I. TỪ TRƯỜNG CỦA CỰC TỪ
2. Sự phân bố của từ trường trên bề mặt phần ứng.
ứng.
Khi chổi than ở trên đường trung tính hình học, theo hình vẽ ta thấy, đường sức từ đi ra ở dưới ½ cực từ và đi vào ở dưới ½ cực từ, do đó tác dụng của nó trong khe hở ở dưới 2 nửa cực từ có chiều ngược nhau. Như vậy khi chổi than nằm trên đường trung tính hình học, tác động của sức từ động phần ứng ở tâm cực từ bằng 0. Vì vậy ta thường lấy điểm giữa 2 chổi than làm gốc để xét sự phân bố của sức từ động
trên bề mặt phần ứng. Giả thiết bề mặt phần ứng nhẵn, khe hở đều dưới mặt cực từ và dây quấn phần ứng phân bố đều trên mặt phần ứng.
Gọi N là tổng số thanh dẫn dây quấn, a I i u u 2 = là dòng điện trong thanh dẫn (trong đó Iư là dòng điện phần ứng, còn a là số đôi mạch nhánh) thì số ampe thanh dẫn trên đơn vị chiều dài của chu vi phần ứng bằng:
DNi Ni
A u
π
=
(A/cm); với D là đường kính ngoài của phần ứng, cm.
Trị số A bằng sức từ động trên một đơn vị chiều dài (cm) của chu vi phần ứng được gọi là phụ tải đường của phần ứng. Đây là một tham số quan trọng khi thiết kế máy điện.
Theo định luật toàn dòng điện, nếu lấy mạch vòng đối xứng với điểm giữa của 2 chổi than thì ở một điểm cách gốc một khoảng là x, sức từ động phần ứng sẽ bằng:Fưx=A.2x (A/đôi cực). Như vậy sức từ động phần ứng lớn nhất ở chổi điện, tức là khi x=2
τ , lúc đó sức từ động phần ứng sẽ bằng: · Fux =A τ =Aτ 2 2
(A/đôi cực). Trong đó τ là bước cực tính bằng cm.
Vì A và iư đều tỉ lệ với Iư nên Fư cũng tỷ lệ với Iư, nghĩa là dòng điện tải càng lớn thì sức từ động phần ứng càng lớn. Sự phân bố sức từ động phần ứng như hình.
Nếu bỏ qua từ trở của thép thì từ trở của mạch từ phần ứng chỉ còn là 2 khe hở không khí nên từ cả phần ứng ở dưới bề mặt cực từ là: µ µ δ µ δ A x F H B ux ux ux 0 0 0 2 = = =
Trong đó Hưx là cường độ từ trường phần ứng ở điểm cách đoạn gốc 1 đoạn là x.
Từ công thức ta thấy đường từ cảm dưới mặt cực từ có dạng như đường cong sức từ động nhưng ở phần giữa 2 cực từ, từ cảm giảm đi rất nhiều do chiều dài đường từ trong không khí tăng lên, nên đường cong từ cảm có dạng yên ngựa.
Nếu chổi than không ở trên đường trung tính hình học mà lệch đi một góc tương đương với khoảng cách b trên chu vi phần ứng thì dưới mỗi bước cực từ, trong
phạm vi (τ −2b), dòng điện sinh ra sức từ động dọc trục Fưd và trong phạm vi sinh ra sức từ động ngang trục Fưq. Do đó ta có:Fud =A.2b(A/đôi cực) và Fuq = A.(τ −2b)
(A/đôi cực)
Tóm lại từ trường phần ứng phụ thuộc vào vị trí chổi điện và mức độ tải. Những yếu tố này quyết định tính chất tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường cực từ chính.