Рис. 360. Направление вращения двигателя постоянного тока в зависимости от направления магнитного поля и направления тока: кружки с крестиком — ток направлен от нас, кружки с точкой — ток направлен к нам
вращения двигателя, нужно изменить направление тока либо в якоре машины, либо в ее индукторе. Если же мы одновременно изменим направление обоих токов, например присоединим тот зажим машины, который раньше был соединен с положительным зажимом сети, к отрицательному и наоборот, то машина будет продолжать вращаться в прежнюю сторону.
Из этого ясно, что снабженный коллектором электродвигатель постоянного тока может работать и от сети переменного тока, потому что при каждом изменении направления тока будет одновременно изменяться и направление тока и в индукторе и в якоре. Однако такие коллекторные двигатели переменного тока применяются сравнительно редко, преимущественно в виде двигателей малой мощности. В технике чаще всего применяются описанные в § 171 трехфазные электродвигатели с вращающимся полем.
?172.1. Проверьте правильность рис. 360 при помощи правила левой руки.
Силы, действующие в магнитном поле на проводники якоря, по которым идет ток, существуют и тогда, когда
443
этот ток возникает в результате индукции, т. е. машина работает как генератор, и тогда, когда этот ток посылается внешним источником, т. е. машина работает как двигатель.
Когда машина работает как генератор, эти силы по правилу Ленца направлены так, чтобы создаваемый ими вращающий момент тормозил процесс, вызывающий появление индуцированной э. д. с., т. е. был противоположен тому моменту, который приводит генератор во вращение. Таким образом, в этом случае приводящие генератор во вращение внешние силы должны преодолеть, уравновесить те силы, которые действуют на якорь в магнитном поле. Понятно, что эти силы тем больше, чем больше ток в якоре, т. е. чем больше электрическая мощность, потребляемая в сети, которую питает генератор. Поэтому по мере возрастания электрической нагрузки генератора, т. е. отдаваемой им электрической мощности Рэл, возрастает и механическая мощность Рмех, которую нужно затратить, чтобы поддержать его вращение с прежней частотой. В этом легко убедиться, если попробовать вращать ротор генератора от руки. При работе генератора вхолостую (без нагрузки) или при очень малой нагрузке нам приходится делать лишь очень небольшое усилие, чтобы вращать его. Но если мы подключим к генератору лампочку накаливания мощностью, скажем, 100 Вт и попробуем вращать ротор генератора так, чтобы эта лампочка горела нормальным накалом, то убедимся, что это очень трудно. Приходится затрачивать большое усилие, чтобы преодолевать силы, действующие в магнитном поле индуктора на активные проводники якоря, через которые теперь проходит ток около 1 А. Таким образом, по мере возрастания нагрузки генератора, т. е. отдаваемой им электрической мощности Рэл, возрастает и поглощаемая им механическая мощность Рмех, необходимая для поддержания прежней частоты вращения ротора и прежнего напряжения в сети. далее