ОГЛАВЛЕНИЕ
Краткий исторический обзор................ 13
ГЛАВА ПЕРВАЯ
Якорные обмотки
§ 1. Общие понятия......................... 21
§ 2. Типы обмоток.......................... —
§ 3. Шаг обмотки.......................... 24
§ 4. Условия выполнимости барабанных замкнутых обмоток...... —
§ 5. Петлевые обмотки........................ 27
§ 6. Волновые обмотки....................... 32
§ 7. Обмотки с двумя коллекторами................. 35
§ 8. Зубчатые якоря........................ 36
§ 9. „Ступенчатые" или „лестничные" обмотки............. 39
§ 10. Число щеткодержателей..................... 41
§ 11. Условие симметричности якорных обмоток............ 42
§ 12. Сравнение свойств петлевых и волновых обмоток......... 44
ГЛАВА ВТОРАЯ
Уравнительные соединения; э. д. с. якоря
§ 13. Цель уравнительных соединений................. 46
§ 14. Шаг уравнительных соединений................. 49
§ 15. Классификация уравнительных соединений............ 50
§ 16..Лягушачья" обмотка....................... 52
§ 17. Электродвижущая сила якоря................... 55
§ 18. Выбор типа обмотки....................... 57
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
Магнитная цепь
§ 19. Общее понятие о расчете магнитной цепи динамомашины постоянного тока..........57
§ 20. Теоретическая полюсная дуга и длина якоря........... 58
§ 21. Вычисление ампервитков для воздушного зазора (AWl)....... 60
§ 22. Вычисление зубцовых ампервитков (AWZ). 61
§ 23. Кривые для расчета зубцовых ампервитков............ 64
§ 24. Ампервитки для сердечника якоря (AWa) ............ —
§ 25. Число ампервитков для магнитов и ярма (AWm и AWj)...... 65
§ 26. Расчет магнитного рассеяния................... 66
§ 27. Формулы для приближенного расчета .............. 70
§ 28. Характеристика холостого хода.................. 73
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Реакция якоря
§ 29. Реакция якоря при щетках, расположенных в геометрической нейтральной зоне..............73
§ 30. Реакция якоря при щетках, смещенных относительно геометрической нейтрали............. 80
§ 31. Компенсирующие обмотки.................... 81
ГЛАВА ПЯТАЯ
Коммутация
§ 32. Общие представления и обозначения.............. 82
§ 33. Коммутация при b = β и очень малой окружной скорости (v≈0) . 83
§ 34. Коммутация при ν ≠0..................... 86
§ 35. Плотность тока в контакте щетки................. 88
§ 36. Причина искрения........................ 89
§ 37. Общий вид искрящей щетки................... 90
§ 38. Современная точка зрения на процессы искрения в коллекторе .. 91
§ 39. Удельная магнитная проводимость паза.............. 94
§ 40. Ускоренная коммутация.................... 95
§ 41. Электродвижущая сила самоиндукции............... 96
§ 42. Коммутация при b>β...................... 97
§ 43. Реактивное напряжение................... 98
§ 44. Явления взаимоиндукции при коммутации............. 99
§ 45. Обмотки с малым укорочением шага............... 101
§ 46. Неодинаковые условия коммутации в разных секциях....... 105
§ 47. Разность потенциалов между двумя смежными коллекторными пластинами .................106
§ 48. Потоки, создаваемые короткозамкнутой секцией.......... 108
§ 49. Суммарный поток, создаваемый короткозамкнутой секцией..... 112
§ 50. Поток, создаваемый торцевыми частями к. з. секции....... 113
§ 51. Электродвижущая сила, индуктированная в секции колебаниями потока рассеяния в момент коммутации............... 114
ГЛАВА ШЕСТАЯ
Способы улучшения коммутации
§ 52. Увеличение сопротивления короткозамкнутой секции ...... 116
§ 53. Вспомогательные щетки...................... 118
§ 54. Смещение щеток....................... —
§ 55. Дополнительные полюса..................... 120
§ 56. Приблизительный расчет дополнительных полюсов......... 121
§ 57. Число дополнительных полюсов................ 122
§ 58. Магнитное рассеяние дополнительных полюсов......... 123
§ 59. Коммутация при толчкообразной нагрузке............. 124
§ 60. Дополнительные полюса с двойным воздушным зазором...... 128
§ 61. Допускаемая величина реактивного напряжения........ 129
§ 62. Выбор величины магнитной индукции под дополнительным полюсом
для машин с резко изменяющейся нагрузкой........... —
§ 63. Следование полярности дополнительных полюсов.......... —
§ 64. Влияние величины реактивного напряжения............ 130
§ 65. Машины без дополнительных полюсов.............. —
§66. Пазовый демпфер......................... 131
§ 67. Пазовый демпфер по Дрейфусу ................. —
§ 68. Другие системы возбуждения дополнительных полюсов...... 132
§ 69. Величина реактивного напряжения................ 134
§ 70. Влияние падения напряжения в щеточном контакте........ 135
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
Экспериментальное исследование
коммутации
§ 71. Опытное исследование коммутации по методу потенциальной диаграммы .................136
§ 72. Регулировка дополнительных полюсов по методу „безыскровой зоны"...................... 139
§ 73. Коллекторная потенциальная кривая................ 142
§ 74. Другой вид потенциальной диаграммы.............. 144
§ 75. Опыты Арнольда......................... 145
§ 76. Метод автора опытного нахождения кривой реактивного напряжения ............................... —
§ 77. Контактное сопротивление щеток................. 147
§ 78. Политура на коллекторе...................... 149
§ 79. Часть потенциальной кривой под щетками (щеточная диаграмма коммутации) ........150
ГЛАВА ВОСЬМАЯ
Опыты автора
§ 80. Распределение тока в различных частях контактной поверхности щетки....................152
§ 81. Распределение тока между различными щетками, сидящими на общем болте..........154
§ 82. Явление неодинакового распределения тока между щетками, сидящими на общем болте; объяснение явления автором....... 155
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
Коллектор и щетки
§ 83. О рациональном расположении щеток на коллекторе........ 157
§ 84. Токораспределение между одноименными щеткодержателями волновой и петлевой обмоток..................... 158
§ 85. Подвод тока к щеточному стержню................ 159
§ 86. Выбор плотности тока в щетках................ 160
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
Возбуждение
§ 87. Независимое возбуждение................... 162
§ 83. Последовательное возбуждение................. —
§ 89. Параллельное возбуждение.................... 163
§ 90. Смешанное и другие системы возбуждения ........... 164
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ
Характеристики генератора постоянного
тока
§ 91. Характеристики генератора независимого возбуждения....... 165
§ 92. Характеристики генератора последовательного возбуждения .... 172
§ 93. Характеристические кривые шунтового генератора ........ 173
§ 94. Характеристики генератора смешанного возбуждения....... 176
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ
Параллельная работа генераторов постоянного тока
§ 95. Параллельная работа генераторов последовательного возбуждения . 177
§ 96. Параллельная работа шунтовых генераторов............ 178
§ 97. Параллельная работа машин смешанного возбуждения....... 180
§ 98. Явление „качаний", наблюдаемое в цепи генератора последовательного возбуждения, питающего двигатель независимого возбуждения ............................. 182
ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ
Параллельная работа машин большой
мощности
§ 99. Средства для увеличения равномерности распределения нагрузки
между параллельно работающими генераторами ..................... 184
ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ
Буферные машины
§ 100. Работа аккумуляторной батареи в качестве "буфера" ...... 186
§ 101. Буферная машина Гайфильда.................. 187
§ 102. Буферная машина Пирани.................... 189
§ 103. Буферная машина проф. Сагулка................. 190
§ 104. Предохранение аккумуляторной батареи и динамомашины, работающих параллельно.191
§ 105. Затруднения, возникающие при работе компаундного генератора
параллельно с аккумуляторной батареей............. 192
ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ
Машины для питания трехпроводных сетей
A. Трехпроводная сеть..................... 195
§ 105. Делительные машины...................... 196
§ 107. Величина напряжений U1 и U2 уравнительных машин....... 197
§ 108. Смешанное возбуждение уравнительных машин.......... 198
B. Генераторы для питания трехпроводных сетей 199
§ 109. Прежние конструкции...................... —
§ 110. Динамомашина для трехпроводной сети с делителем напряжения
Доливо-Добровольского..................... 200
§ 111. Другие системы трехпроводных машин.............. 202
ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ
Машины со специальными характеристиками
§ 112. Электрические машины для
электрической сварки на постоянном токе...................203
§ 113. Машины для электрической сварки Кремера........... 204
§ 114. Сварочная динамомашина Американской всеобщей электрической компании............206
§ 115. Сварочный агрегат Вестингауза................. 209
§ 116. Сварочная машина Розенберга.................. 210
§ 117. Машины для освещения железнодорожных поездов........ 215
§ 118. Схема для освещения железнодорожных поездов по системе Акермана (с „двигателем-регулятором")................ 221
ГЛАВА СЕМНАДЦАТАЯ
Высоковольтные машины постоянного тока
§ 119. Введение............................ 223
§ 120. Выбор числа пазов................. —
§ 121. Выбор числа полюсов...................... 224
§ 122. Опытные методы обнаружения пульсаций магнитного потока машин.......................225
§ 123. Средства для уменьшения пульсаций напряжения на коллекторе . —
§ 124. Коммутация в высоковольтных машинах............. 226
§ 125. Затруднения коммутации в высоковольтных и быстроходных машинах ...................—
§ 126. Явление „кругового огня" на коллекторе............. 228
§ 127. Картина возникновения „кругового огня" ............ 229
§ 128. Влияние полярности щеток.................. 231
§ 129. Защита от кругового огня.................... 233
§ 130. Размеры коллектора....................... 234
§ 131. Методы борьбы с круговым огнем................ 235
§ 132. Экран Якоби ......................... 237
§ 133. Коллектор высоковольтных машин................ 339
§ 134. Изоляция высоковольтных машин постоянного тока....... —
§ 135. Магнитная система высоковольтных машин .......... 240
§ 136. Примеры выполнения высоковольтных машин ....
241
ГЛАВА ВОСЕМНАДЦАТАЯ
Двигатели постоянного тока
§ 137. Движение проводника, обтекаемого током, в равномерном магнитном поле...............241
§ 138. Механизм взаимодействия между проводником, заложенным в паз, и магнитным потоком...................... 243
§ 139. Обратимость электрических машин постоянного тока....... 244
§ 140. Работа машин в качестве генераторов и двигателей....... 245
§ 141. Реверсирование двигателей................... 246
§ 142. Величина крутящего момента двигателя постоянного тока..... —
ГЛАВА ДЕВЯТНАДЦАТАЯ
Пуск в ход двигателей постоянного тока
§ 143. Явления, происходящие при пуске в ход двигателей постоянного тока.......249
§ 144. Величина тока короткого замыкания.............. 250
§ 145. Пусковые схемы....................... 251
§ 146. Схема соединения двигателя с пусковым реостатом, осуществляемая на практике......253
§ 147. Ошибочная схема соединения шунтового двигателя с пусковым реостатом.............—
§ 148. Пускорегулирующий реостат шунтового двигателя....... 254
§ 149. Пускорегулирующий реостат сериесного двигателя........ 255
§ 150. Пусковой реостат с максимальным и минимальным реле для шунтового двигателя...—
§ 151. Автоматические пусковые реостаты............... 256
ГЛАВА ДВАДЦАТАЯ
Работа двигателей постоянного тока
§ 152. Шунтовой двигатель...................... 257
§ 153. Двигатель последовательного возбуждения........... 261
§ 154. Двигатель смешанного возбуждения............... 265
§ 155. Двигатель с противокомпаундным возбуждением......... —
§ 156. Двигатель с постоянным числом оборотов........... 266
§ 157. Работа двигателей шунтового и смешанного возбуждения с маховиком ......................267
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ПЕРВАЯ
Регулирование скорости, реверсирование и торможение двигателей
§ 158. Различные способы регулирования скорости........... 269
§ 159. Первый способ регулирования скорости двигателя (изменение
числа активных проводов якоря N) ............... 270
§ 160. Кажущийся парадокс...................... —
§ 161. Второй способ регулирования скорости двигателя (изменение напряжения на зажимах U).................... 271
§ 162. Третий способ регулирования скорости двигателя (изменение величины потока возбуждения Ф).................. 274
§ 163. Способы изменения величины магнитного потока возбуждения .. 275
§ 164. Изменение направления вращения двигателей.......... 277
§ 165. Электрическое торможение двигателей постоянного тока..... 278
§ 166. Реостатное торможение с „демпферной" машиной........ 282
§ 167. Регулирование скорости и электрическое торможение...... 283
§ 168. Регулирование скорости трамвайных двигателей......... 285
§ 169. Совместная работа двигателей шунтового и последовательного возбуждений...........286
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ВТОРАЯ
Другие методы пуска в ход и регулирования
скорости
двигателей
§ 170. Схема Леонарда......................... 288
§ 171. Регулирование скорости при помощи вольтодобавочной динамомашины.................289
§ 172. Автоматический пуск в ход двигателей постоянного тока при посредстве вольтодобавочной машины............... 290
§ 173. „Буферные" схемы для выравнивания
переменных нагрузок .... 291
§ 174. Схемы для пуска в ход и регулирования скорости больших двигателей
(увеличение быстроты изменения магнитного потока возбуждения больших
машин)................... 295
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ТРЕТЬЯ
Рекуперация электрической энергии при тяге на постоянном токе
§ 175. Введение............................ 299
§ 176. Условия устойчивости при электрическом торможении...... —
§ 177. Классификация рекуперативных схем.............. 302
§ 178. Соединение № 1........................ —
§ 179. Соединение № 2........................ 303
§ 180. Соединение № 3........................ 304
§ 181. Соединение № 4....................... —
§ 182. Соединение № 4а....................... 307
§ 183. Соединение № 4b........................ 308
§ 184. Соединение № 5........................ 309
§ 185. Соединение № 6........................ 310
§ 186. Соединение № 7 (самовозбуждение)............... 311
§ 187. Сравнение всех систем..................... 312
§ 188. Двигатели смешанного возбуждения для тяги........... —
§ 189. Рекуперация по системе Соманни................ 313
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
Потери в электрических машинах
§ 190. Зависимость между мощностью машины и потерями энергии ... 314
§ 191. Потери на гистерезис в сердечнике якоря............. —
§ 192. Формула для подсчета потерь на гистерезис........... 315
§ 193. Вихревые токи, появляющиеся в железе якоря при его вращении . 316
§ 194. Формулы для подсчета потерь на токи Фуко........... 317
§ 195. Формула для подсчета суммарных потерь в железе........ —
§ 196. Потери на гистерезис и вихревые токи в сердечнике якоря (индекс а).................318
§ 197. Потери на гистерезис и вихревые токи в зубцах якоря (индекс z) 319
§ 198. Влияние механической обработки на потери в железе...... —
§ 199. Тепловые потери в обмотке возбуждения............. 320
§ 200. Тепловые потери в обмотке якоря ("потери меди")........ —
§ 201. Тепловые потери в щеточном контакте на
коллекторе ... 321
§ 202. Вихревые потери в полюсных башмаках, проводах якоря и неизолированных
болтах; меры для уменьшения этих потерь ..... 326
§ 203. Влияние магнитного насыщения зубцов на величину потока, заходящего из главных полюсов в паз................ 328
§ 204. Потери на вихревые токи в болтах якоря............ —
§ 205. Вихревые токи в меди коллектора................ 329
§ 206 Вихревые потери в меди якоря, вызванные потоками коммутации . 330
§ 207. Учет дополнительных потерь................... —
§ 208. Механические потери.................... —
§ 209. Коэффициент полезного действия ............ 333
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ПЯТАЯ
Нагревание машин
§ 210. Влияние нагревания на продолжительность
службы изоляции ... 334
§ 211. Изменение температуры нагрева электрической машины в функции времени............—
§ 212 Классификация изолирующих материалов............. 336
§ 213. Эмпирические формулы для подсчета перегрева машины..... 337
§ 214. Нагревание катушек электромагнитов.............. —
§ 215. Нагревание якоря........................ 340
§ 216. Нагрев коллектора....................... 341
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ШЕСТАЯ
Вентиляция
§ 217. Расчет вентиляции машины................... 342
§ 218. Конструкция вентилятора.................... 343
§ 219. Двигатели закрытого типа.................... 344
§ 220. Машины с охлаждаемой станиной................ 347
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ СЕДЬМАЯ
Конструкция электрических машин
постоянного тока
§ 221. Вал.............................. 348
§ 222. Железо якоря.......................... —
§ 223. Обмотка якоря......................... 351
§ 224. Коллектор........................... 352
§ 225. Щетки и щеткодержатели.................... 353
§ 226. Полюса и станина........................ 354
§ 227. Катушки электромагнитов.................... 356
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ВОСЬМАЯ
О расчете электрических машин
§ 228. Расчетные варианты....................... 360
§ 229. Главные размеры машины.................... 361
§ 230. Расчетная длина якоря..................... —
§ 231. Расчетная величина полюсной дуги.............. 362
§ 232. Величина магнитного потока, выходящего из одного полюса ... 363
§ 233. Основное уравнение для расчета главных размеров машины ... —
§ 234. Эмпирическая формула для быстрого и приблизительного определения диаметра машины..................... 365
§ 235. Физический смысл основного уравнения............. 366
§ 236. Зависимость между диаметром машины и крутящим моментом .. —
§ 237. Влияние быстроходности на размеры машины.......... 367
§ 238. Влияние коэффициента магнитного перекрытия αi......... 368
§ 239. Влияние величины Βl на размеры машин............ 369
§ 240. Влияние AS на размеры машин................. 370
§ 241. Влияние AS на коммутацию................... —
§ 242. Влияние AS и sa на нагрев машины............... —
§ 243. Влияние величины AS и Βl на к. п. д. машины;
два типа машин . 371
§ 244. Влияние величины диаметра якоря на допускаемые величины Βl и AS...................372
§ 245. Современные тенденции при проектировании машин....... 373
§ 246. Выбор величины магнитной индукции в воздушном зазоре Βl при
проектировании машины.................... —
§ 247. Выбор величины линейной нагрузки якоря AS......... 374
§ 248. Выбор длины якоря li..................... —
§ 249. Влияние числа полюсов 2p на внешние размеры машины .... 375
§ 250. Машинная постоянная...................... 377
§ 251. Физический смысл постоянной С; удельное тяговое усилие .... 379
§ 252. Зависимость к. п. д. машины от ее размеров и быстроходности . 382
§ 253. Предельная мощность машины постоянного
тока .......... —
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ДЕВЯТАЯ
Расчет якоря и коллектора
§ 254. Основные данные........................ 385
§ 255. Выяснение главных размеров машин............... —
§ 256. Суммарная длина якоря..................... 386
§ 257. Выбор системы обмотки якоря.................. —
§ 258. Число проводов обмотки якоря (предварительная величина) .... 387
§ 259. Сечение проводов обмотки якоря................ 388
§ 260. Диаметр коллектора...................... 389
§ 261. Щетки.............................—
§ 262. Длина коллектора....................... 390
§ 263. Разность потенциалов между смежными коллекторными пластинами —
ГЛАВА ТРИДЦАТАЯ
Выяснение размеров зубцов и сердечника якоря
§ 264. Число пазов.......................... 392
§ 265. Наивыгоднейшая ширина паза................ 393
§ 266. Глубина паза......................... 394
§ 267. Влияние величины диаметра якоря на глубину паза....... —
§ 268. Объем тока в пазу..................... 395
§ 269. Расчет зубцов......................... —
§ 270. Высота сердечника якоря.................... 396
ГЛАВА ТРИДЦАТЬ ПЕРВАЯ
Полюса и сердечники
§ 271. Выбор величины воздушного промежутка δ........... 397
§ 272. Длина дуги полюсного наконечника b.............. 398
§ 273. Осевая длина полюсного наконечника lр............. 399
§ 274. Высота сердечников электромагнитов; предварительный расчет размеров катушек возбуждения................... —
§ 275. Сечение сердечников электромагнитов и ярма.......... 401
§ 276. Выбор величины Вm и Bj.................... —
§ 277. Расчет шунтовой обмотки возбуждения............. 402
§ 278. Расчет последовательной обмотки возбуждения ......... 404
§ 279. Расчет обмотки смешанного возбуждения............ —
ГЛАВА ТРИДЦАТЬ ВТОРАЯ
Расчет дополнительных полюсов
§ 280. Магнитная индукция в воздушном промежутке под дополнительным полюсом....405
§ 281. Кривая магнитной индукции в воздушном промежутке под дополнительным полюсом....................... 406
§ 282. Поток дополнительного полюса................. —
§ 283. Сечение дополнительного полюса................ 407
§ 281. Путь силового потока дополнительного полюса.........
ГЛАВА ТРИДЦАТЬ ТРЕТЬЯ
Пример расчета генератора шунтового
возбуждения
1. Якорь
1. Сила тока в якоре......................... 408
2. Основные размеры........................ —
3. Конструктивная длина якоря.................... 409
4. Число проводов в якоре..................... 411
5. Число пазов .............................. —
6. Обмотка якоря........................... 411
7. Уравнительные соединения..................... 412
8. Сечение проводов обмотки якоря.................. 414
9. Паз................................ 415
10. Зубцы............................... 416
11. Величина потока главных полюсов при холостом ходе........ —
12. Магнитная индукция в воздушном промежутке........... —
13. Внутренний диаметр сердечника якоря............... 417
14. Коллектор и щетки......................... —
II. Электромагниты и станина
15. Воздушный промежуток...................... 418
16. Главные полюса.......................... —
17. Высота сердечника главных полюсов................ 419
18. Станина.............................. 420
19. Коммутация........................... —
20. Дополнительные полюса...................... 421
21. Эскиз машины........................... 422
22. Характеристика холостого хода .................. —
23. Число ампервитков возбуждения при нагрузке........... 425
24. Расчет сечения и числа витков обмотки возбуждения........ —
25. Потери и нагревание якоря.................... 426
26. Потери и нагрев коллектора.................... 427
27. Потери и нагрев обмотки дополнительных полюсов......... 428
28. Потери и нагрев обмотки возбуждения при полной нагрузке .... —
29. Потери на трение в подшипниках и трение о воздух........ —
30. Определение к. п. д. при полной нагрузке............. 429
Именной указатель..................... 430
Предметный указатель.................. 431