7.5.4. Добавочные полюсы.
В отличие реактивной ЭДС - ep , внешняя ЭДС вращения евн может действовать либо согласно с реактивной ЭДС, либо навстречу ей.
Суммарная ЭДС коммутации будет равна нулю , если добавочные полюсы создадут в зоне коммутации такое магнитное поле, чтобы ЭДС вращения евр по величине была равна реактивной ЭДС ер и направлена ей навстречу. В этом случае:
ead + ep + eвн = 0
и мы будем иметь идеальную прямолинейную коммутацию при расположении щеток в геометрической нейтрали.
Назначение добавочных полюсов - создание в зоне коммутации такого магнитного поля, чтобы суммарная ЭДС коммутации была равна нулю.
Добавочные полюсы располагают между главными, и число их делают равным или на половину меньшим числу главных полюсов.
Число витков добавочных полюсов выбирают таким, чтобы МДС добавочных полюсов компенсировала МДС якоря по поперечной оси в зоне коммутации с некоторым избытком.
Fd = Kd * Fa
Коэффициент Kd обычно выбирают равным 1.2-1.45.
При машинах с компенсационной обмоткой Kd=1.15-1.30.
Ширина башмака добавочных полюсов Вдп выбирается равной 0.4-0.8 ширины зоны коммутации, а воздушный зазор 1.5-2.0 зазора под основными полюсами.
Для обеспечение компенсации реактивной ЭДС при различных нагрузках обмотку добавочных полюсов включают последовательно с обмоткой якоря. В этом случае МДС добавочных полюсов изменяется пропорционально току якоря, а, следовательно, МДС якоря.
Полярность добавочных полюсов в генераторе, такая как у следующего по направлению вращения главного полюса, а в двигателе как предшествующего полюса.
Вследствие насыщения магнитной системы добавочные полюсы полностью компенсируют ЭДС вращение только в зоне номинальной нагрузки.
Насыщению добавочных полюсов способствует их поток рассеивания, замыкающийся через сердечник смежных главных полюсов и станину. В целях уменьшения потока рассеивания и обеспечения более линейной магнитной характеристикой в зависимости от тока нагрузки воздушный поток добавочных полюсов разделяют на два: полюс - якорь, полюс - станина.
ЭМ. МПТ. 7.13. 22.12.10
Если внешняя ЭДС вращения действует навстречу реактивной ЭДС и больше ее, то в этом случае ток i в коммутирующей секции достигает данного значения раньше чем при прямолинейной коммутации. Такая коммутации называется ускоренной.
График ускоренной коммутации приведен на рис.12
Для ускоренной коммутации плотность тока на сбегающем крае щетки меньше, чем на набегающем.
Исследования реальной картины коммутации показывает, что она отличается от теоретической как периодом коммутации, который уменьшен по сравнению с теоретическим, так и по форме коммутирующего тока, который состоит как бы из двух частей, рис. 7.6. Несмотря на это рекомендации по выбору режима коммутации на основе теоретических предпосылок весьма близко соответствую минимальному искрению в реальных машинах.
Рис. 7.6. Реальная картина коммутации. Ткд < Тк.
7.5.5. Коммутационная реакция якоря.
При отклонении коммутации от прямолинейной коммутирующие токи создают в коммутируемых секциях поле дополнительной реакции якоря.
При прямолинейной коммутации коммутирующие токи симметричны относительно оси нейтрали поток созданный ими чисто поперечный и не вызывает ни какого дополнительного влияния на поле главных полюсов.
При замедленной коммутации токи коммутации создают размагничивающую реакция якоря, которая называется коммутационной.
В случае ускоренной коммутации коммутирующие токи создают намагничивающую реакцию якоря.
В обычных случаях это поле невелико и оказывает влияние на режимы работы машины только в ряде случаев, например при коротком замыкании.
