.
«ПРОТИВО- ЭДС» двигателя.
Чтобы машина работала двигателем необходимо подать ток на обмотку якорь и на обмотки возбуждения, тогда якорь начнёт ↻ вращаться. (смотри - правило N левой руки),
При вращении якоря, его обмотка пересекает силовые линии магнитного поля обмоток возбуждения. По этому в ней, по закону электромагнитной индукции (смотри - правило I правой руки)
возникает ЭДС индукции.
Направление этой электродвижущей силы будет противоположно приложенному на двигатель напряжению и поэтому она называется – «ПРОТИВО-ЭДС» двигателя.
где, E – противо-ЭДС
N – Скорость вращения вала двигателя
Ф – Магнитный поток
с - постоянный коэффициент(конструкции двигателя)
Вывод:
A «ПРОТИВО-ЭДС» появляется и нарастает при увеличении скорости вращения
Якоря двигателя.
A «ПРОТИВО-ЭДС» уменьшает ток якоря двигателя.
Реостатный пуск двигателя
При пуске двигателя в начальный момент скорость вращения равна нулю, значит
и «противо ЭДС» равна нулю.
Поэтому пусковой ток в этом случае равен Iякоря = U
r якоря
и поскольку r якоря (сопротивление якоря) мало, то в период пуска через якоря идёт очень большой ток.
Поэтому, для предотвращения токовых перегрузок, в цепь обмотки якоря последовательно включают дополнительное сопротивление (т. наз. пусковой реостат), что даёт возможность уменьшить величину пускового тока.
Читайте также:
lektsia.com
В процессе работы двигателя его якорь вращается в магнитном поле, при этом в обмотке якоря наводится ЭДС, которая направлена против рабочего тока якоря, поэтому её называют противо ЭДС
В соответствии со вторым законом Кирхгофа электрическое равновесие выглядит следующим образом:
- подводимое напряжение;
- противо ЭДС;
- ток протекающий по якорю;
- сопротивление обмотки якоря.
Из второго закона Кирхгофа следует, что подведенное к двигателю напряжение уравновешивается противо ЭДС обмотки якоря и падением напряжения в цепи якоря.
(1)
Из формулы (1) видим что ток якоря увеличивается при увеличении питающего напряжения и уменьшения противо ЭДС.
(2)
Значение противо ЭДС изменяется прямопропорционально изменению величин конструктивной постоянной машины, магнитного потока полюсов и частоты вращения якоря двигателя.
(3)
Согласно формулы (3) при трогании с места противо ЭДС Е=0, так как частота вращения якоря двигателя тоже равна нулю n=0 и по этому ток якоря Iя имеет наибольшее значение.
При увеличении скорости движения увеличивается частота вращения якоря ТЭД, следовательно увеличивается значение противо ЭДС, что вызывает уменьшение числителя в формуле (2), т.е. уменьшается ток якоря.
Подставляем значения формулы (3) в Формулу (1) и получаем что:
(4)
Из формулы (4) определяем значение частоты вращения якоря ТЭД:
(5)
Из формулы (5) видно, что частота вращения якоря двигателя n увеличивается при увеличении подводимого напряжения U, а так же уменьшении магнитного потока 
и сопротивления в цепи якоря R.
poznayka.org
Если в магнитное поле поместить замкнутый проводник и перемещать его так, чтобы он пересекал силовые линии внешнего магнитного поля, то в проводнике возникнет электродвижущая сила, называемая ЭДС индукции. ЭДС индукции возникнет в проводнике даже в том случае, если сам проводник останется неподвижным, а перемещаться будет магнитное поле, пересекая проводник своими силовыми линиями. Если проводник, в котором наводится ЭДС индукции, замкнуть на какую-либо внешнюю цепь, то под действием этой ЭДС по цепи потечёт электрический ток, называемый индукционным током. Явление возникновения ЭДС в проводнике при пересечении его силовыми линиями магнитного поля называется электромагнитной индукцией. Иными словами: электромагнитная индукция - это процесс превращения механической энергии в электрическую.
При работе двигателя обмотки якоря пересекаются с магнитными силовыми линиями, исходящими от обмоток возбуждения (главных полюсов). При этом в обмотках якоря наводится ЭДС, направленная против приложенного напряжения, поэтому её часто называют противо - ЭДС. Её направление определяется по Правилу правой руки.Применительно к двигателю оно выгдядит так:
Если ладонь правой руки расположить так, чтобы в неё входили силовые линии магнитного поля от обмоток возбуждения, а отогнутый большой палец направить по направлению вращения якоря, то 4 вытянутых пальца укажут направление противо - ЭДС ( ЭДС индукции).
ЭДС индукции измеряется в вольтах и прямо пропорциональна величине магнитного потока, скорости движения проводника (скорости вращения якоря) и длине участка, пересекающего магнитные силовые линии. Для нормальной работы электродвигателя необходимо подать на его коллектор напряжение большее, чем возникающая в нём противо - ЭДС.
Запомните:
ü Чем больше скорость вращения якоря двигателя, тем больше величина противо-ЭДС !
ü Чем больше величина противо-ЭДС, - тем меньше сила тока в цепи и сила тяги двигателя !
poznayka.org
