2.1 Якорь реакциясы

Якордың магнит өрісінің қоздыру магнит өрісіне әсері якорь реакциясы деп аталады.

2.1-суретте якорь реакциясының әсері көрсетілген. Бос жүріс кезінде машинадағы өріс 2.1, а –суретте көрсетілгендей тек қоздыру орамдарындағы ток арқылы ғана пайда болады. Егер жүктеме жалғайтын болсақ, 2.1, б –суретте көрсетілгендей якорь орамдарынан өтетін ток якордың магнит өрісін туғызады.

Машинаның толық магнит ағыны якорь өрісі әсерімен өзгеретіндігін 2.1, в –суреттен көруге болады.

2.1- Сурет – Якорь реакциясын түсіндіру үшін. а — бос жүріс кезіндегі өріс; б — якорь өрісі, в — жүктеме кезіндегі өріс (nn' — геометриялық нейтраль, mm'—физикалық нейтраль)

2.1, в – суреттен көрініп тұрғандай якорь реакциясы әсерінен генераторлық режимде жұмыс жасап тұрған машинаның магнит өрісі полюстердің жетелеуші жартысында күшейгенін, ал жетеленуші жартысында әлсірегенін кқруге болады, яғни индукция нольге тең болатын якорь шеңберінің нүктелері арқылы өтетін сызық физикалық нейтральдың жылжып кеткендігін көруге болады.

Бос жүріс кезінде физикалық нейтраль геометриялықпен беттесіп жатады, ал жүктеме жалғанған кезде ол геометриялыққа қарағанда орын ауыстрады: генераторлық режим кезінде айналу бағытымен бір бағытта, қозғалтқыштық режимде айналу бағытына қарама - қарсы бағытқа.

Қуаты 0,3 кВт және одан жоғары машиналарда якорь реакциясының алдын алу үшін қосымша полюстер қолданылады. Олар негізгі поюстер арасына орналасады және олардың остері машинаның геометриялық осімен сәйкес келеді. Қосымша полюстердің орамдары якорь орамдарымен тізбектей және оның магниттендіру күші якорь орамдарының магниттендіру күшіне қарама-қарсы бағытталатындай етіліп жалағанады.

Қуаты аз қосымша полюстер қарастырылмайтын машиналарда, олардың щеткалары физикалық нейтральға қатысты жылжытылады, генераторлық режимде айналу бағытымен бір бағытта, қозғалтқыштық режимде қарама-қарсы бағытқа.

2.2 Тұрақты ток тахогенераторлары

Автоматты басқару жүйелерінде кеңінен қолданылатын құрылғылардың бірі тұрақты ток тахогенераторлары.

Тахогенератор дегеніміз айналу жиілігін электр сигналына түрлендіретін аз қуатты электр генераторы болып табылады. Тахогенераторларды жалпы алғанда электромагнитті (2.2, а- сурет) және магнитті электрлі (2.2, б- сурет) жолмен қоздырылатын екі топқа бөлуге болады.

Тахогенераторларға мынадай негізгі шарттар қойылады: а) шығыс сипаттамасы сызықты болуы тиіс; б) шығыс сипаттамасының жоғары тіктігі (большая крутизна); в) қоршаған орта температурасы мен жүктеменің шығыс сипаттамасына әсер етпеуі; г) коллектордағы кернеудің төмен пулсациялы болуы.

Тахогенератордың шығыс сипаттамасы тәуелділігі болып табылады. Шығыс сипаттамасының сызықтылығын қаматамасыз ету үшін шығыс кернеуі мен айналу жиілігінің арасында қатаң пропорционалды қатынасы орнауы тиіс, немесе

, (2.1)

мұндағы k- тұрақты күшейту коэффициенті; - бұрыштық айналу жиілігі.

Шығыс сипаттамасының тіктігі дегеніміз кернеу өсімшесінің айналу жиілігі өсімшесіне қатынасы болып табылады:

(2.2)

Бос жүріс кезінде якорь ЭҚК айналу жиілігіне тура пропорциональ:

, (2.3)

мұндағы , Ф – қоздыру магнит ағыны.

Тахогенератор шығысына жүктеме жалғанса онывң шығысындағы кернеу төмендейді:

,

мұндағы , R_H – жүктеме кедергісі.

2.2 –Сурет – Тұрақты ток тахогенераторларының схемасы

Якорь тогы шамасын (2.3) теңдікке қоятын болсақ , , ендеше:

.

Егер R_я, R_Н және Ф_в шамалары тұрақты болса:

(2.4)

мұндағы:

(2.5)

Теңдіктен Ф, R_H шамалары қанша үлкен және R_Я қанша кіші болса шығыс сипаттамасының тіктігі с₁ сонша үлкен болатынын көруге болады. Электромагнитті тахогенераторлардың шығыс сипаттамасының тіктігі магниттіэлектрлі тахогенераторлардікіне қарағанда жоғары болады.

(2.5) теңдіктен U шығыс кернеуі жүктеме кезінде де айналу жиілігіне сызықты байланысты болатынын көруге болады, бірақ шығыс сипаттамасы Ф қоздыру магнит ағынын әлсірететін якорь реакциясының әсеріне байланысты сызықтылықтан ауытқиды (2.3 - сурет).

Якорь реакциясының магнитсіздендіру әсерінен шығыс сипаттамасының сзықтылықтан ауытқуы тахогенератордың қателігі болып есептеледі. Оны азайту үшін тахогенератордың шығысына R_H үлкен жүктеме кедергісін жалғау керек және айналу жиілігінің шектеулі диапазонын қолдану керек. Тағы да бір қателік коллектро мен щеткалар арасындағы ауыспалы түіспенің болуына байланысты, R_щ ауыспалы түйіспедегі ΔU_щ кернеу түсуін шамамен тұрақты деп есептеуге болады және оны азайту үшін мысты-графитті немесе күмісті-графитті щеткалар қолданылады.

Электромагнитті жолмен қоздырылатын тахогенераторларда полюстер орамдарының қызып кетіне байланысты болатын шығыс сипаттамасының тұрақсыздығын байқауға болады. Шығыс сипаттамасына температураның әсерін азайту үшін тахогенераторлардың магниттік жүйесі қанықтырылып жасалынады, бұл жағдайда орамдардың кедергісінің температура әсерінен кедергісінің өзгеруі нәтижесінде қоздыру тоғының өзгерісі шығыс сипаттамасына айтарлықтай әсер етпейді.

Тахогенераторлар: а) 0-10000 айн/мин дейінгі диапазондағы біліктің айналу жиілігін өлшеу үшін: б) есептеу операцияларын жүргізі үшін: в) айналу жиілігін автоматты реттеу және ілеспелі жетек жүйелерінде айналу жиілігіне пропорциональ сигнал өндіру үшін қолданылады.

2.3 - Сурет - Әрлтүрлі R_H шамалары кезіндегі тахогенератордың шығыс сипаттамалары