якоря Сименса »и обладал тем ценным преимуществом, что позволял получать ток, постоянный не только по направлению, но и по величине. На кольцевой якорь намотана спиральная обмотка; при вращении якоря в обмотке наводятся токи, направление к-рых, согласно правилу правой руки, указано стрелками; вместо коммутатора, игравшего ранее роль механического выпрямителя тока, здесь применяется т. н. коллектор, к-рый устанавливается на валу якоря (рис. 8). Коллектор состоит из отдельных металлических пластин — ламелей, изолированных друг от друга и от вала якоря; в наст, время пластины обычно выполняются из твердотянутой меди. Каждый виток, или секция спиральной обмотки имеет электрическое соединение с соответствующей ламелей коллектора; на коллектор устанавливают неподвижные щетки, располагая их между полюсами по нейтрали, т. е. в тех местах, где поток изменяет свое направление; щетки служат для отведения тока во внешнюю цепь; они выполняются или металлическими (из медных или латунных проволок) или угольными. Как видно из рис. 7, ток в обмотке якоря двухполюсной машины течет по двум параллельным ветвям; напряжение на щетках равняется эдс, индуктированной в витках одной параллельной ветви за вычетом падения напряжения в них самих при работе машины под нагрузкой. По своей числовой величине эта эдс Е=^-р ~Ф • 10—8 вольт, где N — число проводников якоря; а — число пар параллельных ветвей обмотки якоря; р — число пар полю — Рис. 8. Коллектор.
Рис. 9. Устройство якоря,
сов машины; п — число оборотов в минуту; Ф — магндтный поток одного полюса. От числа секций и коллекторных пластин зависит форма получаемого от машины напряжения; при небольшом числе коллекторных пластин . напряжение получается колеблющимся. При употреблении массивного якоря Сименса из железа в теле якоря наводятся большие паразитные токи, токи Фуко (см.), вызывающие дополнительные потери и нагревающие якорь; эти токи замыкаются в теле якоря в плоскости, перпендикулярной к направлению магнитных силовых линий. С целью максимального уменьшения этих токов якорь стали набирать из отдельных железных проволок, намотанных в форме кольца (рис. 9), причем отдельные витки проволоки изолированы друг от друга в направлении течения токов Фуко. В наст, время якорь набирается из тонких, штампованных, изолированных друг от друга листов железа; толщина железа обычно берется равной 0, 5 мм с удельными потерями для обыкновенного мягкого железа 3, 2—3, 6 ватт /кг и для легированного железа 1, 8—2, 2 ватт /кг. Кольцевой якорь Грамма обладал однако рядом недостатков. Один из наиболее существенных недостатков заключался в том, что активной частью обмотки, принимаю 462
щей участие в наведении эдс при вращении, являлась лишь часть, расположенная на внешней поверхности кольца. Этот недостаток устранил Гефнер-Альтенек (1872), предложив так называемый барабанный якорь, представляющий собой цилиндр, на внешней поверхности к-рого наматывается обмотка. Чтобы и в этом случае получить замкнутую обмотку, подобную спиральной обмотке кольцевого якоря (рис. 10), Гефнер-Альтенек предложил выполнять ее так, как показано на рис. 11.
Провод, идущий в кольцевом якоре по внутренней поверхности кольца, переносится на внешнюю поверхность цилиндра так, что два проводника, составляющие виток, или секцию, лежат в плоскости, проходящей через ось цилиндра; при этом витки образуют петли, почему такая обмотка называется петлевой. В этом случае шаг витка равняется диаметру якоря, рис. ю. т. н. диаметральная обмотка; в противном случае обмотка называется с укороченным шагом (шаг обмотки меньше диаметра якоря) или с удлиненным шагом. Очень часто обмотки делаются с укороченным шагом по соображениям коммутации тока. Если соединение между проводниками сделать подобно рис. 12, то теперь уже секция обмотки образует не петлю, а волну, почему такая обмотка и называется волновой. Петлевая и волновая обмотки имеют свои преимущества и недостатки; поэтому вопрос о выборе того или иного типа обмотки должен решаться применительно к тем условиям, на к-рые проектируется Д. Гладкие якори теперь совсем не употребляются; исключительное применение находят т. н. зубчатые якори (рис. 13), предложенные Венстремом (1882). По сравнению с гладким якорем они обладают большими преимуществами: обмотка укладывается в пазы, благодаря этому воздушный зазор, т. е. пространство между внешней
Рис. И. Обмотка Гефнер-Альтенека.
поверхностью якоря и полюсными наконечниками, можно сделать возможно малым * поскольку это допускается реакцией якоря; в соответствии с уменьшением воздушного зазора уменьшается сопротивление для магнитного потока полюсов; кроме этого применением зубчатого якоря достигается большая механическая прочность обмотки. В задачу дальнейших усовершенствований Д. входило: 1) максимально использовать магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения; это достигалось приме-
