13. Реакция якоря в мпт.

Поперечная реакция – это когда ось поля якоря совпадает с поперечной осью машины. Поперечная реакция якоря искажает поле, которое было при холостом ходе. Чтобы скомпенсировать влияние поперечной реакции якоря, надо к МДС обмотки возбуждения, рассчитанной при холостом ходе по, добавить Fqd и тогда МДС обмотке возбуждения будет равна:

Поперечная реакция якоря зависит от воздушного зазора. Чем больше зазор, тем меньше Fqd так как при большем зазоре стальные участки на вид переходной характеристики влияют слабее. Площади треугольников ВСD и DЕG близки друг к другу при переходной характеристике, близкой к линейкой.

Поэтому для уменьшения Fqd лучше выбирать большой воздушный зазор, однако при большом зазоре увеличивается , а следовательно, и объем, и масса меди катушки возбуждения. Оптимальный воздушный зазор в машинах постоянного тока в 5 – 10 раз больше зазора, который необходим из механических условий. Для компенсации поперечной реакции якоря можно использовать последовательную обмотку возбуждения с МДС, примерно равной Fqd. Такая обмотка, применяемая в двигателях постоянного тока, называется стабилизирующей обмоткой. При больших линейных нагрузках под частью полюса, где потоки возбуждения и реакции якоря направлены навстречу друг другу может произойти не только значительное изменение индукции, но и изменение направления поля — так называемое опрокидывание поля.

Заштрихованная площадь треугольника ВСD характеризует опрокидывание поля. При опрокидывании поля в генераторном режиме происходит резкое падение напряжения, так как в части витков параллельной ветви машины ЭДС имеют разные знаки и вычитаются. В двигательном режиме опрокидывание поля приводит к уменьшению электромагнитного момента и останову двигателя. Как в генераторном, так и двигательном режиме опрокидывание поля является аварийным режимом, так как может сопровождаться нарушением коммутации и возникновением кругового огня на коллекторе — перекрытием электрической дугой коллектора и замыканием щеток. Поперечную реакцию якоря можно скомпенсировать, применив компенсационную обмотку. Компенсационная обмотка расположена в пазах наконечников главных полюсов. Поле поперечной реакции якоря неподвижно относительно полюсов. Поэтому, располагая в пазах на статоре обмотку, МДС которой направлена встречно с МДС обмотки якоря, можно скомпенсировать поле реакции якоря.

14. Круговой огонь.

При значительных перегрузках или внезапном коротком замыкании машины постоянного тока коммутация приобретает резко замедленный характер. В этом случае между сбегающей коллекторной пластиной и сбегающим краем щетки возникает электрическая дуга. Так как коллектор вращается, то дуга механически растягивается. Наряду с этим перегрузка машины сопровождается усилением реакции якоря, под действием которой распределение индукции в воздушном зазоре машины становится неравномерным. В результате напряжение между соседними коллекторными пластинами увеличивается, превышая допустимые пределы. Это, с одной стороны, может привести к возникновению электрических дуг между смежными пластинами, а с другой стороны, появление высокого потенциала на некоторых пластинах вызывает резкое повышение напряжения между щеткой и коллекторными пластинами по мере их удаления от сбегающего края щетки. Все это создает условия для возникновения электрической дуги между щеткой и коллекторными пластинами. Таким образом, в условиях значительной перегрузки в машине постоянного тока появляются коммутационные и потенциальные причины для возникновения электрической дуги на коллекторе. Добавочные полюсы и компенсационная обмотка хотя и ослабляют опасность возникновения кругового огня, но полностью ее не устраняют. Поэтому для защиты обмотки якоря от повреждения электрической дугой в случае возникновения кругового огня электрических машинах, работающих в условиях частых пере грузок, между коллектором и обмоткой на якоре устанавливают изолирующий экран.