Реакция якоря

Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, созда­ваемого током якоря, на магнитное поле главных полюсов. Картина маг­нитного поля при холостом ходе изображена на рис. 10.6 а. Оно симметрично относительно оси полюсов. При нагрузке машины обмотка якоря

Рис. 10.6

создает собственное магнитное поле, показанное на рис. 10.6 б при отсутст­вии тока возбуждения. Ось поля якоря направлена по оси щеток 1–1. Из рис. 10.6 можно убедиться, что в режиме генератора полярность якоря предшествует по ходу вращения полярности главных полюсов , а в режиме двигателя – наоборот.

Взаимодействие полей якоря и индуктора образует результирующее поле, характер которого показан на рис. 10.7.

Рис. 10.7

При установке щеток на геометрической нейтрали 1–1 поле якоря направ­лено поперек оси полюсов и реакция якоря называется поперечной. Как видно из рис. 10.7 а, поперечная реакция якоря ослабляет поле под одним краем по­люса и усиливает его под другим, вследствие чего ось 2–2 результирующего поля поворачивается в генераторе на некоторый угол в направлении враще­ния якоря, а в двигателе – в обратную сторону. Новое положение линии 2–2, соответствующее переходу магнитной индукции на поверхности якоря через нулевое значение, называется линией физической нейтрали. При сдвиге щеток с геометрической нейтрали на некоторый угол (рис. 10.8 а) ось поля якоря также смещается на этот угол, и по отношению к главным полюсам реакцию якоря можно представить двумя составляющими: поперечной и продольной. Токи в проводниках якоря в секторах а–б и г–в (рис. 10.8 б) создают поле попе­речной реакции якоря, а токи в секторах а–г и б–в (рис. 10.8 в) – поле продоль­ной реакции якоря.

Рис. 10.8

Показанные на рис. 10.8 а полярности полюсов и направления токов якоря соответствуют вращению якоря по часовой стрелке в режиме генератора, а про­тив часовой стрелки – в режиме двигателя.

Таким образом, при смещении щеток генератора с геометрической ней­трали в направлении вращения и щеток двигателя против направления враще­ния возникает размагничивающая продольная реакция якоря. Результирующий магнитный поток уменьшается. При смещении щеток в обратном направлении возникает намагничивающая продольная реакция якоря, вызывающая увеличе­ние результирующего потока.

Влияние поперечной реакции якоря на результирующий магнитный поток можно было бы считать нейтральным, так как ослабление поля под одним краем полюса и усиление под другим краем компенсируются. Однако это спра­ведливо лишь для ненасыщенного состояния магнитопровода полюсов. С уче­том насыщения поперечная реакция якоря всегда вызывает некоторое умень­шение магнитного потока полюсов, т.е. действует размагничивающим образом.

Для уменьшения влияния реакции якоря на работу машины применяют дополнительные полюсы. Ее размещают по геометрической нейтрали между главными полюсами. Их обмотка включается последовательно в цепь якоря и создает встречную МДС по отношению к обмотке якоря.

Эффективным средством борьбы с искажением поля является применение компенсационной обмотки. Ее размещают в пазах полюсных наконечников и включают последовательно с обмоткой якоря. Магнитное поле компенсацион­ной обмотки направлено навстречу магнитному полю якоря. Влияние попереч­ной реакции якоря в пределах полюсного наконечника устраняется. Компенса­ционная обмотка применяется в машинах средней и большой мощности.