Работа динамо

Динамо автомобильного типа работают при широко меняющемся режиме оборотов двигателя, а следовательно и якоря динамо (например у „Форда—от 600 до 30С0 об\мин). Такой переменный режим работы динамо требует специального устройства их, чтобы это широкое изменение оборотов не отряжалось на напряжении тока, получаемого от динамо, и не вызывало мигания света лампочек, затрудняющего наблюдение за дорогой Этот режим требует также нормальных условий зарядки аккумулятора и нормальной работы приборов зажигания и освещения, рассчитанных на определенный вольтаж и допускающих изменение последнего только в узких пределах.

Поддержание постоянства напряжения тока в определенных пределах достигается у динамо „Форд» посредством регулировки силы тока по принципу дополнительной щетки. Разберем более детальна этот принцип, т. к. он широко применяется в настоящее время в автомобильной практике.

Принцип регулировки динамо с дополнительной третьей щеткой.

При регулировке с дополнительной (3-й) щеткой используется реакция якоря динамо. Реакция якоря вызывается магнитным потоком его, появляющимся при прохождении тока в обмотке якоря, а также остаточным магнетизмом якоря, вследствие проявления гистерезиса. Магнитный поток якоря изменяется по величине в зависимости от силы тока, проходящего по обмотке (число ампервитков). Направление этого потока перпендикулярно к основному магнитному потоку индукторов и вызывает смещение последнего в сторону вращения якоря. Явления гистерезиса в якоре скажутся особенно значительно при больших оборотах, когда якорь, получающий полюсность от прохождения магнитного потока через него, не успевает перемагничиваться в новом направлении при быстром проворачивании.

Якорь, стремясь сохранить свою полюсность, еще более смещает основной магнитный поток и даже начинает противодействовать последнему при очень больших оборотах. Это противодействие остаточного магнетизма (вследствие опаздывания размагничивания) настолько значительно ослабляет основной магнитный поток при очень больших оборотах, что сила тока динамо резко понижается, хотя обороты якоря растут.

Вследствие смещения основного магнитного потока силовые линии последнего неравномерно распределяются в башмаках индукторов: они сгущены у концов башмаков со стороны отрыва (отхода) якоря за счет уменьшения количества их у концов со стороны подхода якоря. Эта неравномерность распределения силового потока увеличивается с увеличением силы тока в обмотке якоря и ростом оборотов его (особенно при предельных оборотах) и обусловливает неодинаковость напряжения индуктируемого тока в отдельных секциях обмотки якоря, проходящих в данный момент под башмаками индукторов. Секции обмотки, пересекающие магнитный поток у концов башмаков со стороны отрыва якоря, дают ток более высокого напряжения, чем секции, пересекающие ослабленный магнитный поток у концов башмаков со стороны подхода якоря.
В равномерном магнитном поле все эти секции давали бы ток почти одинакового напряжения.
В динамо с регулировкой по принципу дополнительной щетки концы обмотки возбуждения включены в одну из главных щеток и в дополнительную, расположенную между главными (полюсность дополнительной щетки противоположна полюсности главной, к которой присоединен один конец обмотки возбуждения). У динамо „Форд» дополнительная щетка имеет минусовую полюсность.

Следовательно, обмотка индукторов питается только частью секций обмотки якоря, и напряжение у концов ее всегда ниже напряжения у главных щеток. Секций, питающие обмотку индукторов, пересекают силовые линии последних у концов башмаков с ослабленным, вследствие смещения, магнитным потоком. Поэтому напряжение и сила тока в обмотке возбуждения зависит от степени ослабления этого магнитного потока, т. е. в конечном итоге от смещения основного магнитного потока, обусловленного силой тока в обмотке якоря. Автоматическая регулировка постоянства силы тока происходит следующим образом.

С увеличением оборотов якоря повышается напряжение и сила тока динамо. Ток в обмотке якоря вызывает смещение основного магнитного потока индукторов, и, как следствие, уменьшение силы тока в обмотке возбуждения, а следовательно и ослабление магнетизма индукторов. Обмотка якоря пересекает  ослабленный магнитный поток, но с большей скоростью, в результате сила тока динамо почти не изменится, так как ослабленное магнитное поле компенсируется быстротой пересечения обмоткой силовых линий его.

С дальнейшим увеличением оборотов и стремлением к повышению силы тока динамо последует еще большее смещение основного магнитного потока и, как результат, дальнейшее понижение силы тока в обмотке индукторов и ослабление магнетизма.

Пересечение обмоткой якоря еще более ослабленного магнитного потока с увеличившейся скоростью даст в результате ту же силу тока.

Таким образом сила тока динамо, по достижении определенной величины, почти не изменяется и устраняет возможность повышения ее с дальнейшим увеличением оборотов якоря. Вот почему регулировка дополнительной щеткой является регулировкой на постоянство силы тока.
При очень больших оборотах якоря динамо, как было уже отмечено, основной магнитный поток значительно ослабляется вследствие явлений гистерезиса, и сила тока динамо резко падает, так как большая быстрота пересечения обмоткой якоря ослабленного магнитного потока не компенсирует этого ослабления. Это падение силы тока при очень больших оборотах всегда наблюдается у „Форда».

Значение силы тока в обмотке якоря, как регулятора динамо, особенно выявляется при работе динамо без аккумулятора (без нагрузки). При работе без нагрузки или при малой силе Тока в обмотке якоря (например разомкнута внешняя цепь) магнитный поток не смещается и в башмаках индуктора распределяется равномерно, так как, при разомкнутой внешней цепи, сила тока динамо, по достижении нормального вольтажа у главных щеток, будет незначительна (вследствие сопротивления обмотки индукторов). Обмотка якоря, с увеличением оборотов, будет пересекать с большей скоростью неослабленное равномерное магнитное поле, и потому напряжение динамо быстро растет. Напряжение у главных щеток увеличится в несколько раз, прежде чем сила тока в обмотке якоря достигнет достаточной величины и начнется смещение основного магнитного потока, т. е. проявление регулирующего действия силы тока динамо.

Конечно, лампочки, включенные в этих условиях в цепь динамо, быстро перегорят, а индуктора будут нагреваться от прохождения в обмотках их тока ненормально большой силы (вследствие [повышенного напряжения). Нормальная сила тока в обмотке возбуждения—около 1 ампера. Те же результаты, но в меньшей степени проявятся при ухудшении контакта в цепи „аккумулятор—динамо». Вот почему недопустима работа динамо с регулировкой по принципу дополнительной щетки без аккумулятора в цепи.

Аккумулятор, беря на себя ток, подаваемый динамо, поддерживает тем самым постоянство напряжения тока на уровне своего вольтажа, так как всякое значительное превышение напряжения тока динамо над напряжением аккумулятора немедленно вызовет увеличение зарядной силы тока, а следовательно и увеличение реакции якоря, которая обусловит понижение напряжения тока динамо.

Share this: