Что такое реакция якоря в синхронном генераторе

Что такое реакция якоря в синхронном генераторе

Реакция якоря синхронного генератора

Воздействие магнитного поля обмотки якоря, на магнитное поле созданное обмотки возбуждения называется реакцией якоря.

Действие реакции якоря зависит от характера нагрузки: активной ( ), индуктивной ( ), емкостной ( ) или смешанной ( или ).

Рассмотрим реакцию якоря на примере однофазного двухполюсного синхронного генератора.

Ток обмотки возбуждения создает магнитный поток Фf, который направлен по продольной оси полюса d (определяется по правилу буравчика). Этот поток, вращаясь с синхронной частотой вместе с ротором, индуктирует в обмотке якоря ЭДС Еf, вектор которой отстает на периода от вектора потока Фf . Под действием ЭДС Еf по обмотке якоря и нагрузке генератора протекает ток якоря .При активной нагрузке, ток в обмотке якоря совпадает по фазе с ЭДС . Векторная диаграмма потоков и ЭДС имеет следующий вид:

Поток реакции якоря Фа направлен перпендикулярно потоку возбуждения — имеет место поперечная реакция якоря. Поперечная реакция якоря приводит к искажению результирующего поля машины. Магнитное поле ослабляется под набегающим краем полюса и усиливается под сбегающим краем полюса. Результирующий магнитный поток машины уменьшается. Это ведет к уменьшению ЭДС.

Максимальное значение тока и потока Фа будет соответствовать максимальной ЭДС Еf , когда стороны секции обмотки якоря находятся посередине полюса, что соответствует вертикальному расположению ротора.

При индуктивной нагрузке, ток статора отстает от ЭДС по фазе на 90 0 .

Поток реакции якоря направлен вдоль оси полюса ротора противоположно основному потоку . Поток якоря ослабляет поле машины и реакция якоря оказывает продольно-размагничивающее действие.

Когда ток статора достигнет максимума, ротор успеет дополнительно провернуться на 90 0 относительно оси обмотки якоря.

При емкостной нагрузке, ток статора опережает ЭДС на 90 0 .

Потоки статора и обмотки возбуждения будут совпадать. Магнитное поле машины усиливается, реакция якоря — продольно-намагничивающая.

Ток будет максимальным тогда, когда ротор еще не довернется до вертикального положения на 90 0 .

При смешанной активно-индуктивной нагрузке ( ), ротор успеет повернуться на некоторый угол ψ прежде, чем ток статора достигнет максимума (рис. 6.8). Из векторной диаграммы МДС видно, что вектор МДС реакции якоря отстает от ЭДС на угол ψ.

Разложим МДС реакции якоря на составляющие по продольной и поперечной осям машины.

;

При активно-индуктивной нагрузке продольная составляющая реакции якоря направлена встречно, а при активно-емкостной согласно основному магнитному потоку.

10 Рассмотрим 2 принципиальных случая:

— при ненасыщенной магнитной системе, когда действие реакции якоря приводит только к искажению магнитного потока.

— при насыщенно магнитной цепи, когда под действием поля якоря основной магнитный поток в воздушном зазоре уменьшается под действием поля якоря. Для упрощения расчетов вводится параметр – линейная нагрузка.

Iпр — ток проводника, Da – диаметр окружности якоря, А – ток якоря, приходящийся на единицу длины окружности якоря (Aм).

1. Действие реакции якоря при ненасыщенной магнитной цепи: По общему правилу за положительное направление магнитной индукции принимается такое, когда магнитный поток из воздушного зазора поступает в якорь. Поскольку магнитная система ненасыщенна, индукция основного магнитного потока и реакции якоря должны быть сложены.

Индукция по окружности якоря под действием поля якоря распределяется неравномерно. Повышается напряжение между соседними коллекторными пластинами, что может отрицательно сказаться на коммутации электрической машины. Индукция в воздушном зазоре остается неизменной. Физическая нейтраль относительно геометрической нейтрали по направлению вращения якоря на угол α, величина этого угла определяется током нагрузки якоря.

При отсутствии насыщения можно пренебречь МДС стальных участков, учитывать только МДС воздушного зазора.

.2 При насыщенной магнитной цепи.

Цепь насыщена, поэтому нельзя решить этот вопрос складыванием индукции основного магнитного потока и от поля якоря, в этом случае строится переходная характеристика

Площадь ABCDEF – магнитный поток в воздушном зазоре.

Уменьшение магнитного потока под действием поля якоря приводит к уменьшению ЭДС на зажимах генератора. Качественные и количественные оценки реакции якоря применимы и для двигательного режима работы с учетом того, что ток и ЭДС направлены в противоположные стороны. 1. У набегающего края полюса магнитные потоки будут складываться, у сбегающего вычитаться.

2. Сдвиг щеток с нейтрали по направлению вращения якоря приводит к появлению продольной намагничивающей составляющей якоря, в связи с этим в двигательном режиме сдвиг щеток с геометрическо

Реакция якоря синхронного генератора на подключение нагрузки

В процессе работы нагруженного синхронного генератора в нем одновременно действуют МДС возбуждения Fв.о. и статора (якоря) F , при этом МДС статора (якоря) воз­действует на МДС возбуждения, усиливая или ослабляя поле воз­буждения или же искажая его форму. Воздействие МДС обмотки статора (якоря) на МДС обмотки возбуждения называется реакци­ей якоря. Реакция якоря оказывает влияние на рабочие свойства синхронной машины, так как изменение магнитного поля в маши­не сопровождается изменением ЭДС, наведенной в обмотке стато­ра, а следовательно, изменением и ряда других величин, связан­ных с этой ЭДС. Влияние реакции якоря на работу синхронной машины зависит от значения и характера нагрузки.

Активная нагрузка(ψ = 0). На рис. 20.5, а представлены статор и ротор двухполюсного генератора. На статоре показана часть фазной обмотки. Ротор явнополюсный, вращается против движения часовой стрелки. В рассматриваемый момент времени ротор занимает вертикальное положение, что соответствует мак­симуму ЭДС Е в фазной обмотке. Так как ток при активной на­грузке совпадает по фазе с ЭДС, то указанное положение ро­тора соответствует также и максимуму тока. Изобразив линии магнитной индукции поля возбуждения (ротора) и линии магнит­ной индукции поля обмотки статора, видим, что МДС статор направлена перпендикулярно МДС возбуждения Fв.о. Этот вывод также подтверждается векторной диаграммой, построенной для же случая. Порядок построения этой диаграммы следующий: в соответствии с пространственным положением ротора генерато­ра проводим вектор МДС возбуждения Fв.о. ; под углом 90° к этому вектору в сторону отставания проводим вектор ЭДС Ё , наведенную магнитным полем возбуждения в обмотке статора; при подключении чисто активной нагрузки ток в обмотке

Рис. 20.5. Реакция якоря синхронного генератора при активной (а), индуктивной (б) и емкостной (в) нагрузках

статора, совпадает по фазе с ЭДС Ё , а поэтому вектор МДС статора, создаваемый этим током, сдвинут в пространстве относительно вектора Fв.о. на 90°.

Такое воздействие МДС статора (якоря) F , а МДС возбуж­дения Fв.о. вызовет искажения результирующего поля машины: магнитное поле машины ослабляется под набегающим краем по­люса и усиливается под сбегающим краем полюса (рис. 20.6). Вследствие насыщения магнитной цепи результирующее магнит­ное поле машины несколько ослабляется. Объясняется это тем, что размагничивание набегающих краев полюсных наконечников и находящихся над ними участков зубцового слоя статора проис­ходит беспрепятственно, а подмагничивание сбегающих краев по­люсных наконечников и находящихся над ними участков зубцово­го слоя статора ограничивается магнитным насыщением этих элементов магнитной цепи. В итоге результирующий магнитный поток машины ослабляется, т. е. магнитная система несколько размагничивается. Это ведет к уменьшению ЭДС машины

Индуктивная нагрузка(ψ = 90°). При чисто индуктивной нагрузке генератора ток статора I, отстает по фазе от ЭДС Ё на 90°. Поэтому он достигает максимального значения лишь после поворота ротора вперед на 90° относительно его положения, соот­ветствующего максимуму ЭДС Ё (см. рис. 20.5, б). При этом МДС F , действует вдоль оси полюсов ротора встречно МДС воз­буждения Fв.о. В этом мы также убеждаемся, построив векторную диаграмму.

Такое действие МДС статораослабляет поле машины. Сле­довательно, реакция якоря в синхронном генераторе при чисто индуктивной нагрузке оказывает продольно-размагничивающее действие.

В отличие от реакции якоря при активной нагрузке в рассмат­риваемом случае магнитное поле не искажается.

Емкостная нагрузка
(ψ = -90°). Так как ток I, при емкостной нагрузке опережает по фазе ЭДС Ё на 90°, то своего наибольшего значения он достигает раньше, чем ЭДС, т. е. когда ­ ротор займет положение, показанное на рис. 20.5, в. Магнитодвижущая сила статоратак же, как ­­ и в предыдущем случае, действует
по оси полюсов, но теперь уже согласно с МДС возбуждения Fв.о.

При этом происходит усиление магнитного поля возбуждения.
Таким образом, при чисто емкостной нагрузке синхронного гене­
ратора реакция якоря оказывает продольно-намагничивающее
действие. Магнитное поле при этом не искажается.

Смешанная нагрузка.

При смешанной нагрузке синхронного генератора ток статора I, сдвинут по фазе относительно ЭДС Е на угол |/,, значения которого находятся в пределах 0

28. Реакция якоря(статора) синхронного генератора.

Для частей синхронной машины применяются те же наи­менования, что и для частей машин постоянного тока: яко­рем принято называть ту часть, в обмотке которой индуци­руется ЭДС. Следовательно, в синхронных машинах основно­го типа с неподвижной обмоткой переменного тока статор служит якорем. Индуктором, т.е. той частью, которая воз­буждает основной магнитный поток, в синхронной машине основного типа является ротор.

Магнитная система синхронного генератора в режиме хо­лостого хода (без нагрузки) состоит из магнитного потока полюсов, который индуцирует ЭДС в обмотке статора. После включения нагрузки в трехфазной обмотке статора возника­ет ток, который, как известно, создает свое вращающееся маг­нитное поле. Скорость вращения этого поля равна скорости вращения магнитного поля полюсов. Следовательно, полный магнитный поток синхронной машины при нагрузке скла­дывается из магнитных потоков ротора и статора. Магнит­ное поле статора, накладываясь на магнитное поле ротора, может либо ослаблять, либо усиливать его. Результат взаи­модействия этих полей определяется величиной и характе­ром нагрузки. Влияние магнитного поля статора на магнит­ное поле, создаваемое вращающимися полюсами ротора, на­зывается реакцией якоря.

Реакция якоря различна при различных нагрузках. В слу­чае активной нагрузки (для получения такого режима на­грузка должна быть активно-емкостной, при этом емкость скомпенсирует индуктивность обмотки генератора) общий магнитный поток генератора несколько увеличивается и, сле­довательно, ЭДС генератора возрастает.

В случае чисто индуктивной нагрузки общий магнитный поток генератора уменьшается и, следовательно, уменьшает­ся его ЭДС.

При емкостной нагрузке генератора общий магнитный по­ток генератора увеличивается, что приводит к увеличению ЭДС.

Отметим, что при увеличении тока нагрузки увеличивает­ся магнитное поле якоря. Поэтому чем больше ток нагрузки, тем больше реакция якоря. Реакция якоря в синхронном генераторе приводит к изменению суммарного магнитного потока и ЭДС, что крайне нежелательно, поскольку измене­ние величины и характера нагрузки приведет к изменению напряжения на зажимах генератора.

Чтобы свести реакцию якоря к минимуму, увеличивают зазор между статором и ротором и одновременно увеличи­вают ток и число витков обмотки возбуждения. Это приво­дит к уменьшению потока якоря за счет увеличения магнит­ного сопротивления машины при неизменном общем маг­нитном потоке. Однако таким способом нельзя полностью устранить влияние реакции якоря. На практике при вся­ком изменении нагрузки с помощью автоматических уст­ройств изменяют ток возбуждения, что существенно ослабля­ет влияние реакции якоря.

Явление реакции якоря относится и к синхронным дви­гателям, но поскольку в этих двигателях форма кривой ЭДС малосущественна, то реакция якоря в них имеет второсте­пенное значение.

29. Устройство и принцип работы синхронного двигателя.

Как и все электрические машины, синхронные машины обратимы. Синхронный двигатель по своей конструкции принципиально не отличается от синхронного генератора. В случае идеальной синхронизации подклю­ченная к сети синхронная машина не отдает энергию в сеть и не потребляет ее от сети. Покрытие потерь в машине осу­ществляется за счет первичного двигателя. Изменение мо­мента, приложенного к валу машины, приведет к изменению угла 0(кю) между полем ротора и суммарным магнитным по­лем машины, не нарушая при этом синхронную частоту вра­щения.

При идеальной синхронизации угол 0(кю) равен нулю. Для того чтобы заставить машину (генератор) отдавать энергию в сеть, надо увеличить вращающий момент со стороны первич­ного двигателя. Это приведет к увеличению угла 0(кю) между полем ротора и суммарным магнитным полем машины и к нарушению взаимной компенсации Ег и Uc. В результате по­явится уравнительный ток, магнитный поток которого по правилу Ленца будет препятствовать вращению ротора. Дру­гими словами, магнитный поток уравнительного тока будет создавать противодействующий момент, на преодоление ко­торого потребуется дополнительное увеличение вращатель­ного момента первичного двигателя. В этом случае вращаю­щееся магнитное поле ротора будет вести за собой поле ста­тора, а электромагнитные силы играют роль упругой связи между двумя полями. Генератор начнет отдавать энергию в сеть. Максимум отдаваемой генератором мощности будет при значении угла 0(кю), равном 90°.

Если же величину вращающего момента со стороны пер­вичного двигателя уменьшать, то угол 0(кю) начнет уменьшаться, и при полном отключении первичного двигателя ротор вме­сте со своим магнитным полем несколько отстанет от вра­щающегося поля статора (угол 0(кю) станет отрицательным). Вра­щающееся поле статора поведет за собой ротор, являющийся электромагнитом. Синхронная машина превращается в син­хронный двигатель, в котором и поле статора и поле ротора (ротор) будут вращаться с одинаковой скоростью, т.е. синх­ронно. По мере увеличения нагрузки на валу такого двига­теля угол 0(кю) будет увеличиваться по модулю, оставаясь отри­цательным. Это также приведет к увеличению тока в цепи двигателя и, следовательно, к увеличению потребляемой из сети электрической мощности. В отличие от асинхронного двигателя, в котором увеличение нагрузки на валу приводит к уменьшению скорости вращения ротора, в синхронном дви­гателе увеличение механической нагрузки приводит к уве­личению угла 0(кю) между полюсами вращающихся полей ста­тора и ротора при сохранении скорости вращения ротора.

Ротор синхронного двигателя будет продолжать синхрон­ное вращение до тех пор, пока он будет за полпериода пере­менного тока успевать поворачиваться своими полюсами к следующим проводникам обмотки статора с таким же на­правлением тока, как и в тех проводниках, против которых он находится в данный момент. Другими словами, ротор дви­гателя должен вращаться с такой же скоростью, что и поле статора, проходя полюс за полпериода переменного тока (раз­ность скоростей поля и ротора может составлять не более 2­5 %), при этом на него будет действовать вращающий мо­мент одного и того же направления. При слишком большой механической нагрузке ротор двигателя выпадает из син­хронизма и двигатель останавливается.

Что такое реакция якоря в синхронном генераторе

Магнитная система синхронного генератора в режиме холостого хода (без нагрузки) имеет магнитный поток полюсов, который индуцирует ЭДС в обмотке статора. Однако после включения на грузки в трехфазной обмотке статора возникает ток, который, как известно, создает свое вращающееся поле. Скорость вращения этого поля равна скорости вращения поля полюсов. Следовательно, полный магнитный поток машин при нагрузке складывается из потоков ротора и статора, но отсюда не следует, что магнитное поле статора всегда усиливает поле полюсов. Результат взаимодействия этих полей определяется величиной и характером нагрузки.

Воздействие поля статора на поле полюсной системы возбуждения называется реакцией статора или по аналогии с машинами постоянного тока реакцией якоря.

Рассмотрим кратко реакцию якоря при различных по характеру нагрузках, пренебрегая незначительным влиянием реактивного сопротивления обмотки якоря.

В случае активной нагрузки, при которой ток совпадает по фазе с ЭДС, максимум тока наступит в тот момент, когда оси полюсов будут находиться против обмоток фаз (рис. 5-27, а). Это так называемая поперечная реакция якоря: потоки статора и ротора взаимно перпендикулярны. В результате сложения этих потоков общий магнитный поток генератора несколько увеличивается и смещается в пространстве, — следовательно, ЭДС генератора возрастает.

В случае чисто индуктивной нагрузки ток отстает от ЭДС по фазе на . К рассматриваемому моменту максимального значения тока в обмотке ротор повернут на 90° по часовой стрелке (рис. 5-27, б). Магнитные потоки направлены встречно, общий магнитный поток генератора равен их разности. Реакция якоря размагничивает машину и уменьшает ее ЭДС.

При емкостной нагрузке генератора ток нагрузки опережает по фазе ЭДС на следовательно, ротор генератора еще не дошел на 90° до вертикального положения, а ток в обмотке уже имеет максимальное значение (рис. 5-27, в). Потоки имеют одинаковое направление, увеличивают общий магнитный поток Ф, а это приводит к увеличению ЭДС.

При смешанной активно-индуктивной (рис. 5-28, а) или активно-емкостной (рис. 5-28, б) нагрузке ток и ЭДС сдвинуты по фазе на некоторый угол. Поток от обмотки статора может быть представлен в виде двух взаимно перпендикулярных составляющих: поперечной (активной) и продольной (реактивной). В результате реакции якоря результирующий магнитный поток смещается от вертикали и изменяется по значению в зависимости от характера нагрузки.

Во всех рассмотренных случаях мы не учитывали изменения нагрузки. Очевидно, что реакция якоря будет тем значительней, чем больше ток нагрузки, так как при этом поле якоря усиливается вместе с ростом нагрузки. Таким образом, реакция якоря в синхронном генераторе приводит к изменениям магнитного потока и ЭДС, что является крайне нежелательным, так как изменение значения и характера нагрузки приведут к изменению напряжения на зажимах генератора.

Уменьшения влияния реакции якоря можно добиться, например, увеличением воздушного зазора между статором и ротором при одновременном увеличении тока и числа витков обмотки возбуждения. Это приведет к уменьшению потока якоря за счет увеличения магнитного сопротивления цепи машины при неизменном общем потоке. Однако этим методом на практике нельзя полностью устранить влияние реакции якоря, так как увеличение сечения провода и числа витков обмотки возбуждения привели бы к нерациональной затрате меди и увеличению размеров генератора.

На практике при всяком изменении нагрузки с помощью автоматических устройств изменяют ток возбуждения; этим ослабляют влияние реакции якоря.

Реакция якоря синхронного генератора и ее влияние на внешнюю характеристику в зависимости от вида нагрузки

Реакция якоря – это воздействие поля статора (якоря) на магнитное поле машины, создаваемое обмоткой возбуждения на роторе. Характер реакции якоря зависит от вида нагрузки. При чисто активной нагрузке имеет место поперечная реакция якоря (векторы магнитных полей обмоток ротора и статора расположены под углом 90°). При чисто индуктивной нагрузке реакция якоря продольная размагничивающая (векторы магнитных полей направлены навстречу друг другу и результирующее магнитное поле уменьшается). При чисто емкостной нагрузке реакция якоря продольная намагничивающая (векторы магнитных полей имеют одинаковое направление и результирующее магнитное поле увеличивается).

Принцип действия синхронного двигателя. Механическая характеристика. Особенности пуска в ход синхронного двигателя.

Двигательный режим.Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт щетка — кольцо), в маломощных — постоянные магниты.

Механическая характеристика. N2=f(M)

Скажешь прямая линия ,параллельная оси М, на линии написано,чтоn2=n1=const

Особенности пуска в ход синхронного двигателя.

Получил распространение асинхронный пуск, когда ротор синхронного двигателя, кроме обмотки возбуждения, снабжается специальной пусковой короткозамкнутой обмоткой типа беличьей клетки асинхронного двигателя. При этом способе пуска, вначале двигатель начинает работать как асинхронный (обмотка возбуждения синхронного двигателя замыкается на пусковой реостат). Когда, при разгоне, частота вращения ротора достигает 95% частоты вращения поля статора n, пусковой реостат отключают, а обмотку возбуждения ротора включают на постоянное напряжение сети и двигатель втягивается в синхронизм.

Понятие промышленная электроника. Элементная база современных электронных устройств: полупроводниковые диоды, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры. ВАХ полупроводниковых приборов. Интегральные микросхемы.

Электроника – область науки, изучающая физические явления в электровакуумных и полупроводниковых приборах, их электрические характеристики, параметры, свойства устройств и систем, основанных на применении этих приборов.

Диоды- полупроводниковый прибор с двумя выводами,связанными с полупроводниками различных типов проводимости,электронной (n) и дырочной(p), образующих электроно-дырочный переход.

Биполярные транзисторы – электропреобразовательный прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности. Средний слой назся базой,наружный,являющийся источником носителей заряда,- ээмиттер, другой наружный слой – коллектор. Он принимает носителей заряда,поступающих от эмиттера.

Полевой транзистор – электропреобразовательный прибор, в котором ток канала управляется электрическим полем, возникающем с приложением напряжения между затвором и истоком. Исток- электрод,изкоторого в канал входят основные носители заряда. Сток – это электрод,через который основные нсоители уходят из канала. Электрод,служащий для регулирования поперечного сечения канала,назют затвором.

Тиристор – полупроводниковый прибор с тремя или более p-n переходами.

Скажешь ВАХ змейка в середине в начаале координат.

Интегральная микросхема— (ИС) — это совокупность электрически связанных компонентов (транзисторов, диодов, резисторов и др.), изготовленных в едином технологическом цикле на единой полупроводниковой основе

Источники вторичного электропитания. Основные функциональные узлы. Классификация ИВЭП.

Представляют собой средство, обеспечивающее электрическим питанием самостоятельные приборы или отдельные цепи комплекса потребителя. К ИВЭП относят выпрямители и инверторы.

Выпрямители-такие электрические устройства, которые обеспечивают преобразование электрической энергии переменного тока в эл. эн. пульсирующего, однонаправленного тока с той или иной степенью приближения к постоянному. Бывают управляемые(тиристоры) и неуправляемые.

Инверторы —устройства, осуществляющиепроцесс преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного.

· По типу первичного источника

-питающиеся от переменного тока

-питающиеся от постоянного тока

· По значению выходного напряжения Uвых.

-низкого (до 100В)

-высокого (более 1кВ)

· По выделяемой мощности на нагрузке

-малой (до 100 Вт)

-средней (100-1000 Вт)

-высокой (более 1 кВт)

Дата добавления: 2018-04-04 ; просмотров: 922 ; Мы поможем в написании вашей работы!

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: nevinka-info.ru