1. Магнітне коло м.П.С.

Магнітне коло М.П.С. складається зі станини (ярма, осердя, головних полюсів з полюсними наконечниками, повітряного зазору та осердя якоря.

В режимі х.х. М.П.С. створюється тільки обмоткою збудження.

Магнітний поток основних полюсів складається з 2-х нерівних частин: більша його частина складає основний магнітний поток Ф, а менша – магнітний поток розсіяння Ф_δ, який не проходячи через зазор замикається в між полюсному просторі:

Ф_m = Ф + Ф_δ

Ф =

М.р.с. обмотки збудження визначається сумою магнітних напруг на ділянках магнітного кола.

F = ΣF = 2F_δ + 2F_z + 2F_m + 2F_a + F_c

F_δ – м.р.с. повітряного зазору

F_z – м.р.с. зубцового шару

F_m – м.р.с. головного полюсу

F_a – м.р.с. осердя якоря

F_c – м.р.с. станини

Основний магнітний поток визначається:

Ф = за заданою величиною Е_а.

Потім визначають магнітну індукцію для кожної ділянки кола:

В_х =

Із кривої намагнічення визначають напруженість магнітного поля, а потім магнітну напругу:

F_x = Н_х·l_x

для ділянок кола і для всього магнітного кола: Н·l = I·n

Значення магнітних напруг для різних ділянок магнітного кола неоднакові і залежать від магнітних опорів ділянок. Найбільший магнітний опір має повітряний зазор.

Другі ділянки магнітопроводу виконують із феромагнітних матеріалів:

- осердя якоря із листової електротехнічної сталі марок 2013, 2312, 2411 завтовшки 0,5 мм.

1 цифра – холоднокатана ізотропа

2 цифра – % вмісту S_і

3 цифра – характеристика сталі

4 цифра – порядковий номер сталі.

2013 - S_і до 0,4%

2312 - S_і - 1,8 – 2,8%

2411 - S_і - 2,8 – 3,8%

Осердя головних полюсів виконують із листової холоднокатаної сталі 3411 δ = 1 мм, станини – із конструктивної сталі С_т3.

Розрахунок МРС проводять для кількох значень магнітного потоку, а потім будують магнітну характеристику машини: Ф^д= f (ΣF^д).

2. Реакція якоря мпс.

При роботі МПС в режимі х.х. І_а = 0 в машині існує тільки магнітне поле основних полюсів, яке створюється (збуджується) обмоткою збудження.

Це магнітне поле – симетричне відносно осі полюсів.

При роботі машини під навантаженням в обмотці якоря протікає струм і виникає магнітне поле якоря. Воно буде мах на лінії щіток і дорівнює 0 на осі полюсів.

Вплив МПС якоря на магнітне поле якоря називається реакцією якоря. В результаті реакції якоря магнітне поле машини спотворюється , воно стає несиметричним відносно осі полюсів.

Якщо вважати, що магнітна система МПС не насичена, то в результаті реакції якоря результуючий магнітний поток буде тільки спотворюватися не зміцнюючись по величині.

При роботі МПС в режимі генератора нейтраль змінюється в напрямі обертання якоря, а в режимі двигуна – проти обертання якоря.

Якщо магнітна система насичена, то в результаті дії реакції якоря проходить роз магнічення, що приводить до зменшення ЕРС у генераторі, та електромагнітного моменту у двигуні.

3. Вплив реакції якоря на роботу мпс.

Розмагнічуючий вплив реакції якоря при навантаженні МПС враховується при розрахунку числа витків полюсних котушок збудження.

Значення МРС обмотки збудження на пару полюсів F₃₄ повинно бути таким, щоб ЕРС якоря при роботі МПС під навантаженням було такою самою, як і в режимі х.х.

F_з4 = F_з0 + F_gd

F_gd – представляє собою приріст МРС обмотки якоря збудження, який компенсує розмагнічуючий вплив реакції якоря по поперечній осі на пару полюсів. Як це розуміти?

Вплив реакції якоря підсилюється при зниженні щіток, з геометричної нейтралі. Пояснюється це тим, що разом зі щітками знижується також і вектор МПС якоря F_a крім поперечної складової F_ag = F_a · cos β отримує також повздовжню складову F_ad = F_a · sin β, яка направлена по осі полюсів.

В сучасних МПС щітки розміщені на геометричній нейтралі. В цьому випадку МРС при роботі МПС під навантаженням

F_зн = F_зо + F_qd

Кількісно вплив розмагнічуючої дії реакції якоря підрахувати складно тому, що МРС поперечної реакції якоря діє перпендикулярно осі полюсів та викликає спотворення магнітного потоку обмотки збудження.

Розмагнічуючу дію реакції якоря по поперечній осі враховують введенням коефіцієнту реакції якоря К_ря.

Приріст МРС, що компенсує реакцію якоря по поперечній осі

F_gd = К_ря· F_а, де

F_а – МРС обмотки якоря на пару полюсів (А).

Для більшості єл. машин пост. струму магнітна індукція в зубцях якоря

В_z = 1.7 ÷ 2.3 Т_л

Приріст МРС визначають за графіком

К_ря= f(F_a/F_зо) (мал. 26,6 стор. 356)

Значення струму в обмотці збудження приймають в залежності від способу (виду) збудження МПС:

- збудження в МПС від 10 до 1000 кВт: І_з = (0,04÷0,0)І_н;

- в МПС від 1 до 10 кВт: І_з = (0,08÷0,04)І_н;

А в МПС послідовного збудження І_з = І_{а .}