Реакция якоря. Влияние реакции якоря на свойства машины. Устранение вредного влияния реакции якоря.   

При работе в машине действуют две намагничивающие силы Fo и Fa.

Предположим, что машина работает в режиме х.х

При работе машины в режиме х.х. ток в обмотке якоря прак­тически отсутствует, а поэтому в машине действует лишь МДС обмотки возбуждения Fво . Магнитное поле машины будет симметрично относительно оси полюсов (рис. 1а). График распределения магнитной индукции в воздушном зазоре представ­ляет собой кривую, близкую к трапеции.

Если же машину нагрузить, то в обмотке якоря появится ток, который создаст в магнитной системе машины свою намагничивающую силу Fа.

До­пустим, что в машине нет полюсов, т.е. Fo равна нулю и в машине действует лишь МДС якоря Fa. Тогда магнитное поле, созданное этой МДС, будет иметь вид, представленный на рис. 1б, т.е., это поле  будет направлено по линии щеток (в данном случае по геометрической нейтрали это линия, на которой магнитная индукция равна 0).

Наибольшее значение Fа — имеет на линии щеток (рис. 1б, кривая 1), а по оси полюсов  равна нулю. График распределения намагничивающей силы показан пунктирной линией 1.

Таким образом при работе в машине действуют две намагничивающие силы Fo и Fa

Реакцией якоря называют влияние намагничивающей силы обмотки якоря на магнитное поле машины создаваемое обмоткой возбуждения.

Реакция якоря искажает магнитное поле машины, делает его несимметричным  относительно оси полюсов

Если машина находится в ненасыщенном состоянии, то реакция якоря будет только искажать основное поле машины.

В результате этого результирующее поле будет как бы поворачиваться относительно оси полюсов(а), а физическая нейтраль m и m’ – это линия на якоре, где магнитная индукция равна нулю смещается относительно геометрической на угол α.

Если машина работает в режиме генератора, то физическая нейтраль смещается по ходу вращения, если в режиме двигателя-против хода вращения.

Если машина находится в насыщенном состоянии, а это имеет место у большинства машин, то реакция якоря будет уменьшать поле машины на величину заштрихованного участка 1 ( рис. 1в)

Таким образом реакция якоря вредное явление.

Искажение  результирующего поля неблагоприятно отражается на рабочих свойствах машины приводит к более тяжелым условиям работу щеточного коллекторного узла, что может послужить причиной усиления искрения на коллекторе.

Уменьшает основное  поле машины, что приводит к тому, что у генератора уменьшается вырабатываемое ЭДС, а у двигателя вращающий момент

Способы устранения вредного влияния реакции якоря.

В связи с тем что реакция якоря неблагоприятно влияет на ра­бочие свойства машины постоянного тока, при проектировании машины принимают меры к устранению реакции якоря или хотя бы к ослаблению ее влияния до допустимых пределов.

Применение в машине добавочных полюсов . Добавочные полюса, создают свою намагничивающую силу и устраняют поперечную составляющую реакции якоря по линии геометрической нейтрали.

Более надежным и эффективным является применение в машинах компенсационной обмотки . Эту обмотку укладывают в пазы полюсных наконечников и включа­ют последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы МДС компенсационной обмотки Fк была противоположна по направле­нию МДС обмотки якоря Fа. Данный способ усложняет машину , делает ее более дорогой.

Применяется в машинах большой мощности с резкими колебаниями нагрузки.( например двигатели прокатных станов)

Увеличение воздушного зазора под главными полюсами. В машинах малой и средней мощности, не имеющих компенсацион­ной обмотки, вредное влияние реакции якоря по поперечной оси ослабляют соответствующим выбором воздушного зазора под главными полюсами.

Магнитное поле машины и распределение магнитной индукции в воздушном зазор

Рисунок 1. Магнитное поле машины и распределение магнитной индукции в воздушном зазоре

 

Электрические машины

От Aleksandr