Воздействие магнитного поля якоря на результирующее магнитное поле машины называется реакцией якоря.

Как известно, магнитный поток создается магнито-движущей силой (МДС), если принять, что при нагрузке ЭМПТ МДС обмотки возбуждения равна нулю (F_в = 0), а действует лишь МДС обмотки якоря F_а , то из рисунка 107 видно, что F_а будет направлена по линии геометрической нейтрали nn^' (на рисунке показана ЭМПТ работающая в режиме генератора, при вращении якоря по часовой стрелке).

Рисунок 107.

Причем пространственное положение вектора F_а будет неизменным несмотря на вращение якоря, т.к. направление F_а определяется положением щеток, а щетки находятся на геометрической нейтрали, т.е. F_а будет совпадать с поперечной осью ЭМПТ (поперечная реакция якоря).

Известно, что магнитная индукция В равна нулю в тех точках, где магнитные силовые линии проходят по касательной к окружности якоря, т.е где пазовые проводники перемещаются вдоль магнитного потока, не пересекая его. Отсюда принято определение, так называемой, физической нейтрали.

Физическая нейтраль (mm^') - это линия перепендикулярная магнитным силовым линиям и проходящая через диаметрально противоположные точки окружности якоря, в которых магнитная индукция равна нулю.

В ненагруженной ЭМПТ физическая нейтраль совпадает с геометрической нейтралью.

А вот в нагруженной ЭМПТ, из-за действия реакции якоря, результирующий магнитный поток поворачивается относительно геометрической нейтрали nn^' на угол

( в режиме генератора по направлению вращения якоря, а в двигательном режиме наоборот) и, следовательно положение физической нейтрали mm^' не будет совпадать с положением геометрической нейтрали nn^', см.рис.108.

Рисунок 108.

Как видно из рис.108 в генераторном режиме под набегающим краем полюса поле ослабляется, а под сбегающим - усиливается, в режиме двигателя - обратная картина.

Причем усиление и ослабление поля будет примерно равнозначно, если магнитная система ЭМПТ ненасыщенна. Однако, на практике, чаще всего магнитная система нагруженной ЭМПТ насыщена и тогда ослабление поля проявляется сильнее, чем усиление, поэтому поперечная реакция якоря не только искажает поле, но и уменьшает результирующий поток при нагрузке по сравнению с потоком при холостом ходе.

Таким образом, отрицательное действие реакции якоря заключается в следующем:

1) сдвиг mm^' относительно nn^' приводит к искрению на коллекторе;

2) при насыщенной магнитной системе у ГПТ уменьшается Е_а , а у ЭДПТ уменьшается электромагнитный момент, см.(230) и (231);

3) магнитная индукция в зазоре В_б распределяется несимметрично, что ведет к увеличению напряжения между соседними коллекторными пластинами в промежутке щетка - коллектор, что может привести к возникновению электрической дуги между соседними коллекторными пластинами.

Устранить вредное влияние реакции якоря можно следующими способами:

1) наиболее эффективное средство - это применение компенсационной обмотки (КО), которая укладывается распределено в пазы полюсных наконечников главных полюсов (рис.109) и включается последовательно с обмоткой якоря так, чтобы ее МДС F_ко была противоположна МДС реакции якоря F_а. Тогда В_б при переходе от холостого хода к нагрузке останется постоянной, но в межполюсном пространстве часть F_а останется нескомпенсированной, поэтому применяются еще и добавочные полюса, как показано на рис.109.

К.о. применяется в ЭМПТ мощностью более 150 кВт, т.к. сильно усложняет и удорожает конструкцию машины;