Магнитные потоки.

δ – величина воздушного зазора

h_Z- высота зуба

L_A-длина средней силовой линии в якоре

h_p- высота полюса

L_j – длина средней силовой линии в ярме

При расчете магнитная цепь развивается на участке которые обладают одинаковой магнитной проницаемостью.

F_δ=2H_δδ

F_z=2H_zh_z

F_a=H_aL_a

F_p=2H_ph_p

F_j=H_jL_j

Ф- основной магнитный поток в воздушном зазоре машины на площади ограниченной одним полюсным делением τ.

Ф_б- потоки рассеивания которые не проходят из полюса в якорь машины.

Ф_р=Ф+Ф_б – магнитный потоу создаваемый полюсами.

Ф_р=Ф+(1+Ф_б/Ф)=К_бФ,где К_б =1,12…1,25 – коэф. рассеивания

8 Реакции якоря

При протекании тока по обмотке якоря вокруг каждого проводника и якоря в целом образуется магнитный поток. Этот поток взаимодействует с основным магнитный потоком. Воздействие поля или потока якоря на основной магнитный поток и называется реакцией якоря.

Действие поля якоря на основной магнитный поток связано с состоянием магнитной системы. Если магнитная система не насыщена, то основной магнитный поток не изменяется по величине, при насыщенной магнитной цепи под действием поля якоря основной магнитный поток в воздушном зазоре уменьшается, что отрицательно сказывается на работе машины постоянного тока.

Действие поля якоря на примере генератора:

Поле якоря всегда направлено по расположению щеток.при установке щёток по геометрической нейтрали-поле якоря направлено поперёк оси полюсов –поле поперечной реакции якоря. Сдвинем щетки с линии геометрической нейтрали в положение физической нейтрали. МДС становится меньше на величину Fад – продольная размагничивающая составляющая реакции якоря. Вывод: при сдвиге щеток с нейтрали по направлению вращения якоря появляется продольная размагничивающая составляющая реакции якоря. В связи с этим сдвиг щеток в генераторном режиме против направления вращения якоря запрещен. Как следствие у набегающего края полюса поле направлено встречно основному магнитному потоку, а у сбегающего края – наоборот.

Если магнитная цепь не насыщена, то уменьшение магнитного потока у набегающего края полюса равно увеличению магнитного потока у сбегающего края полюса, в связи с этим суммарный магнитный поток остается неизменным. При насыщенной магнитной цепи, уменьшение у набегающего края будет больше чем увеличение у сбегающего, в связи с чем магнитный поток в зазоре уменьшается.

9 Учет действия реакции якоря

Рассмотрим 2 принципиальных случая:

- при ненасыщенной магнитной системе, когда действие реакции якоря приводит только к искажению магнитного потока.

- при насыщенно магнитной цепи, когда под действием поля якоря основной магнитный поток в воздушном зазоре уменьшается под действием поля якоря. Для упрощения расчетов вводится параметр – линейная нагрузка.

Iпр - ток проводника, Da – диаметр окружности якоря, А – ток якоря, приходящийся на единицу длины окружности якоря (A\м).

1. Действие реакции якоря при ненасыщенной магнитной цепи:

По общему правилу за положительное направление магнитной индукции принимается такое, когда магнитный поток из воздушного зазора поступает в якорь. Поскольку магнитная система ненасыщенна, индукция основного магнитного потока и реакции якоря должны быть сложены. Индукция по окружности якоря под действием поля якоря распределяется неравномерно. Повышается напряжение между соседними коллекторными пластинами, что может отрицательно сказаться на коммутации электрической машины.

Индукция в воздушном зазоре остается неизменной. Физическая нейтраль относительно геометрической нейтрали по направлению вращения якоря на угол α, величина этого угла определяется током нагрузки якоря.

Faq=A*2*x

При отсутствии насыщения можно пренебречь МДС стальных участков, учитывать только МДС воздушного зазора.

2. При насыщенной магнитной цепи.

Цепь насыщена, поэтому нельзя решить этот вопрос складыванием индукции основного магнитного потока и от поля якоря, в этом случае строится переходная характеристика

Площадь ABCDEF – магнитный поток в воздушном зазоре. Уменьшение магнитного потока под действием поля якоря приводит к уменьшению ЭДС на зажимах генератора. Качественные и количественные оценки реакции якоря применимы и для двигательного режима работы с учетом того, что ток и ЭДС направлены в противоположные стороны.

1. У набегающего края полюса магнитные потоки будут складываться, у сбегающего вычитаться.

2. Сдвиг щеток с нейтрали по направлению вращения якоря приводит к появлению продольной намагничивающей составляющей якоря, в связи с этим в двигательном режиме сдвиг щеток с геометрической нейтрали по направлению вращения запрещен