9. Влияние поперечной реакции якоря на магнитное поле эмпт

Рассмотрим, как влияет реакция якоря на магнитное поле машины, представив ЭМ в развёрнутом виде (рис. 1.35).

При рассмотрении введём следующие допущения:

1. Отсутствуют пазы (но влияние пазов на магнитное поле учтем коэффициентом воздушного зазора К_δ);

2. Проводники обмотки якоря распределены равномерно по окружности якоря;

3. Магнитная проницаемость стали: .

Рис. 1.35. Влияние поперечного поля якоря на поле полюсов

Магнитные линии поля проходят через воздушный зазор из северного полюса в южный. МДС, действующие по каждому из контуров, образуемых этими силовыми линиями, можно определить по закону полного тока:

, (1.92)

где Н– напряжённость магнитного поля на участке магнитной линии.

Так как согласно третьему допущению, магнитная проницаемость стальных участков магнитопровода: , то напряжённость стальных участков Н_ст = 0, и падением магнитных потенциалов на стальных участках можно пренебречь и считать, что вся МДС, создаваемая обмоткой, расходуется на проведение магнитного потока через два воздушных зазора: 2.

Если принять, что вдоль магнитной линии в воздушном зазоре напряжённость поперечного поля реакции якоря постоянна (т.к. согласно первому допущению, пазы отсутствуют и зазор равномерный вдоль всей длины окружности якоря):

(1.93)

Тогда

(1.94)

где А – электрическая линейная нагрузка машины – число ампер-проводников, приходящихся на единицу длины окружности якоря.

(1.95)

Тогда напряжённость поперечного поля реакции якоря на расстоянии х:

(1.96)

Отсюда магнитная индукция поля реакции якоря по поперечной оси:

, (1.97)

где – магнитная проницаемость воздуха.

С другой стороны,

. (1.98)

Здесь – удельная магнитная проводимость зазора.

Приравнивая (1.97) и (1.98), получаем МДС реакции якоря по поперечной оси:

(1.99)

Таким образом, является линейной функцией (рис. 1.35).

Максимальное значение достигается на линии геометрической нейтрали:

(1.100)

При криваяповторяла бы кривую, но в межполюсном пространствеудельная магнитная проводимость зазора. Уменьшается, и поэтому магнитная индукция реакции якоря по поперечной оси уменьшается. Зависимостьпредставлена на рис. 1.35.

Складывая геометрически кривые , получим кривую магнитной индукции результирующего поля в зазоре(рис. 1.35) (при отсутствии насыщения).

Очевидно, что физическая нейтраль смещается и не совпадает с геометрической вследствие искажения поля, вызванного реакцией якоря.

Таким образом, при отсутствии насыщения поперечное поле якоря вызывает лишь искажение поля в зазоре, но поток полюсов не уменьшает. Реальная машина всегда имеет насыщение, поэтому поле поперечной реакции якоря вызывает и искажение, и уменьшение потока полюсов (рис. 1.35).

10. Эдс обмотки якоря при нагрузке

ЭДС обмотки якоря при нагрузке определяется выражением, полученным ранее:

(1.101)

Учитывая, что результирующий магнитный поток при нагрузке уменьшается вследствие размагничивающего действия поперечной реакции якоря, то, следовательно, и ЭДС якоря при нагрузке будет меньше, чем в режиме холостого хода.