3. Врахування впливу поля якоря

Розглянемо дію реакції якоря, якщо щітки зсунуті з геометричної нейтралі на деякий кут  < 90 ел.град. (рис.5.5).

З рис.5.5 видно, що провідники в межах подвійного кута 2 створюють поздовжню складову МРС реакції якоря F_ad=A2в_з, та поперечну в межах (180° – 2) F_aq=A(2в_з), тут в₃ – дуга на поверхні якоря, що відповідає куту .

Рисунок 5.5 До розрахунку МРС F_ad і F_aq

Повздовжня МРС F_ad розмагні­чує МПС (генератор), а поперечна МРС спотворює криву поля з за­зорі (рис.5.4) [1]. В загальному випадку (для насиченої магнітної системи) підмагнічуюча дія МРС F_aq менша ніж розмагні­чуюча дія під другим краєм полюса. Щоб скомпенсувати розмагнічу­ючу дію F_ad, а також врахувати вплив F_aq на результуюче поле слід до МРС збудження F_к в режимі XX добавити F_ad та ту частину МРС F_aq, що знижує потік в зазорі машини, тобто,

F_M= F_k+ F_ad+ K_qF_aq

Вплив МРС F_ad враховують за допомогою перехідної характеристики B_=f(F_+F_з)­ (рис,5,6,а,б).

а) розрахунко­вий контур; б) перехідна характеристика

Рисунок 5.6 – Врахування впливу МРС якоря

Нехтуючи падінням магнітного потенціалу з шириною полюса (відрізок аа' рис.5.6,а) і в спинці якоря (вв) будують пере­хідну характеристику (на половину полюса), (відрізок )

.

Точка А відповідає індукції в зазорі В_, що забезпечують задане (номінальне) значення ЕРС машини в режимі XX.

Якщо позначити ширину полюса як в_п (див.5.2), то на половині полюса діє МРС якоря: .

Відкладаємо від точки В значення , та , тобто, підмагнічуючу (та розмагнічуючи) складові МРС F_aq. Площа прямокутника fLMt пропорційна потоку машини ф₀ в ре­жимі XX, тому що висота його АВ дорівнює В_, а ширина (пропорційна полюсній дузі в_п, а також площі полюса (В_в_пl). Площа трикутника KLM відповідає величині потоку з навантаженням під однією половиною полюса, а площа  – підвищення під другою.  менший ніж KLM відповідно потік ф_р<ф₀ режиму XX.

Щоб знайти величину необхідного підвищення ЕРС полюсів з метою компенсації розмагнічуючої дії F_aq, досить перемістити прямокутник fLMt вправо так, щоб площі K₁L₁M₁ та ₁₁₁ були рівні. Тоді подвоєне значення відрізку вв₁ дає необхід­на значення підвищення МРС з навантаженням.

Загальна МРС магнітного кола МПС (з навантаженням)

F_M=F_K+F_ad+F_p, тут F_p=2 .

Контрольні питання до теми 5

1. Скільки МРС діє в МПС з навантаженням?

2. Що таке реакція якоря?

3. Які складові має МРС якоря?

4. Як впливає положення щіток на складові МРС якоря?

5. Чим визначається величина результуючого потоку в зазорі при

навантаженні МРС?

6. Коли МРС якоря не змінює результуючий потік?

7. Як враховується вплив МРС якоря?

6 Комутція мпс

6.1 Основні визначення та поняття

Обертаючись в магнітному полі кожний провідник обмотки сис­тематично переходить із зони одного полюса в зону другого. ЕРС і струм провідника змінюється як за величиною так і за напрямком, а секції, що складається цими провідниками замикаються накоротко щітками.

Явище, пов'язане з переключенням секцій обмотки з однієї паралельної гілки в іншу, та зміною напрямку струму в них зветь­ся комутація.

Розглянемо процес комутації на прикладі ППО (рис.6.1).

До початку комутації (рис.6.1,а) через щітку проходить струм

І_а=І₁=І_аа+І_аа=2І_аа.

а) б) в)

а) до початку комутації; б) під час комутації; в) після комутації секції 1

Рисунок 6.1. – Процес комутації

Струм секції 1: І=І_аа=І₁. В процесі комутації (рис.6.1,б) колекторні пластини 1 і 2 вступають в контакт зі щіткою. Секція 1 замкнена накоротко. Струм якоря І_а=І₁+І₂ =2І_аа повинен бути незмінним, тобто за період комутації Т_к – сума струмів І₁+І₂ – постійна. Струм секції 1 і за час Т_к невизначений (поки що!). Після комутації струм секції І=І_аа, але протилежний за напрямком. В наслідок комутації напрямок струму змінюється на протилежний, а його значення - на 2І_аа. Період комутації (в сталому режимі) визначається виразом