1.4. Тұрақты ток машиналарындағы якорь реакциясы

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

1.6-суретте якорь реакциясының әсері көрсетілген. Бос жүріс кезінде машинадағы өріс 1.6. а –суретте көрсетілгендей, тек қоздыру орамдарындағы ток арқылы ғана пайда болады. Егер жүктеме жалғайтын болсақ, 1.6. б –суретте көрсетілгендей якорь орамдарынан өтетін ток якордың магнит өрісін туғызады.

Машинаның толық магнит ағыны якорь өрісі әсерімен өзгеретіндігін 1.6. в - суреттен көруге болады.

1.6. в – суреттен көрініп тұрғандай, якорь реакциясы әсерінен генераторлық режимде жұмыс істеп тұрған машинаның магнит өрісі полюстердің жетелеуші жартысында күшейгенін, ал жетеленуші жартысында әлсірейтінін көруге болады, яғни якорь шеңберінің индукцияның мәні нөлге тең болатын нүктелері арқылы өтетін сызық - физикалық бейтараптың жылжып кеткендігін көруге болады.

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

1.6 – сурет. Якорь реакциясын түсіндіру үшін: а - бос жүріс кезіндегі өріс; б - якорь өрісі, в - жүктеме кезіндегі өріс (nn' - геометриялық бейтарап, mm' - физикалық бейтарап)

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

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

1.5. Тұрақты ток генераторлары

Өндірістің көптеген салаларында қуаты әртүрлі тұрақты ток генераторлары кеңінен таралған. Автоматты басқару және реттеу жүйелерінде, ілеспелі жүйелерде генераторлар мен тахогенераторлар қолданылады.

Қоздыру әдістеріне байланысты олар өздігінен немесе тәуелсіз қоздырылатын болып екіге бөлінеді. Тәуелсіз қоздырылатын тұрақты ток генераторлары электромагниттік немесе магнитті электрлік жолмен қоздырылатын болып жіктеледі. Өздігінен қоздырылатын генераторлар параллель, тізбектей немесе аралас қоздырылатын болып бірнеше түрге жіктеледі.

Тұрақты ток машиналарының қоздырылу әдісі олардың сипттамаларына қозғалтқыштық режимде де, генераторлық режимде де үлкен әсер етеді.

Параллель, тәуелсіз, тізбектей немесе аралас қоздырылатын тұрақты ток генераторларының электрлік сызбанұсқалары 1 .7 - суретте көрсетілген. Тұрақты ток қозғалтқыштары осы жолдармен қоздырылуы мүмкін.

1.7-сурет. Әр түрлі жолмен қоздырылған тұрақты ток машиналары:

а – парллель; в – тәуелсіз; б – тізбектей; г – аралас.

Механикалық энергияны электрлікке түрлендіретін тұрақты ток генераторының энергетикалық диаграммасы 1.8 - суретте көрсетілген.

Мұндағы Р₁ – генераторға берілген қуат; Р_в = U I_в – қоздыру тізбегіндегі электрлік шығындарға сәйкес келетін қуат; Р_мех – мойынтректер мен түйіспелі щеткалардағы механикалық қуат шығындары; Р_мг – болат өзекшелердегі гистерезис және құйынды токтардан пайда болатын қуат шығыны; Р_эм = Е_яI_я – электромагниттік қуат; Р_эл.я = I_я² R_я – якорь тізбегіндегі электрлік шығындар, R_я – якорь тізбегінің жалпы кедергісі, барлық орамдар мен щеткалардың кедергісін қоса есептегенде; Р_доб – бос жүріс қуатына сәйкес келетін қосымша шығындар; Р₂ = UI_я – генератор шығысындағы пайдалы электр қуаты.

Энергетикалық диаграммаға сәйкес: Р₂ = Р_ЭМ – Р_я,

(1.17)

(1.17) теңдікті I_я якорь тогына қысқартатын болсақ_, генератордың ЭҚК теңдігін аламыз:

. (1.18)

Р_мех

1.8 –сурет. Тұрақты ток генераторының энергетикалық диаграммасы

Магнитті - электрлік жолмен қоздырылатын генераторлар аз қуатты болып жасалады, оларда қоздыру магнит ағыны жоғары сапалы магниттік материалдардан жасалған тұрақты магниттер арқылы пайда болады. Қоздыру орамдары болмағандықтан, магнитті - электрлік жолмен қоздырылатын генераторлардың салмақ және басқада өлшемдері төмен болады, ПӘК жоғары. Олардың кемшілігі, оларды жасап шығару күрделі және якорь реакциясының әсері тұрақты магниттердің магнитсізденуіне алып келеді.