Магнитная цепь машины постоянного тока и реакция якоря

В магнитную цепь машины постоянного тока входят:

- станина (ярмо),

- сердечники главных полюсов с полюсными наконечниками,

- воздушный зазор,

- сердечник якоря.

В режиме холостого хода (х. х.), когда ток в обмотке якоря практически отсутствует, магнитный поток Ф образуется главными полюсами. Он состоит из основного магнитного потока Фосн и потока рассеивания Фσ (часть магнитного потока, не проходящего через воздушный зазор между статором и ротором):

Ф = Фосн = Фσ.

В машинах постоянного тока для изготовления различных элементов магнитной системы применяют следующие материалы:

- сердечник якоря – тонколистовая электротехническая сталь,

- сердечники лавных полюсов – листовая холоднокатаная сталь,

- станина – в машинах средней и большой мощности станины делают сварными из листовой конструкционной стали, а в машинах малой мощности из стальных цельнотянутых труб, алюминиевых сплавов или пластмассы.

Магнитная индукция в магнитном зазоре В пропорциональна основному магнитному потоку Фосн и составляет в машинах постоянного тока общего назначения (0,6÷1,0) [Тл] (мощные машины имеют большие значения В).

Реакцией якоря машины постоянного тока называют влияние магнитодвижущей силы (МДС) якоря на магнитное поле машины. В режиме х. х. магнитное поле машины будет симметрично относительно оси полюсов. Если машину нагрузить, то ток, появившийся в обмотке якоря, создаст в магнитной системе машины МДС якоря, которая исказит результирующее магнитное поле машины.

Реакция якоря оказывает неблагоприятное влияние на рабочие свойства машины постоянного тока, т. к. утяжеляет условия работы щёточного контакта и может послу жить усилению искрения на коллекторе. Поэтому при проектировании машин постоянного тока принимают меры к устранению или ослаблению реакции якоря. Для этого:

1). Применяют компенсационную обмотку. Её укладывают в пазы полюсных наконечников и включают последовательно с обмоткой якоря, т. о. чтобы МДС компенсационной обмотки была противоположна по направлению МДС обмотки якоря, при этом МДС якоря уменьшается. Компенсационные обмотки применяют лишь в машинах средней и большой мощности, т. к. она усложняет и удорожает машину, и её применение не всегда экономически оправдано.

2). Увеличивают воздушный зазор под главными полюсами. Этот способ применяют в машинах малой и средней мощности не имеющих компенсационной обмотки, однако, не следует забывать, что увеличение воздушного зазора приводит к необходимости повышать МДС обмотки главных полюсов, а, следовательно, и к увеличению полюсных катушек, полюсов и габаритов машины в целом.