Реакция якоря машины постоянного тока
Если магнитная система машины насыщена, то под влиянием реакции якоря подмагничивание одного края полюса и зубцового слоя якоря происходит в меньшей степени, чем размагничивание другого края полюса и
зубцового слоя якоря.
При этом результирующий магнитный поток Ф уменьшается, т.е. реакция якоря в насыщенной машине размагничивает магнитную систему.
В результате у генераторов снижается ЭДС, а
|
|
N |
|
у двигателей – вращающий момент. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Влияние реакции якоря усиливается при |
|||
|
|
Г |
смещении |
щеток |
с |
геометрической |
|
|
Fа |
нейтрали, т. к. вместе со |
|
щетками смещается и |
|||
|
Fаd |
вектор МДС якоря. |
|
|
|||
|
|
|
|
||||
n |
Fаq |
n’ |
|
|
|
|
|
|
При этом МДС якоря Fа помимо поперечной |
||||||
|
|
|
|
||||
|
|
Д |
|
составляющей Fаq= Fаcos приобретает и про- |
|||
|
|
|
|
дольную составляющую Fаd= Fаsin , направлен- |
|||
|
|
S |
|
ную по оси полюсов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реакция якоря машины постоянного тока
Вгенераторном режиме:
–при смещении щеток по направлению вращения якоря продольная составляющая Fаd размагничивает машину, т. е. ослабляет основной поток;
–при смещении щеток против направления вращения якоря про- дольная составляющая Fаd подмагничивает машину, т. е. усиливает основной
поток, но при этом может явиться причиной искрения на коллекторе.
Вдвигательном режиме:
–смещение щеток по направлению вращения якоря подмагничивает
машину;
–при смещении щеток против направления вращения продольная составляющая Fаd размагничивает машину.
Устранение вредного влияния реакции якоря
Наиболее эффективное средство – компенсационная обмотка (КО), которая укладывается в пазы полюсных наконечников.
Компенсационная обмотка включается |
КО |
последовательно с обмоткой якоря таким |
М |
образом, чтобы ее МДС FКО была противо- |
|
положна направлению МДС обмотки якоря Fа. |
|
Такое включение КО обеспечивает автоматическую компенсацию МДС якоря при любой нагрузке машины.
Устранение вредного влияния реакции якоря
В межполюсном пространстве компенсационная обмотка не обеспечивает полной компенсации МДС якоря.
Поэтому нежелательное влияния МДС якоря на работу щеточного контакта устраняют применением добавочных полюсов.
В машинах малой и средней мощности, не имеющих компенсационной
обмотки, вредное влияние реакции якоря по поперечной оси ослабляют
увеличением зазора на краях главных полюсов.
|
Однако, это приводит к необходимости |
|
|
повышения МДС |
главных полюсов и, |
max |
следовательно, к |
увеличению размеров |
|
||
катушек, полюсов и всей машины в целом.
Обмотки якоря машин постоянного тока
Основные понятия
Обмотка якоря МПТ – замкнутая система проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору.
Основным элементом обмотки якоря является секция – часть обмотки, подсоединенная к двум коллекторным пластинам
Секция может состоять из одного или нескольких витков.
Активные стороны секции располагаются под разноименными полюсами
на расстоянии полюсного деления друг от друга.
Полюсное деление – часть длины окружности якоря, приходящаяся на один полюс
Da
2p
Обмотки якоря машин постоянного тока
В МПТ применяют двуслойные обмотки якоря – в каждом пазу укладываются две активных стороны двух различных секций
Верхняя пазовая сторона одной секции и нижняя пазовая сторона
другой секции, лежащие в одном пазу, образуют элементарный паз.
Параметры обмотки якоря:
S – число секций;
Z – число пазов (реальных);
Sп=S/Z – число секций, приходящихся
на один паз;
Zэ – число элементарных пазов.
Sп=1 Sп=2
Z=Zэ |
Zэ =2Z |
|
Sп=3 |
Для уменьшения пульсаций ЭДС и увеличения |
|
ее значения секции обмотки соединяют последо- |
|
вательно – к коллекторной пластине припаивают |
Zэ =3Z |
конец одной секции и начало следующей. |
S=Zэ=K где K – число коллекторных пластин.
Петлевые обмотки якоря
Секция имеет форму петли, а начало и конец секции присоединяются к двум соседним коллекторным пластинам
|
|
правоходовая |
левоходовая |
y1 |
|
y |
|
|
y1 |
||
y |
y2 |
|
y2 |
N |
S |
N |
S |
1 2
yк
2 1
yк
y1 – первый частичный шаг по якорю; y – результирующий шаг по якорю;
|
|
|
|
|
y=y1-y2 |
|
|
|
|
y =[Z /(2p)]±ε |
|
|
|
||
|
|
1 э |
|
|
|
коллектору; |
|
|
|
|
|
yK – шаг обмотки по |
|||
y2 – второй частичный шаг по якорю; |
|||||||
y=yK=±1, |
|||||||
|
|
|
|
||||
|
|
y2=y1±y=y1±1 |
|
||||
|
|
|
где «+» - правоходовая обмотка; |
||||
|
|
|
|
«-» - левоходовая обмотка |
|||
|
|
|
|
||||
Волновые обмотки якоря
В этой обмотке последовательно соединяют секции, находящиеся
под разными парами полюсов. При этом форма секции напоминает волну. Левоходовая
y1 |
y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
S |
|
N |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yk |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
y1 – первый частичный шаг; |
y2=y-y1 |
– второй частичный шаг |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
y1=[Zэ/(2p)]±ε |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
y=yK=(K±1)/p, - шаг обмотки по коллектору |
|||||||||||||
где «+» - правоходовая обмотка; «-» - левоходовая обмотка
Волновые обмотки якоря
Правоходовая
y1 |
y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
S |
|
N |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y
1 K+1
yk
Простая петлевая обмотка всегда имеет одну пару параллельных ветвей. При этом половина секций всегда соединена последовательно.
Поэтому волновые обмотки применяют в МПТ, рассчитанных на высокие напряжения.
Комбинированная обмотка якоря
2τ
. y1петл |
y1волн |
N |
|
|
S |
|
|
|
N |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
10 |
11 |
||||||
yk.петл. |
|
|
|
|
|
|
|
yk.волн. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y1=y1волн+. y1петл