1. Магнитное поле электрической машины постоянного тока при хх и нагрузке. Реакция якоря при расположении щёток на нейтрали

При х.х. магнитное поле создаётся индуктором, является однородным и распределяется по трапециедальному закону.

ГН (геометр. нейтраль)

вращ. в левую сторону,

когда в режиме F_a.

F_a – поле реакции якоря.

Результирующий рис.:

ГН – геометрическая нейтраль

ФН – физическая нейтраль – плоскость,

перпендикулярная этим линиям.

При нагрузке машины при щётках, расположенных на ГН, картины маг. поля искажаются, увеличив плотность магнитного потока под сбегающим краем полюса в Г-е (под сбегающим краем в Д) и ФН смещается относительно геометр. в сторону вращ. якоря в Г-е (сторону, противоположную напр. вращ. Д-ля). ФН – это плоскость, перпендикулярная магнитным силовым линиям, кривая индукции результирующего поля уже не проходит через О в зоне ГН, а проходит в зоне ФН. Если секция замыкается накоротко, щётками в зоне ГН, то под действием возникающей ЭДС в ней протекают достаточно большие токи. В целях улучшения коммутации по этой причине щётки сдвигают из положения ГН в ФН. Кривая МДС реакции якоря представляет собой ступенчатый треугольник с вершинами в точках, где расположены щётки, а кривая индукции поля якоря отличается от кривой МДС наличием седлообразных провалов.

Поскольку результирующая кривая индукции проходит через О в зоне ФН, щётки сдвигают в машине в положение ФН или противоположном направлении.

При щётках, расположенных на нейтрали, МДС реакции якоря направлена вдоль поперечной оси машины (вдоль ГН) и реакция якоря поперечная. Она не изменяет общего количества магнитных силовых линий, а только искажает форму поля. При сдвиге щёток в направлении вращения в Г-е (противоположном направлении вращения в Д-е) реакция якоря представляет собой действие продольной и поперечной реакции.

Поперечная составляющая F_aq искажает форму поля, продольная реакция уменьшает общее число магнитных силовых линий и является размагничивающей, т. е. магнитное поле ослабляется, что может стать причиной неустойчивой работы.

При сдвиге щёток по направлению вращения в Г-ре (против направления движения Д-ля) результирующий магнитный поток уменьшается вследствие продольной размагничивающей реакции якоря, но щётки оказыв. в полож. ФН там, где результирующая кривая индукции проходит через ноль, следовательно в замыкаемой накоротко секции возникает большой ток. При сдвиге щёток в противоположную сторону против направления вращения в Г-е (по направлению вращения в Д-е) продольная составляющая реакции якоря становится подмагничивающей. В этом случае продольная составляющая МДС реакции якоря F_ad направлена навстречу МДС полюсов и является подмагничивающей. Результирующее магнитное поле увеличивается действием реакции якоря. При работе в Г-ном режиме увеличение тока нагрузки приводит к увеличению напряжения на зажимах Г, это в свою очередь приводит к увеличению тока нагрузки. Поэтому Г-р работает неустойчиво, сдвиг щёток против направления движения Г-а не допуск. Поперечная реакция якоря не изменяет количество магнитных силовых линий. При учёте насыщения оказывается, что и поперечная реакция якоря увеличивает магнитное сопротивление и уменьшает магнитный поток.