Результирующее магнитное

различными фазовыми сдвигами, приводит к тому, что результирующее колебание изменяет свою амплитуду и начальную фазу от точки к точке, т. е. имеет место интерференция падающей и отраженной воян.

Если угловая частота свободных колебаний ы0 точно равна угловой частоте источника синусоидальной ЭДС, то результирующее колебание имеет форму, изображенную на 8.12, б.

На 1.13 приведены векторные диаграммы для амплитудной и частотной модуляций при 0
На векторной диаграмме колебания (3.50), приведенной на 3.16,6, сумма векторов верхней (СМ) и нижней (CIM) боковых составляющих образует вектор CD, который в отличие от AM колебания перпендикулярен вектору несущей ОС. Векторная диаграмма показывает, что наряду с изменением фазы вектора OD, отображающего результирующее колебание (3.50), изменяется и его длина, т. е. амплитуда модулированного колебания. Это есть следствие ограничения спектра колебания (3.47) первой парой роковых составляющих. Однако, поскольку т<С1, изменение дли-Иы вектора OD незначительно.

Если угловая частота свободных колебаний со0 в точности равна угловой частоте источника синусоидальной э. д. с. со, то результирующее колебание имеет форму, изображенную на 8.13.

Попутно заметим, что если в результате прохождения через электрические цепи нарушается равенство амплитуд колебаний боковых частот или симметрия их фаз относительно фазы несущего колебания, то возникает качание вектора, представляющего результирующее колебание, относительно направления OD. Это равносильно возникновению паразитной фазовой модуляции.

Из сравнения (4.32) и (4.33) видно, что при малых значениях т спектр колебания, как и в случае амплитудной модуляции, состоит из несущей частоты <»0 и двух боковых частот: верхней со0 + Q и нижней со„ — Q. Единственное отличие заключается в фазировке боковых частот относительно несущего колебания. Это положение иллюстрируется векторной диаграммой, показанной на 4.15, а и б. Вектор модуляции DF при угловой модуляции всегда перпендикулярен к направлению вектора OD, изображающего несущее колебание ( 4.15, а). Вектор OF, изображающий результирующее колебание, изменяется как по фазе, так и по амплитуде; однако при m ss 6мако «^ 1 амплитудные изменения настолько малы, что ими

где через г)~(0 обозначена переменная составляющая функции t](t). Итак, результирующее колебание может быть представлено в форме

равной нулю) на угол 6в (так как 7.8, б соответствует положительной расстройке До> = ю0 — и>„ > 0). Амплитуда колебания верхней боковой частоты (вектор DCJ в данном случае значительно меньше, чем амплитуда колебания нижней боковой частоты (вектор DC2). Длина равнодействующего вектора OF, изображающего результирующее колебание, изменяется по сложному закону, не совпадающему с синусоидальным законом изменения огибающей s. д. с. Следует иметь в виду, что для восстановления передаваемого сообщения на выходе радиолинии, работающей с амплитудной модуляцией, применяется амплитудный детектор, представляющий собой нелинейное устройство. Напряжение на выходе детектора пропорционально огибающей модулированного колебания. Из этого следует,

Итак, результирующее колебание на выходе линейной системы при t> О

граммой, показанной на 3.15, а. Направление вектора DC2 при амплитудной модуляции обозначено штриховой линией. Изменение направления этого вектора на 180° приводит к тому, что вектор модуляции DF всегда перпендикулярен к направлению вектора OD, изображающего несущее колебание ( 3.15, а). Вектор OF, изображающий результирующее колебание, изменяется как по фазе, так и по амплитуде; однако при т = Омане ((1 амплитудные изменения настолько малы, что ими можно пренебрегать и модуляцию можно в первом приближении рассматривать как чисто фазовую.

На 9.8,6 показано магнитное поле, образованное под действием МДС обмотки якоря, а на 9.8, в — результирующее магнитное поле машины. Указанные на 9.8, в направления токов обмотки .якоря соответствуют указанным там же направлениям вращения генератора и двигателя. В случае расположения щеток на геометрической нейтрали возникает поперечная реакция якоря, характеризуемая тем, что ось симметрии поля реакции якоря ( 9.8,6) перпендикулярна оси главных полюсов. В результате действия поперечной реакции якоря магнитное поле машины оказывается несимметричным относитель-нр оси главных полюсов ( 9.8, в). Под одним краем каждою полюса магнитная индукция увеличивается, под другим уменьшается. Физическая нейтраль ФН, под которой понимают линию, проходящую через ось машины и точки поверхности якоря, где магнитная индукция результирующего поля равна нулю, смещается у генератора по направлению вращения, у двигателей — против направления вращения. При отсутствии тока якоря физическая нейтраль совпадает с геометрической ( 9.8, а). В результате действия реакции якоря в секциях обмотки якоря, расположенных на геометрической нейтрали, возникает ЭДС. Между коллекторными пластинами, присоединенными к секциям, находящимся в усиленном магнитном поле главных полюсов, появляется повышенное напряжение, что может привести к возникновению дуги между коллекторными пластинами. Для устранения искажения магнитного поля под полюсами крупные машины, работающие с частыми и значительными перегрузками, снабжаются компенсационной рб-моткой. Последнюю закладывают в пазы полюсных наконечников ( 9.9) и соединяют последовательно с обмоткой якоря, в результате чего создается магнитное поле в зоне расположения полюсов, противоположное по направлению полю реакции якоря.

Влияние поперечной реакции якоря на результирующее магнитное поле зависит от степени насыщения ферромагнитного материала магнитной цепи и значения тока якоря. В общем случае из-за насыщения ферромагнитного материала магнитная индукция под одним краем полюса возрастает меньше, чем уменьшается под другим; в результате магнитный поток машины несколько уменьшается. Однако при нагрузках, на которые рассчитываются машины при нормальных условиях их работы, магнитный потод изменяется на относительно небольшое значение, поэтому влияние поперечной реакции якоря на магнитное поле при расчетах часто не •учитывают.

но друг друга на 120 . Токи каждой фазы обмотки создадут магнитные поля, которые, очевидно, будут сдвинуты во времени на тот же угол. В результате сложения магнитных полей всех фаз образуется общее магнитное поле двигателя. Магнитная индукция результирующего магнитного поля оказывается распределенной вдоль воздушного зазора также по синусоиде, ее амплитуда не изменяется со времени ив 1.5 раза больше амплитуды магнитной индукции одной фазы. Результирующее магнитное поле вращается с постоянной часто гей.

Сравнивая картины магнитных полей и векторные диаграммы, легко убедиться в том, что за время Т/3 результирующее магнитное поле двухполюсного асинхронного двигателя повернется в пространстве на 120°, оставаясь неизменным по амплитуде. За время одного периода поле повернется на 360° (2л:), т. е. сделает один оборот.

Рассмотрев картины магнитного поля, созданного током обмотки одной фазы статора для какого-то момента времени, легко убедиться, что на 10.25, а обмотка образует р=1, а на 10.25,6— р = 2 пар полюсов. Обмотки статора двух других фаз, сдвинутые в пространстве на электрический угол в 120', соединяются так же, как и первая. Результирующее магнитное поле, естественно, будет иметь столько же пар полюсов, сколько и поле, созданное одной фазой обмотки. Необходимо заметить, что никаких переключений обмотки ротора не производится: ток обмотки ротора всегда образует столько пар полюсов, сколько их создано обмоткой статора. Рассмотренный способ дает возможность получить только две скорости, отличающиеся по значению в 2 раза, что является его существенным недостатком.

Сравнивая картины результирующего магнитного поля для различных моментов времени периода переменного тока, легко убедиться в том, что результирующее магнитное поле двухполюсного конденсаторного двигателя вращается и за один период переменного тока совершает один оборот.

Г. Индукционная система. Индукционная измерительная система основана на использовании вращающегося магнитного поля. Если синусоидальные токи в двух катушках, определенным образом ориентированных в пространстве, не совпадают по фазе, то в части пространства результирующее магнитное поле этих двух катушек будет вращающимся вокруг некоторой оси. Если на этой оси-находится тело из материала с малым удельным сопротивлением, го в нем возникнут вихревые токи. 120

Предпочтительней иметь круговое вращающееся магнитное поле. Действительно, если у токов в обмотках статора /f и /2 равные действующие значения, а сдвиг фаз равен я/2, то у возбуждаемого ими магнитного поля составляющие В и В t определяются выражениями (14.3) и (14.4). Поэтому и получается круговое результирующее магнитное поле.

Для того чтобы заставить синхронную машину, включенную в сеть, работать в режиме генератора, отдавая энергию, необходимо увеличить механический момент, приложенный первичным двигателем к валу машины. Тогда под действием возросшего вращающего момента ось магнитных полюсов ротора повернется на некоторый угол у относительно оси полюсов статора в направлении вращения ( 15.3, а). Так как при этом результирующее магнитное ноле, создаваемое наложением магнитных полей токов в обмотках ротора и статора, изменится, то ток в обмотках статора также изменится. Взаимодействие этого тока с магнитным полем ротора создает тормозной момент, действующий на ротор. Это и означает преобразование энергии механического движения первичного двигателя в электрическую энергию генератора. Магнитные полюсы ротора будут как бы тянуть за собой магнитные полюсы статора.

Если на катушки подать трехфазную симметричную систему напряжений, то в них установятся синусоидальные токи ia, ib и ic> график которых представлен на 18.5, а. Условимся считать ток в любой катушке положительным, когда он направлен от начала к ее концу, и отрицательным — при обратном направлении. Каждая катушка с током создает переменное магнитное поле. Три переменных магнитных поля, складываясь, образуют результирующее магнитное поле. Картина результирующего поля непрерывно изменяется, но ее можно построить для любого момента времени.

симметрии. Такое поле принято называть вращающимся. Если изменить порядок чередования токов в катушках вбмотки статора на обратный, например, принять, что ток ia является током катушки с — — 2, а ток i с создан в катушке b — у, то результирующее магнитное поле будет вращаться против движения часовой стрелки. Таким образом, направление вращения магнитного поля определяется порядком чередования токов в фазах обмотки статора: поле поворачивается в сторону фазы с отстающим током.