Реакция якоря в машинах постоянного тока

Магнитный поток в машине постоянного тока создается всеми ее обмотками, по которым протекает ток. В режиме холостого хода по обмотке якоря генератора ток не протекает, а по обмотке якоря двигателя протекает ток холостого хода, небольшой по значению. Поэтому в машине существует только основной магнитный поток Ф0, создаваемый обмоткой возбуждения полюсов и симметричный относительно их осевой линии (рис. 1, а).

На рис. 1, а (коллектор не показан) щетки расположены рядом с проводниками обмотки якоря, от которых идут отпайки к тем коллекторным пластинам, с которыми в данный момент соединены щетки. Такое положение щеток называется положением на геометрической нейтрали, т. е. на линии, проходящей через центр якоря и проводники обмотки, в которых индуцируемая основным магнитным потоком э. д. с. равна нулю. Геометрическая нейтраль перпендикулярна осевой линии полюсов.

Когда к обмотке якоря генератора присоединена нагрузка Rn или когда на вал двигателя действует тормозной момент, по обмотке протекает ток якоря 1Я, который создает магнитный поток якоря Фя (рис. 1, б). Магнитный поток якоря направлен по линии, на которой расположены щетки. Если щетки расположены на геометрической нейтрали, то поток якоря направлен перпендикулярно основному магнитному потоку и поэтому называется поперечным магнитным потоком.

Рис. 1. Магнитные потоки в машине постоянного тока: а — магнитный поток полюсов; б — магнитный поток обмотки якоря; в — результирующий магнитный поток

Влияние магнитного потока якоря на основной магнитный поток называется реакцией якоря. В генераторе постоянного тока под «сбегающим» краем полюса магнитные потоки складываются, под «набегающим» — вычитаются. У двигателя — наоборот. Таким образом под одним краем полюса результирующий магнитный поток Ф увеличивается по сравнению с основным магнитным потоком, под другим краем полюса — уменьшается. В результате он становится несимметричным по отношению к осевой линии полюсов (рис. 1, в).

Физическая нейтраль — линия, проходящая через центр якоря и проводники обмотки якоря, в которых индуцируемая результирующим магнитным потоком э. д. с. равна нулю, поворачивается на угол а по отношению к геометрической нейтрали (в сторону опережения у генераторов, в сторону отставания — у двигателей). При холостом ходе физическая нейтраль совпадает с геометрической.

В результате реакции якоря магнитная индукция в зазоре машины становится еще более неравномерной. В проводниках якоря, находящихся в точках повышенной магнитной индукции, индуцируется большая э. д. с, что приводит к увеличению разности потенциалов между соседними пластинами коллектора и к возникновению искрения на коллекторе. Иногда электрическая дуга перекрывает весь коллектор, образуя «круговой огонь».

Кроме того, реакция якоря приводит к уменьшению э. д. с. якоря, если машина работает в области, близкой к насыщению. Это связано с тем, что когда основной магнитный поток Ф0 создает насыщенное состояние магнитопровода, то увеличение магнитного потока на +ΔФ под одним краем полюса будет меньшим, чем уменьшение на —ΔФ под другим (рис. 2). Это приводит к уменьшению суммарного потока полюса и э. д. с. якоря, так как

Отрицательное влияние реакции якоря можно уменьшить, сдвигая щетки на физическую нейтраль. При этом поток якоря поворачивается на угол α и встречный поток под набегающим краем полюса генератора уменьшается. Сдвиг щеток осуществляют у генератора по направлению вращения якоря, а у двигателя — против направления вращения якоря. Угол α меняется с изменением тока якоря Iя. На практике щетки обычно устанавливают на угол, соответствующий средней нагрузке.

В машинах средней и большой мощностей применяют компенсационную обмотку, расположенную в пазах главных полюсов и включаемую последовательно с обмоткой якоря так, чтобы ее магнитный поток Фк был противоположен магнитному потоку Фя. Если при этом Фк = Фя, то магнитный поток в воздушном зазоре из-за реакции якоря практически не искажается.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Реакция якоря и ее виды

Явление реакции якоря

Поля якоря и индуктора, действующие совместно, образуют результирующее поле, характер которого на основании рисунка 1, а и б показан на рисунке 2. Полярность полюсов и направлений токов якоря на этом рисунке соответствуют случаю, когда в режиме генератора (Г) якорь вращается по часовой стрелке, а в режиме двигателя (Д) – против часовой стрелки.

Из рисунка 2 видно, что под влиянием поля якоря результирующее поле машины изменяется. Это явление называется реакцией якоря.

Поперечная реакция якоря

При установке щеток на геометрической нейтрали 1 – 1 (рисунок 1, б) поле якоря направлено поперек оси полюсов, и в этом случае оно называется полем поперечной реакции якоря.

Рисунок 1. Магнитное поле индуктора (а) и якоря (б)

Как следует из рисунка 2, поперечная реакция якоря вызывает ослабление поля под одним краем полюса и его усиление под другим, вследствие чего ось результирующего поля поворачивается в генераторе по направлению вращения якоря, а в двигателе – в обратную сторону. Если условно, как это иногда делается, рассматривать линии магнитной индукции в качестве упругих нитей, то возникновение электромагнитного момента можно рассматривать как результат действия упругих сил этих нитей, стремящихся сократиться и повернуть якорь. Из рисунка 2 видно, что при такой трактовке явлений направления действия моментов совпадают с реальными как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Под воздействием поперечной реакции якоря нейтральная линия на поверхности якоря, на которой Bδ = 0, поворачивается из положения геометрической нейтрали 1 – 1 на на некоторый угол β в положение 2 – 2 (рисунок 2), которое называется линией физической нейтрали. В генераторе физическая нейтраль повернута в сторону вращения якоря, а в двигателе – в обратную сторону.

Из рисунка 1, б следует, что при вращении якоря в проводниках, показанных в левой части рисунка 1, б, поле поперечной реакции якоря индуктирует э. д. с. одного направления, а в правой – другого. В результате этого при установке щеток на геометрической нейтрали суммарная э. д. с. от поля реакции якоря в каждой параллельной ветви обмотки и на щетках равна нулю.

Рисунок 3. Поле продольной реакции якоря

Продольная реакция якоря

Если щетки сдвинуты с геометрической нейтрали на 90° эл. (рисунок 3), то поле якоря вдоль оси полюсов и называется полем продольной реакции якоря. Это поле в зависимости от направления тока в якоре оказывает на поле полюсов намагничивающее или размагничивающее действие, и в результате его взаимодействия с полем полюсов электромагнитный момент не возникает. Индуктируемая при вращении якоря э. д. с. на щетках будет в этом случае также равна нулю.

Общий случай реакции якоря

Обычно щетки устанавливаются на геометрической нейтрали. Однако в результате неточной установки щеток, а также сознательных действий персонала щетки могут быть сдвинуты с геометрической нейтрали на некоторый угол α (рисунок 4, а), причем 0

Источник

Что такое геометрическая нейтраль и физическая нейтраль

Поле машины при холостом ходе. При холостом ходе (I_а = 0) магнитный поток машины создается м. д. с. возбуждения. Направление потока в якоре на рис. 2.17, а показано стрелкой. Поток жестко связан с полюсами и направлен по оси полюсов, независимо ни от скорости вращения якоря, ни от положения щеток. На рис. 2.3,а представлено распределение индукции В потока полюсов в воздушном зазоре, кривая 1 на рис. 2.18, в повторяет это распределение.

Точки, в которых кривая распределения индукции проходит через нуль, определяют положение так называемой нейтрали. Кривая 1 индукции B_ох, обусловленной потоком, создаваемым полюсами, проходит через нуль в точке г (рис. 2.18, в), которая находится посередине между полюсами. Определяемая этой точкой нейтраль гг’ (рис. 2.17, б) называется геометрической, ее положение связано с геометрией машины и не изменяется при работе.

Расположение щеток на геометрической нейтрали в генераторном режиме. При вращении якоря в активных проводниках обмотки

Рис. 2.17. Реакция якоря при положении щеток на геометрической нейтрали: а — направление потока полюсов; б — направление потока реакции якоря; в — направление потока машины при нагрузке (гг’ — геометрическая нейтраль, фф’ — физическая нейтраль)

индуктируется э. д. с. Если щетки замкнуты на нагрузочное сопротивление, то по обмотке якоря проходит ток, направление которого в проводниках (рис. 2.17, б) совпадает с направлением индуктируемых в них э. д. с. Такой режим работы называется генераторным. Определяя направление линий магнитной индукции, видим, что поток, вызываемый м. д. с. якоря, направлен по оси щеток (поле якоря напоминает поле электромагнита с осью, совпадающей с линией щеток). Если щетки расположены на геометрической нейтрали, то ось потока якоря сдвинута на 90° относительно оси полюсов. Такой поток называют поперечным.

* Во многих случаях в литературе также применяется термин «намагничивающая сила».

2.18, а). При дальнейшем увеличении х м. д. с. убывает и под серединой полюса проходит через нуль, а затем меняет знак. Приближенно можно считать, что м. д. с. F_ax изменяется по закону прямой линии (рис. 2.18, б). Если бы воздушный зазор был равномерным, то кривая 2 индукции В_ах поля якоря (рис. 2.18, б) повторяла бы в соответствующем масштабе кривую м. д. с. F_ax (рис. 2.18, б) и имела бы вид треугольника с вершиной на оси щеток. Вследствие того что воздушный зазор между полюсами значительно больше, чем под полюсом, кривая индукции В_ах имеет между полюсами провал;

Если машина возбуждается постоянными магнитами, то путь потока поперечной реакции якоря имеет большое сопротивление, так как магнитная проницаемость постоянных магнитов мала. Поэтому поток поперечной реакции якоря в машинах с постоянными магнитами незначителен и его обычно не учитывают. В машинах с электромагнитным возбуждением поток поперечной реакции якоря может достигать большой величины.

Рис. 2.18. Реакция якоря при положении щеток на геометрической нейтрали: а — развернутый якорь с равномерно распределенным слоем проводников; б — м.д.с. реакции якоря; в — распределение индукции в воздушном зазоре

При прохождении тока по обмотке якоря поток машины создается м. д. с, которая складывается из м. д. с. обмоток возбуждения и якоря. Воздействие магнитодвижущей силы якоря на поле машины называется реакцией якоря.

Для получения общей картины поля при нагрузке пользуются методом наложения полей обмотки возбуждения и реакции якоря. На рис. 2.17, в линии магнитной индукции изображают поток машины при нагрузке, а на рис. 2.18, в кривая 3 показывает распределение индукции В_ôx в воздушном зазоре. Из сравнения распределения потока и индукции В_ôx при холостом ходе и при нагрузке следует, что при нагрузке поток машины и нейтраль смещаются относительно оси полюсов в сторону вращения якоря. При этом индукция под набегающим краем полюсного наконечника уменьшается, а под сбегающим — увеличивается. Смещенная при нагрузке машины нейтраль называется физической. С изменением нагрузки ее положение меняется. Новое положение нейтрали фф’ (рис. 2.17, в) определяется на рис. 2.18, в точкой ф.

Если сталь полюсов не насыщена, то уменьшение потока под набегающим краем компенсируется увеличением его под сбегающим краем полюсного наконечника. При насыщении стали такой компенсации нет, в результате чего поток машины уменьшается. Размагничивающее действие поперечной реакции якоря объясняется тем, что на набегающем крае сталь полюсного наконечника обычно не насыщена, и здесь имеет место значительное уменьшение потока, а на сбегающем крае сталь насыщена, поэтому здесь наблюдается лишь незначительное увеличение потока. В результате общий

Рис. 2.19. Реакция якоря при сдвиге щеток с геометрической нейтрали: а — распределение тока в обмотке якоря; б — витки обмотки, создающие поперечную реакцию якоря; в — витки обмотки, создающие продольную реакцию якоря

поток машины под полюсом существенно уменьшается, и для его поддержания при нагрузке необходимо увеличивать ток возбуждения.

Сдвиг щеток в генераторном режиме. При сдвиге щеток токораспределение обмотки якоря меняется и направление м. д. с. якоря совпадает с новым положением оси щеток. Сравнивая распределение тока в якоре при щетках, расположенных на геометрической нейтрали (см. рис. 2.17, в) и в случае их сдвига (рис. 2.19, а) видим, что направление тока в проводниках обмотки, расположенных по соответствующей сдвигу дуге в изменяется на обратное. Следует иметь в виду, что расстояние между осями двух одноименных полюсов соответствует 360 эл. град. Поэтому в случае многополюсной машины угол α_э, соответствующий электрическим градусам, в р раз больше угла αа_г, выраженного в геометрических градусах, т. е. α_ээ = рα_эГ. Положение щеток при сдвиге на 90 эл. град (что соответствует сдвигу на половину полюсного деления τ) называется продольным (рис. 2.20).

Распределение тока в обмотке якоря при продольном положении щеток можно получить и при неподвижном якоре, если к щеткам подвести напряжение от внешнего источника питания. При

Рис. 2.20. Реакция якоря при продольном положении щеток: а — размагничивающая; б — намагничивающая

продольном положении щеток максимальное значение F_ad м. д. с. реакции якоря F_ax располагается по оси полюсов (рис. 2.21). Определяя направление потока, создаваемого током якоря, видим, что при сдвиге щеток на 90 эл. град в сторону вращения генератора (рис. 2.20, а) поток реакции якоря направлен встречно потоку полюсов и размагничивает машину. Такая реакция якоря называется продольно-размагничивающей. При сдвиге щеток в сторону, обратную вращению генератора (рис. 2.20, б), поток якоря усиливает поток полюсов машины. Такая реакция называется продольно-намагничивающей.

Заметим, что поскольку физическая нейтраль при нагрузке машины в генераторном режиме сдвигается по вращению, то для уменьшения искрения коллектора, надо сдвинуть щетки в сторону вращения. В этом случае поток реакции якоря размагничивает машину. При сдвиге щеток в обратном направлении возникло бы сильное искрение.

В реальных случаях щетки сдвигают на угол меньше 90 эл. град. При этом для удобства анализа действительное распределение тока якоря условно заменяют двумя системами тока. Токи проводников обмотки якоря, расположенных по дуге τ — 2в (рис. 2.19, б), образуют систему, создающую поперечную реакцию якоря. Токи проводников обмотки якоря, расположенных по дуге 2в (рис. 2.19, в), образуют систему, создающую продольную реакцию якоря. Таким образом, при сдвиге щеток м. д. с. реакции якоря имеет две составляющие: поперечную и продольную. В результате действия поперечной составляющей реакции якоря поток машины смещается в сторону вращения (при наличии насыщения поток уменьшается). В результате действия продольной составляющей изменяется величина потока. Поэтому при сдвиге щеток в сто.

Рис. 2.21. Распределение м. д. с. продольно размагничивающей реакции якоря

рону вращения поток генератора уменьшается, что приводит к уменьшению э. д. с. Чтобы сохранить величину э. д. с, необходимо увеличить ток возбуждения.

Двигательный режим. В двигательном режиме э. д. с. обмотки якоря направлена встречно по отношению к подведенному напряжению сети. При этом напряжение всегда больше, чем э. д. с. В результате ток в якоре двигателя направлен встречно по отношению к э. д. с, т. е. он имеет обратное направление по отношению к тому, какое имел в генераторном режиме. Поэтому действие реакции якоря машины постоянного тока в двигательном режиме противоположно тому, какое имело место в генераторном. Таким образом, поперечная реакция якоря, возникающая при положении щеток на геометрической нейтрали, смещает поток машины и нейтраль в сторону, обратную вращению. При этом индукция под набегающим краем полюсного наконечника увеличивается, а под сбегающим — уменьшается.

При сдвиге щеток с геометрической нейтрали, помимо поперечной, имеет место также продольная реакция якоря. При сдвиге щеток в сторону, обратную вращению якоря, возникает продольно-размагничивающая, а при сдвиге в сторону вращения — продольно-намагничивающая реакция якоря.

У микродвигателей щетки закрепляют на геометрической нейтрали, поэтому продольная реакция якоря у них отсутствует. Для микродвигателей характерно большое размагничивающее действие поперечной реакции якоря.

1. В каких случаях возникает только поперечная и только продольная реакции якоря? Как изменяется поперечная реакция якоря при сдвиге щеток?

2. В каких случаях возникают продольно-размагничивающая и в каких продольно-намагничивающая реакция якоря? Какой вид продольной реакции якоря возникает при сдвиге щеток (для уменьшения искрения) с геометрической нейтрали в физическую в генераторном и двигательном режимах? При каком режиме физическая нейтраль совпадает с геометрической?

Источник

Машины постоянного тока

К сожалению, здесь только текст без рисунков и формул.
Лекцию «Основы теории машин постоянного тока» с рисунками и формулами можно найти, если перейти по ссылке Электрические машины, размещенной в конце моей страницы Прозы.ру.

Лекция 5. Основы теории машин постоянного тока
§1 Коллекторный тип машины постоянного тока
П1 Принцип работы машины постоянного тока

Рис.40 Модель генератора постоянного тока

Рис.41 Разрез коллектора. Ламель

Рис. 42 Лист стали сердечника якоря

Рис.43 Конструкция машины постоянного тока

Рис. 44 Щеточная траверса и щеткодержатель

Вопросы для самоконтроля.
1 Что такое секция обмотки якоря? (1).
2. Каково назначение коллектора генератора постоянного тока? (2)
3. Каково назначение коллектора двигателя постоянного тока?(3)
4. Расскажите устройство якоря машины постоянного тока (4)
5. Расскажите об устройстве неподвижных частей МПТ. (5)
§2 Обмотки и ЭДС якоря машины постоянного тока
П1 Кольцевые и барабанные якоря.
В зависимости от способа укладки обмотки различают якоря кольцевые и барабанные. В кольцевых якорях обмотка навивается как на кольцо, так что проводники проходят как снаружи, так и внутри кольцевого ферромагнитного каркаса якоря. В барабанных якорях обмотка навивается на сердечник якоря, как на барабан, так что витки проходят только по наружной поверхности сердечника якоря.(1) В настоящее время кольцевые якоря не применяются, ибо проводники, проходящие внутри ферромагнитного каркаса якоря, не работают, так как экранированы от магнитного поля индуктора. Однако, с методической точки зрения, кольцевой якорь очень удобен, так как принцип укладки его обмотки воспринимается значительно легче. Поэтому принято, первоначальные объяснения способов построения якорных обмоток, проводить на примере кольцевых якорей.
П2 Простейшая обмотка кольцевого якоря с одной парой полюсов, шестью пазами и шестью коллекторными пластинами. (2)
Представим себе кольцевой ферромагнитный сердечник с шестью пазами на внешней стороне, равномерно распределенными параллельно оси вдоль окружности. На кольцо наложены шесть витков провода, соединенных один за другим. Наружная (прямая) сторона каждого витка уложена в свой паз и называется активной стороной. Обратная сторона каждого витка не является активной стороной, так как лежит внутри кольца, вне магнитного поля полюсов. Сердечник с обмоткой надет на ось якоря. На оси якоря закреплен коллектор, состоящий из шести ламелей. Сторона витка лежащая в пазу присоединена к своей коллекторной пластине. На рисунке 45 представлен развернутый вид такой конструкции.

Рис. 45 Развернутый вид простой петлевой обмотки кольцевого якоря

Рис. 46 Звезда пазовых ЭДС простой петлевой обмотки

Рис.47 Простая волновая обмотка барабанного якоря

Рис. 48 Схема параллельных ветвей волновой обмотки барабанного якоря

На рисунке 48 представлена схема параллельных ветвей этой обмотки, а на рисунке 49 – звезда пазовых ЭДС.

Рис. 49 Звезда пазовых ЭДС волновой обмотки

П7 Электрическая нейтраль, полезный магнитный поток и ЭДС якоря
Будем считать, что распределение индукции в зазоре машины от магнитного поля полюсов подчиняется синусоидальному закону. Геометрической нейтралью называют линию, повернутую на 90 электрических градусов от оси магнитного полюса.(8) На геометрической нейтрали в зазоре машины магнитная индукция полюсов равна нулю.
Если щетки стоят по линии геометрической нейтрали ( то есть, коммутируют секции обмотки якоря проходящие геометрическую нейтраль), то потокосцепление обмотки якоря с магнитным полем полюсов максимально. При сдвиге щеток с геометрической нейтрали потокосцепление уменьшается и при расположении щеток на магнитной оси машины потокосцепление якоря от магнитного поля полюсов равно нулю. В теории электрических машин принято интерпретировать уменьшение потокосцепления обмотки якоря при сдвиге щеток с нейтрали, как уменьшение полезного магнитного потока полюсов. (9)Электродвижущую силу, индуцируемую в обмотке якоря, определяют по полезному магнитному потоку, используя следующую формулу

Рис. 51 Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока

На рисунке стрелками показаны условно положительные направление тока напряжения и ЭДС, выбранные так, что условно положительное направление ЭДС совпадало с истинным направлением этой величины и противоположно напряжению генератора. В соответствии с законом Ома для участка цепи с ЭДС имеем:
Индексы при обозначениях величин задают их условно положительное направление.
Умножим левую и правую части равенства на ток

Источник

Сдвиг щёток с нейтрали

Методы компенсации влияния реакции якоря

Вредные последствия реакции якоря.

1. Смещение физической нейтрали

Рис.1

В генераторах физическая нейтраль смещается по направлению вращения якоря, в двигателях — против направления вращения. Это ухудшает коммутацию машины, т. е. способствует возникновению искрения под щетками.

2. Результирующий магнитный поток машины Ф_рез при насыщении магнитной цепи уменьшается, т. е. уменьшается и э. д. с. E, индуцированная при нагрузке, по сравнению с э. д. с. Е₀ при холостом ходе. Хотя уменьшение магнитного потока под действием м. д. с. якоря обычно невелико и составляет всего 1—3 %, это существенно сказывается на характеристиках генераторов постоянного тока и приводит к уменьшению э. д. с. Е машины при нагрузке по сравнению с э. д. с. Е₀ при холостом ходе.

3. В кривой распределения результирующей индукции в воздушном зазоре (см. рис. 106, в) возникают пики индукции В_мах под краями главных полюсов, способствующие, что ещё больше ухудшает коммутацию машины и способствует образованию в машине кругового огня.

Реакция якоря неблагоприятно влияет на рабочие свойства машины постоянного тока, поэтому при проектировании машины принимают меры к устранению или ослаблению ее влияния.

Устранение вредных последствий реакции якоря.

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. Некоторое увеличение воздушного зазора под главными полюсами, особенно на их краях (рис.2), значительно ослабляет действие реакции якоря. Однако не следует забывать, что увеличение воздушного зазора ведет к необходимости повышения МДС обмотки главных полюсов, а следовательно, и к увеличению размеров полюсных катушек, полюсов и габарита машины в целом.

Рис.2

Использование анизотропной электротехнической стали. Сердечники главных полюсов делают из листовой анизотропной (холоднокатаной) стали (обычно марки 3411). Пластины полюсов из такой стали штампуют так, чтобы ось полюса совпадала с направлением проката листа стали.

Компенсация влияния реакции якоря увеличением потока возбуждения

Устранить уменьшение потока возбуждения, вызванное влиянием реакции якоря, можно усилением потока возбуждения при нагрузке. Для этого применяют сдвиг щёток с нейтрали или используют стабилизирующую обмотку. Способ не устраняет искажения магнитного поля в зазоре машины.

Сдвиг щёток с нейтрали

Щётки могут быть преднамеренно или случайно сдвинуты с нейтрали на какой-то угол. На рис. 3 показан генератор, у которого щетки сдвинуты по направлению вращения на угол β. В соответствии с этим МДС якоря также поворачивается на угол β, в ту же сторону.

Рис.3 Сдвиг щёток с нейтрали

МДС якоря F_a можно разложить на две составляющие:

— поперечную F_aq, направленную по геометрической нейтрали,

— продольную F_ad, направленную по оси главных полюсов,

Продольная составляющая МДС якоря (щетки смещены по направлению вращения ротора генератора) направлена против МДС обмотки возбуждения, т. е. действует размагничивающе. При смещении щёток против вращения ротора генератора продольная составляющая МДС якоря усиливает магнитный поток. В последнем случае продольная реакция якоря может использоваться для компенсации уменьшения магнитного потока при нагрузке в генераторном режиме. В двигательном режиме направление токов в якоре меняется на обратное, меняется и направление продольной реакции якоря. Поэтому, для компенсации реакции якоря в двигательном режиме, щётки надо смещать в противоположную сторону. Метод прост, применяется в машинах малой мощности до нескольких киловатт.

Стабилизирующая обмотка это небольшая дополнительная обмотка последовательного возбуждения, которая располагается либо у полюсного наконечника, либо между секциями катушек 2 (Рис.4) главных полюсов, при этом она одновременно выполняет роль дистанционной прокладки.

Рис.4

Стабилизирующая обмотка подключена последовательно цепи якоря, поэтому возрастающий ток в цепи якоря протекая через стабилизирующую обмотку вызывает усиление магнитного потока. Ток обмотки наводит магнитный поток, который стабилизирует магнитный поток возбуждения при нагрузке. Ток стабилизирующей обмотки меняет направление при переходе машины из двигательного в генераторный режим, поэтому при смене режима полярность стабилизирующей обмотки надо менять. Применяется в машинах средней мощности.

Полностью скомпенсировать все проявления реакции якоря можно спомощью компенсационной обмотки. Ею снабжают крупные машины постоянного тока, в частности генераторы тепловозов и тяговые двигатели мощных электровозов переменного и постоянного тока.

Рис.5 Компенсационную обмотка

Компенсационную обмотку укладывают в пазы полюсных наконечников и включают последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы МДС компенсационной обмотки была противоположна по направлению МДС обмотки якоря .

Компенсационную обмотку включают таким образом, чтобы поток Фк, создаваемый ею, был направлен, против потока якоря Фя. При условии равенства м. д. с. этих обмоток FK = Fя происходит полная компенсация поперечного потока якоря и устраняются все вызываемые им вредные последствия. Компенсационную обмотку включают последовательно с обмоткой якоря, что обеспечивает компенсацию потока якоря при любой нагрузке машины. При увеличении тока якоря возрастает поток якоря Ф_я, но одновременно увеличивается и поток компенсационной обмотки, вследствие чего результирующий поперечный поток машины Ф_п = Ф_я— Ф_к = 0. Компенсационные обмотки применяют лишь в машинах средней и большой мощности – более 150-500 кВт при напряжении более 400 В, работающих с резкими колебаниями нагрузки, т.к. она удорожает и усложняет машину.

Источник

Рисунок 2. Результирующее магнитное поле при установке щеток на геометрической нейтрали