1.3 Реакция якоря

Реакция якоря — это влияние магнитного потока якоря на магнитный поток главных полюсов при нагрузке.

Когда ток якоря равен нулю, то магнитный поток главных полюсов направлен по оси полюсов и везде равномерный (рис 3).

Когда при вращении якоря по проводникам якоря идет ток, то вокруг каждого проводника якоря создается свой магнитный поток (рис. 4).

Этот магнитный поток всех проводников якоря складывается и образуется общий магнитный поток якоря, направление которого определяется по правилу буравчика (рис. 5).

В результате на набегающих краях главных полюсов магнитный поток якоря будет направлен согласно с магнитным потоком главных полюсов, отчего общий магнитный поток двигателя усиливается.

На сбегающих краях главных полюсов магнитный поток якоря будет направлен встречно с магнитным потоком главных полюсов, отчего общий магнитный поток двигателя уменьшается.

Таким образом, из-за реакции якоря общий магнитный поток двигателя на набегающих краях полюсов усиливается, а на сбегающих краях полюсов уменьшается.

Рисунок 3. Магнитный поток главных полюсов

Рисунок 4 Магнитный поток якоря

Рисунок 5 Суммарное магнитное поле тягового двигателя

Рис.6 Реакция якоря

Г еометрическая нейтраль (ГН) — это линия, проходящая через ось двигателя перпендикулярно оси главных полюсов.

Физическая нейтраль (ФН) — это линия, проходящая через ось двигателя перпендикулярно оси общего магнитного потока двигателя, наклоненного из-за реакции якоря (рис. 6).

В двигателях ФН поворачивается относительно ГН против вращения якоря на угол, величина которого зависит от тока якоря, т.е. от нагрузки двигателя.

После реверсирования двигателя ФН будет отклоняться от ГН в обратную сторону. Поэтому в реверсируемых двигателях щетки всегда устанавливают на ГН, чтобы создать одинаковые условия работы двигателя при вращении якоря в любую сторону.

Реакция якоря оказывает вредное воздействие на работу двигателя по следующим причинам:

1. Реакция якоря является одной из главных причин кругового огня по коллектору ТЭД из-за усиления магнитного потока двигателя на набегающих краях полюсов. При вращении якоря в отдельных секциях его обмотки под набегающими краями полюсов наводится повышенная ЭДС, из-за которой между отдельными соседними коллекторными пластинами увеличивается междуламельное напряжение примерно до 40 В, при среднем междуламельном напряжении до 15 – 20 В. Из-за этого происходит переброс дуги между соседними коллекторными пластинами, что может привести к круговому огню по коллектору двигателя между плюсовыми и минусовыми щетками.

2. Реакция якоря приводит к ухудшению коммутации тяговых дви­гателей.

3. Из-за реакции якоря уменьшается общий магнитный поток дви­гателя, так как из-за явления насыщения сердечников главных полюсов усиление общего магнитного потока двигателя на набегающих краях полюсов происходит в меньшей степени, чем ослабление общего маг­нитного потока двигателя на сбегающих краях главных полюсов.

Для предотвращения вредного влияния реакции якоря в конст­рукции тяговых двигателей используют компенсационную обмот­ку (для защиты от кругового огня) и дополнительные полюса (для улучшения коммутации).