§ 26.3. Учет размагничивающего действия реакции якоря

При рассмотрении вопроса об учете размагничивающего дей­ствия реакции якоря по поперечной оси будем исходить из того, что щетки машины расположены на геометрической нейтрали и МДС якоря имеет наибольшее значение. Этот случай наиболее ти­пичный для' машин постоянного тока. Некоторая трудность в учете влияния размагничивающего действия МДС якоря по поперечной оси состоит в том, что эта МДС воздействует на поле главных по­люсов косвенно, так как она направлена перпендикулярно оси этих полюсов. Магнитодвижущая сила якоря на основное поле машины воздействует вследствие магнитного насыщения

Рис. 26.6. Определение размагничивающего действия попереч­ной реакции якоря

некоторых участков магнитной цепи машины (полюсных наконечников и зубцового слоя). Поэтому при учете размагничивающего влияния реакции яко­ря по поперечной оси пользуются переходной характеристикой ма­шины, представляющей собой зависимость магнитной индукции в зазоре B_δ от МДС активного слоя машины — зазора и зубцового слоя:

F_δz = F_δ+F_z. (26.7)

На переходной характеристике (рис. 26.6) отмечают точку с, соответствующую значениям магнитной индукции В_δ0 и МДС F_δz0 в режиме х.х. Эти же параметры соответствуют и режиму на­грузки, но лишь в точке якоря под серединой полюса (см. рис. 26.4, в), где МДС якоря по поперечной оси равна нулю. Затем влево и вправо от F_δz0 откладывают на оси абсцисс МДС F_aq = 0,5b_iA, т. е. определяют магнитную индукцию на краях расчетной полюсной дуги.

После необходимых построений получают три значения магнит­ной индукции в зазоре и соответственно три значения МДС актив­ного слоя: под серединой полюса B_δ0 и F_δz0; под размагничиваемым краем полюсного наконечника В_δ'=В_δ0—ΔВ_δ' и F_δz'=F_δz0—0,5b_iA; под подмагничиваемым краем полюсного наконечника: В_δ’’ =В_δ0 + ΔВ" и F_δz΄΄= F_δz0+ 0,5b_iA.В связи с тем что магнитная система машины насыщена и переходная характеристика нелиней­на, получаем ΔВ_δ'> ΔВ_δ", что обусловливает размагничивающее действие реакции якоря по поперечной оси. Таким образом, участок bd переходной характеристики представляет собой кривую распре­деления магнитной индукции в зазоре машины на расчетной полюс­ной дуге в режиме нагрузки. Площадь, ограниченная этой кривой двумя ординатами и осью абсцисс, пропорциональна основному магнитному потоку: S_fbdq = Φ. Если бы поперечная реакция якоря отсутствовала, то магнитная индукция в зазоре на протяжении участка, равного расчетной полюсной дуге, была бы одинаковой и равнялась бы В_δ0. В этом случае основной магнитный поток был бы пропорционален площади прямоугольника faeq, т. е. Ф₀=S_faeq .Та­ким образом, уменьшение основного магнитного потока из-за раз­магничивающего действия поперечной составляющей реакции яко­ря пропорционально разности площадей:

(26.8)

Выполненные на рис. 26.6 построения позволяют определить насколько необходимо увеличить МДС обмотки возбуждения для того чтобы при нагрузке машины основной магнитный поток был равен заданному значению, например Ф_ном. Для этого необходимо прямоугольник faeq смещать вправо до тех пор, пока площади тре­угольников b₁а₁с и d₁e₁c не окажутся одинаковыми, а площадь огра­ниченная участком переходной характеристики не будетравна площади прямоугольника . Полученный таким об­разом отрезок оси абсцисс F_qd=ff₁ = qq₁ представляет собой иско­мое приращение МДС обмотки возбуждения, компенсирующее раз­магничивающее влияние поперечной реакции якоря С некоторым приближением это приращение МДС

(26.9)

где b_i — расчетная полюсная дуга мм; A —линейная нагрузка, А/м.

Таким образом, МДС обмотки возбуждения (на пару полюсов) обеспечивающая получение при нагрузке такой же ЭДС, что и в режиме х.х., когда МДС возбуждения равна F_во, т. е.

F_в.нагр =F_в.о + F_qd+F_ad. (26. 10)

При положении щеток на геометрической нейтрали последнее слагаемое отсутствует. Значение F_{в .нагр} используют при расчете числа витков полюсной катушки главных полюсов:

(26.11)

где I_в — ток в обмотке возбуждения, А.

Значение тока в обмотке возбуждения принимается в зависи­мости от способа возбуждения: при параллельном возбуждении машин постоянного тока мощностью от 10 до 1000 кВт его принима­ют равным соответственно от 4,0 до 1,0% от номинального тока машины, а в машинах мощностью от 1 до 10 кВт — соответственно от 8,0 до 4,0%; в машинах последовательного возбуждения ток воз­буждения принимают равным току в обмотке якоря.