Устранение вредного влияния реакции якоря

В связи с тем что реакция якоря неблагоприятно влияет на рабочие свойства машины постоянного тока[1], при проектирова­нии машины принимают меры к устранению реакции якоря или хотя бы к ослаблению ее влияния до допустимых пределов.

Компенсационная обмотка. Наиболее эффективным средством подавления влияния рёакции якоря по поперечной оси является применение в машине компенсационной обмотки. Эту обмотку укладывают в пазы полюсных наконечников (рис. 26.7) и вклю­чают последовательно с обмоткой якоря таким образом, чтобы МДС компенсационной обмотки Fк была противоположна по на­правлению МДС обмотки якоря Fa. Компенсационную обмотку делают распределенной по поверхности полюсного наконечника всех главных полюсов машины. При этом линейную нагрузку для компенсационной обмотки принимают равной линейной нагрузке обмотки якоря.

Включение компенсационной обмотки последовательно в цепь якоря обеспечивает автоматичность компенсации МДС якоря при любой (в пределах номинальной) нагрузке машины. Таким образом, в машине постоянного тока с компенсационной обмот­кой при переходе от холостого хода к режиму нагрузки закон распределения магнитной индукции в зазоре главных полюсов остается практически неизменным. Однако в межполюсном про­странстве часть МДС якоря остается некомпенсированной. Не­желательное влияние этой МДС на работу щеточного контакта устраняют применением в машине добавочных полюсов (см.§ 27.4).

Компенсационные обмотки применяют лишь в машинах сред­ней и большой мощности — более 150—500 кВт при U > 440 В,

Рис. 26.7. Компенсационная обмотка

работающих с резкими колебаниями нагрузки, например в дви­гателях для прокатных станов. Объясняется это тем, что компен­сационная обмотка удорожает и усложняет машину и ее приме­нение в некоторых машинах экономически не оправдывается.

Увеличение воздушного зазора под главными полюсами. В машинах малой и средней мощности, не имеющих компенса­ционной обмотки, вредное влияние реакции якоря по поперечной оси ослабляют соответствующим выбором воздушного зазора под главными полюсами. При этом следует иметь в

виду, что при достаточно малом воздушном зазоре и значительной линейной нагрузке реакция якоря по поперечной оси может не только осла­бить магнитное поле под одной из частей главного полюса, но и перемагнитить его, т. е. изменить полярность — «опрокинуть поле». Некоторое увеличение воздушного зазора под главными полюсами, особенно на их краях, значительно ослабляет действие реакции якоря. Однако не следует забывать, что увеличение воз­душного зазора ведет к необходимости повышения МДС обмотки главных полюсов, а следовательно, и к увеличёнию размеров полюсных катушек, полюсов и габарита машины в целом.

На этом же принципе уменьшения МДС поперечной реакции якоря за счет повышенного магнитного сопротивления на пути ее действия основан и другой способ ослабления действия реакции якоря. Этот способ состоит в том, что сердечники главных полю­сов делают из листовой анизотропной (холоднокатаной) стали (обычно применяют сталь марки 3411). Эта сталь в направлении проката обладает повышенной магнитной проницаемостью, а «поперек проката» — небольшой магнитной проницаемостью. Штамповать пластины полюсов из такой стали следует так, что­бы ось полюса совпадала с направлением проката листа стали. § 26.5. Способы возбуждения машин постоянного тока

Для работы электрической машины необходимо наличие маг­нитного поля. В большинстве машин постоянного тока это поле создается обмоткой возбуждения, питаемой постоянным током. Свойства машин постоянного тока в значительной степени опре­деляются способом включения обмотки возбуждения, т. е. способом возбуждения.

По способам возбуждения машины постоянного тока можно классифицировать следующим образом:

машины независимого возбуждения, в кото­рых обмотка возбуждения (ОВ) питается постоянным током от источника, электрически не связанного с обмоткой якоря (рис. 26.8, а);

машины параллельного возбуждения, в ко­торых обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены парал­лельно (рис. 26.8, б);

машины последовательного возбуждения, в которых обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно (рис. 26.8, в);

машины смешанного возбуждения, в которых имеются две обмотки возбуждения — параллельная ОВ1 и после­довательная ОВ2 (рис. 26.8, г);

Рис. 26.8. Способы возбуждения машин постоянного тока

машины с возбуждением постоянными маг­нитами (рис. 26.8, д Все указанные ма­шины (кроме послед­них) относятся к маши­нам с электромаг­нитным возбуж­дением, так как маг­нитное поле в них созда­ется электрическим то­ком, проходящим в об­мотке возбуждения.

Начала и концы об­моток машин постоянного тока согласно

ГОСТу обозначаются: обмотка якоря — Я1 и Я2, обмотка добавоч­ных полюсов — Д1 и Д2, компенсационная обмотка — К1 и К2, об­мотка возбуждения независимая — Ml и М2, обмотка возбужде­ния параллельная (шунтовая) — Ш1 и 1112, обмотка возбуждения последовательная (сериесная) —С1 и С2.
Контрольные вопросы

Какие участки содержит магнитная цепь машины постоянного тока?

В чем сущность явления реакции якоря машины постоянного тока?

Почему МДС якоря, действующая по поперечной оси, вызывает размагничи­вание машины по продольной оси?

Как учитывается размагничивающее действие реакции якоря при расчете чис­ла витков полюсной катушки обмотки возбуждения?

С какой целью компенсационную обмотку включают последовательно с об­моткой якоря?

Почему с увеличением воздушного зазора ослабляется размагничивающее влияние реакции якоря?

Какие способы возбуждения применяют в машинах постоянного тока?