Реакция якоря машины постоянного тока

В машине постоянного тока при работе в нагрузочном режиме сущест­вуют поля обмотки возбуждения и обмотки якоря. Эти поля взаимодействуют между собой и оказывают наибольшее влияние на эксплуатационные свойства машины. Линия, которая условно проходит между главными полюсами, называется геометрической нейтралью. Вдоль этой линии индукция магнитного поля машины . При вращении якоря часть секций его обмотки оказывается замкнутой накоротко через щётки. В этих секциях эдс должны быть минимальными и не вызывать боль­шие токи. Они должны находиться на геометрической нейтрали или как можно ближе к ней. Установка щеток на геометрическую нейтраль осуществляется по схеме рис.6.20. В цепь возбуждения машины подаются импульсы напряжения от источника постоянного тока . Ток возбуждения ограничивается реостатом и контролируется амперметром . При замыкании и размы­кании ключа наблюдают за показаниями стрелки милливольтметра . При нейтральном положении щёток стрелка милливольтметра будет неподвижна или отклоняться незначительно [11].

На рис.21,а поле обмотки возбуждения симметрично относительно оси полюсов. В невозбужденной ма­шине (рис.21,б) по обмотке якоря протекает ток, создающий собственное маг­нитное поле. Оно симметрично относительно геометрической нейтрали (линия 1-1). На рис.22 представ­лен режим работы под нагрузкой. Магнитное поле является ре­зультатом взаимодействия магнитодвижущих сил обмоток возбуждения и якоря . Воздействие магнитодвижущей силы якоря на магнитное поле машины называется реакцией якоря. В результате взаимодействия этих полей обоих обмоток возникает электромаг­нитный момент.

На рис.21,б ток в обмотке якоря создаёт магнитное поле поперечной реакции якоря. При работе машины в нагрузочном режиме она вызывает ослабление поля под одним краем полюса и усиление под другим (рис.22). Вследствие этого ось результирующего поля поворачивается в гене­раторе по направлению вращения якоря, а в двигателе – в противоположную сторону. Линия, где индукция магнитного поля машины , называетсяфизической нейтралью (2-2). Увеличение на­грузки приводит еще большему ее смещению. Поперечная реакция якоря всегда искажает распределение поля в зазоре. Она вызывает уменьшение потока главных полюсов, т.е. имеет размагничивающий характер. При насыщении магнитной цепи машины, малом воздушном зазоре и большом токе нагрузки искажение поля и размагничивание проявляются сильнее.

Если щётки установлены на оси по­люсов, то поле якоря действует вдоль этой оси и называется полем продольной реакции якоря (рис. 6.23). В зависимости от направления тока в якоре оно ока­зывает на поле полюсов размагничивающее или намагничивающее действие. Электромагнитный мо­мент в результате взаимодействия этих полей не возникает.

Обычно щётки сдвинуты с геометрической нейтрали на угол . Для двухпо­люсной машины (рис. 6.24) поверхность якоря можно разбить на две пары сим­метричных секторов – аб, вг и аг, бв. Токи первой пары секторов задают поле поперечной, а токи второй пары – поле продольной реакции якоря. При повороте щёток генератора в на­правлении вращения и щёток двигателя против направления враще­ния возникает размагничивающая продольная реакция якоря. Она вызывает уменьшение потока главных полюсов машины. Сдвиг щёток в обратном направ­лении вызывает намагничивающую продольную реакцию якоря. Поток главных по­люсов возрастает [1].