Значение индукции в машинах постоянного тока.

Участок магнитной цепи	Значения индукции, Тл
Сердечник якоря	1,0. . . 1,5
Зубцы якоря в наименьшем сечении	1,8. . . 2,5
Полюс	1,2. . . 1,6
Ярмо станины:
а) стальное литье и стальной прокат	1,1. . . 1,2
б) чугунное литье	0,5. . . 0,7
Воздушный зазор	0,5. . . 1,0

При индукции в стали более 1,7. . . 1,8 Тл магнитное сопротивление стальных участков магнитопровода сильно возрастает и характеристика холостого хода становится нелинейной.

k_нас=ав/ас=1,1. . . 1,4

Л 11. Тема: «Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке».

§1. Реакция якоря.

При работе машины на холостом ходу в ней существует основная намагничивающая сила F_в, созданная обмоткой возбуждения (индуктором) (рис.1). При нагрузке по обмотке якоря протекает значительный ток, который создает свою намагничивающую силу. Картина этого поля при установке щеток на геометрической нейтрали и при отсутствии возбуждения показана на рисунке 2. При холостом ходе магнитный поток возбуждения направлен по продольной оси машины.

Рис.1. Магнитное поле индуктора.

Рис.2. Магнитное поле якоря.

При работе под нагрузкой магнитный поток Ф_aq, созданный м.д.с. якоряF_aqпри установке щеток на геометрической нейтрали, направлен по поперечной оси машины. Поэтому магнитное поле якоря называют поперечным.

Как видно из рисунка, ось поля якоря направлена по оси щеток 1-1. Развиваемый в машине электромагнитный момент можно рассматривать как результат взаимодействия полюсов поля якоря и полюсов поля возбуждения (рис.2 и 1).

Воздействие намагничивающей силы якоря на основную намагничивающую силу генератора называется реакцией якоря.

а) Поперечная реакция якоря.

При установке щеток на геометрической нейтрали 1-1 поле якоря направлено поперек оси полюсов, и в этом случае она называется полем поперечной реакции якоря. Это приводит к ослаблению поля под одним краем и усиление его под другим краем полюса.

1-1 – геометрическая нейтраль, где индукция равна нулю;

2-2 – физическая нейтраль.

Результирующее поле поворачивается в генераторе по направлению вращения якоря, а в двигателе – в обратную сторону.

Под воздействием поперечной реакции якоря нейтральная линия на поверхности якоря, на которой В_δ=0, поворачивается из положения геометрической нейтрали 1-1 на некоторый угол β в положение 2-2, которое называется линией физической нейтрали.

Имеется два главных положения щеток:

1. щетки на геометрической нейтрали (рассмотрено выше);

2. щетки на осевой линии полюсов, т.е. сдвинуты с линии геометрической нейтрали на 90 электрических градусов. Поле реакции якоря действует и направлено вдоль оси полюсов и называется полем продольной реакции якоря.

В зависимости от направления тока якоря оно может быть либо намагничивающим, либо размагничивающим. Такое поле дает результирующий электромагнитный момент, равный нулю, э.д.с. также равна нулю.

Общий случай реакции якоря.

Обычно щетки устанавливаются на геометрической нейтрали. Однако, могут быть сдвинуты с геометрической нейтрали на некоторый угол α, причем 0<α<90° электрических. В таком случае поверхность якоря на протяжении двойного полюсного деления можно разбить на 2 пары симметричных секторов:

1. аб и гв;

2. аг и бв.

Токи первой пары секторов создают поле поперечной реакции якоря с намагничивающей силой F_aq,

а токи второй пары – поле продольной реакции якоря с размагничивающей силой F_ad.

Как следует из последнего рисунка, при повороте щеток генератора в направлении вращения и щеток двигателя против направления вращения возникает размагничивающая продольная реакция якоря, вызывающая уменьшение потока полюсов. При сдвиге щеток в обратном направлении возникает намагничивающая продольная реакция якоря, вызывающая увеличение потока полюсов. С определением величины реакции якоря связана линейная токовая нагрузка якоря.