Магнитная цепь машины постоянного тока. Реакции якоря.

Магнитное поле статора, создающее поток возбуждения направленно вдоль оси машины, магнитное поле якоря поперёк, именно это и приводит к возникновению момента в двигателе вращающего в генераторе тормозящего.

В машине существует единое поле, как результат сложения векторов индукций статора и якоря. Это поле несимметрично, это приводит к нарушению нормальной работы машины, а именно: переключение обмоток коллектора и щётками происходит не в момент перехода ЭДС и токов через нуль, это приводит к повышению искрения, износу, разрушению и снижению энергетических свойств машины.

Для уменьшения этого явления щётки располагают на линии пенпендикулярной векторам индукции, она называется физической нейтралью. В исполнительных двигателях автоматики – это невозможно, т.к. при переходе в режим генератора ток якоря и направление его поля меняется на противоположное меняются и положительные физические нейтрали тоже на противоположное.

Генероторы постоянного тока.

Способы возбуждения:

1. Если магнитное поле статора создается обмотками, то такой способ возбуждения называют электромагнитным.

2. В маломощных машинах поле статора создается постоянными магнитами (весь корпус), такой способ называется магнитноэлектрическим.

3. При электромагнитном возбуждении возможны различные комбинации и соединения обмоток статора и якоря

Рисунок 11.а – Параллельное возбуждение

Рисунок 11.б – Последовательное возбуждение

Рисунок 11.в – Смешанное возбуждение

Рисунок 11.г – Независимое возбуждение

Рисунок 11.д – Магнитоэлектрическое возбуждение

Первые три способа, при которых обмотки статора и якоря соединены непосредственно, называют самовозбуждением. В этих случаях магнитное поле статора создается его обмотками, которые питаются током якоря. Это возможно при возникновении положительной обратной связи по потоку возбуждения. Если машина не подвижна, она не вырабатывает ЭДС и все токи равны нулю. При вращении якоря от внешнего механического источника за счет остаточной намагниченности магнитопровода статора небольшая ЭДС создающая ток и магнитный поток в статоре, если этот поток совпадает по знаку с остаточным потоком, то суммарный поток возрастет, что приводит к ещё большему увеличению ЭДС якоря, если коэффициент ПОС>0, то процесс возрастает лавинообразно до насыщения полюсов статора. Если машину начинают вращать в другую сторону, то дополнительный ток обусловленный ЭДС якоря компенсирует до нуля остаточную намагниченность и процесс самовозбуждения не происходит, в этом случае для запуска генератора необходим внешний толчок.

При независимом возбуждении обмотка статора питается от внешнего независимого источника тока.

Характеристики генератора постоянного тока

Характеристики генератора устанавливают связь между основными величинами, определяющими ее работу, а именно:

- напряжение возбуждения;

- напряжения якорной обмотки;

- ток возбуждения;

- ток якорной обмотки;

- угловая скорость.

Существует ряд рабочих характеристик, связывающих - КПД, - отдаваемую мощность, как функции других величин.

Учитывая множество параметров и способов возбуждения, характеристик очень много.

В автоматике генераторы за редким исключением не принимаются как источники возбуждения (не касаясь автоматики на электростанциях).