Реакція якоря

Під час роботи машини з навантаженням в обвитці якоря виникає струм, який створить своє маг поле, що буде відповідно діяти на поле полюсів. Цю дію називають реакцією якоря.

В икористаємо метод накладання, дослідивши декілька станів машини. Під час неробочого ходу, коли реакція якоря відсутня, в машині існує тільки поле головних полюсів. Це поле створюється номінальним збудженням (струмом) рис а. Якщо подати номінальний струм на обвитку якоря, без поля ОЗ, тоді отримаємо поле спрямоване по поперечній осі машини (геометр нейтралі) на рис б. Якщо тепер накласти одне на одне ці поля, то отримаємо результуюче маг поле на рис в. Оскільки маг лінії поля полюсів і поля якоря з боку збіжного (з якоря) края полюсів збігаються, то в цій частині машини, яка працює в генераторному режимі, результуюче поле посилюється. З боку набіжного (на якір) краю полюса лінії поля головних полюсів і поля якоря спрямовані зустрічно, поле в цій частині послаблюється. Наче маг поле затягує в бік обертання, «натягуючи» лінії поля. В цьому випадку електромагнітна сила проявляє гальмівну дію проти обертання якоря і створює гальмівний електромагнітний момент; якщо машина працює в режимі двигуна ел маг сила створює обертовий ел маг момент.

Негативним наслідком реакції якоря є погіршення умов роботи колектора. Комутацією наз процес зняття щітками струму з колектора. Реакція якоря повертає фізичну нейтраль у генераторах за напрямом обертання, а в двигунах – проти. Під ФН розуміють лінію, яка проходить через вісь машини й точки поверхні якоря, де магн індукція результуючого маг поля дорівнює нулеві. В результаті реакції якоря в секціях обвитки якоря, розташованих на геометр нейтралі які замикаються щітками накоротко, виникає ЕРС, що є однією з причин іскріння між щітками й колектором.

Для покращення умов комутації в потужних машинах застосовують компенсаційні обвитки. Ці обвитки розміщені в пазах на поверхнях полюсних наконечників і вмикають послідовно з обвиткою якоря. Магнеторушійна сила КО напрямлена зустрічно МРС якоря і усуває спотворення основного поля.

Найрозповсюдженішим способом покращення комутації є застосування додаткових полюсів, розташованих вздовж геометр нейтралі між основними полюсами, щоб МРС їх була направлена зустрічно полю якоря.

Способи збудження генераторів постійного струму

Розрізняють генератори за незалежним збудженням і самозбудженням. Перші мають одну із двох схем: із збудженням від постійних магнітів та з електромагнітним збудженням. Генератори самозбудження поділяються: генератори паралельного збудження, послідовного збудження та генератори зі змішаним збудженням (дві ОЗ).

Основні характеристики генераторів

Основними характеристиками генераторів постійного струму є характеристика неробочого ходу, зовнішня і регулювальна. Ці характеристики можуть бути одержані як розрахунково, так і дослідно.

Характеристика неробочого ходу E(iзб) – це залежність ЕРС від струму збудження під час роботи генератора в неробочому режимі (I=0, n=const).

При неробочому ході генер незалежного збудження магн потік Ф, а тим самим і ЕРС є функції струму збудження: Ф=f(iзб), E=CenФ=Cen f(iзб)= f2(iзб)

Р обочу точку А вибирають на коліні характеристики НХ, в області насичення.

Як видно із характеристики, ЕРС МПС можна змінювати в широких межах від – E до + E, змінюючи значення та напрям струму збудження регулювальним реостатом та перемиканням обвитки збудження.

Зовнішня характеристика генератора – це залежність напруги на затискачах генератора від струму навантаження при iзб= iзбн, n=const.

Залежність U(I) може бути отримана за другого закону Кірхгофа для кола якоря:

Д е – струм навантаження, – опір якорної обвитки, щіткового контакту, обвитки додаткових полювів і компенсаційної обвитки.

Регулювальна характеристика є залежністю струму збудження від струму навантаження при U=const, n=const. Вона показує як необхідно змінювати струм збудження щоб підтримувати напругу на затискачах генератора постійною.

Для підтримання напруги незмінною треба збільшувати струм збудження і тим сами збільшувати ЕРС і U.

Для різних типів генераторів ці характеристики будуть такими:

Генератори з незалежним збудженням:

Зовнішня характеристика, визначається зміною напруги у співвідношенні

Регулювальна характеристика нелінійна, що пояснюється не лінійністю зовнішньої характеристики та характеристики неробочого ходу.

Генератори з паралельним збудженням:

Мають таку саму характеристику неробочого ходу як і в ген незалежного збудження.

Дещо гіршу зовнішню характеристику, номінальна зміна напруги становить: 10-20%.

Регулювальна характеристика не відрізняється від генер НЗ.

Генератори послідовного збудження практично не використовують, що пояснюється круто падаючою зовнішньою характеристикою.

Найліпшими є генератори змішаного збудження, що поєднують у собі всі переваги вище названих генераторів.