39. Електричні машини постійного струму. Загальні відомості, призначення та принцип дії.
Електричні машини поділяють на машини постійного та змінного струму. Останні , як правило, мають кращі масогабаритні показники, вищу надійність, більш технологічні та дешевші, але їх регулювання складніше.
!!!!!!!!!!
40. Будова машини постійного струму та принцип дії.
!!!!!!!!!!!!!
41. Реакція якоря машини постійного струму.
Реакція якоря. З підвищенням навантаження (струму в обмотці якоря) кут зміщення фізичної нейтралі a збільшується. Якщо при цьому щітки займають положення, що відповідає геометричній нейтралі, то зміщення фізичної нейтралі приводить до того, що в місцях перетину поверхні якоря з геометричною нейтраллю магнітна індукція приймає деяке значення і в активних сторонах секцій в момент їх переходу через нейтраль наводиться ЕРС. Це порушує нормальну роботу щіточного контакту, викликаючи іскріння на колекторі.
Спотворення магнітного поля машини приводить до того, що одні краї полюсних наконечників і розташовані під ними ділянки зубчатого шару якоря підмагнічуються, а інші — розмагнічуються. Якби магнітне коло машини було ненасиченим, підмагнічуюча і розмагнічуюча дія реакції якоря не впливала б на величину результуючого магнітного потоку, так як підмагнічування одних країв полюсних наконечників компенсувалося б розмагнічуванням інших країв. Але в реальних умовах магнітне коло машини насичене. Це, з одного боку, обмежує підвищення магнітного потоку одних країв полюсних наконечників і розташованого під ними зубчатого шару якоря, а з іншого боку, не обмежує розмагнічування – зменшення потоку інших країв полюсних наконечників. В підсумку реакція якоря викликає деяке послаблення результуючого потоку машини.
Рис.1.1.22. Дія реакції якоря в генераторі при зміщенні щіток з геометричної нейтралі в сторону обертання
Вплив реакції якоря на величину магнітного потоку залежить також від положення щіток: при розташуванні їх на геометричній нейтралі МРС якоря напрямлена по поперечній вісі і в машині має місце поперечна реакція якоря; при зміщенні щіток генератора постійного струму з геометричної нейтралі у напрямку обертання якоря або щіток двигуна – проти напрямку обертання, розмагнічуюча дія реакції якоря підсилиться. Пояснюється це тим, що разом з щітками змінюється напрямок МРС якоря Fа – вона завжди напрямлена по вісі щіток (рис.1.1.22). При цьому МРС якоря Fа крім складової Faq = Facosb має ще і повздовжню складову Fad = Fasinb, напрямлену по вісі полюсів.
Якщо щітки зміщені в напрямку обертання якоря (генератора), то повздовжня складова Fad діє зустрічно МРС Fз, що веде до послаблення головного потоку машини. Якщо щітки змістити в протилежному напрямку, то повздовжня складова Fad буде діяти згідно з Fз, що приведе до деякого підвищення головного магнітного потоку машини.
Шкідливий вплив реакції якоря на роботу машини виявляється ще і в тому, що перерозподіл магнітної індукції під полюсами, викликаний реакцією якоря (див.1.1.21,в), обумовлює наведення ЕРС підвищеної величини в секціях обмотки якоря в момент попадання їх активних сторін в зону з підсиленою магнітною індукцією. Останнє веде до появи між окремими сусідніми колекторними пластинами напруг, що перевищують допустимі значення (25¸60 В). Це, в свою чергу, може викликати іонізацію простору між пластинами і виникнення електричної дуги на колекторі. При інтенсивному розвитку цього процесу дуга може перекинутися на щітки і корпус машини. Описане явище, що називається круговим вогнем, дуже небезпечне для електричної машини.
В деяких машинах постійного струму для послаблення реакції якоря використовують компенсаційну обмотку. Розташовують її в пазах полюсних наконечників і з’єднують послідовно з обмоткою якоря так, щоб її МРС була протилежна за напрямком МРС обмотки якоря. Ввімкнення компенсаційної обмотки послідовно з обмоткою якоря забезпечує компенсацію реакції якоря при різних навантаженнях машини.