Reakcia kotvy v jednosmerných strojoch

Magnetický tok v stroji na jednosmerný prúd je vytvorený všetkými jeho vinutiami s prúdom. V kľudovom režime nepreteká vinutím kotvy generátora žiadny prúd, ale vinutím kotvy motora tečie kľudový prúd malej hodnoty. Preto v stroji existuje iba hlavný magnetický tok Ф0, vytvorený budiacou cievkou pólov a symetrický okolo ich stredovej čiary (obr. 1, a).

Na obr. 1 a (zberač nie je znázornený) kefy sú umiestnené vedľa drôtov vinutia kotvy, z ktorých sú k nim odbočky. kolektorové doskys ktorým sú štetce momentálne spojené. Táto poloha kief sa nazýva poloha geometrickej neutrality, to znamená čiara prechádzajúca stredom kotvy a drôtov vinutia, kde je EMF indukovaný hlavným magnetickým tokom. atď. s. je nula. Geometrická neutralita je kolmá na stredovú čiaru pólov.

Keď je záťaž Rn pripojená k vinutiu kotvy generátora alebo keď brzdný moment pôsobí na hriadeľ motora, prúd kotvy 1R preteká vinutím, čo vytvára magnetický tok kotvy Fya (obr.1, b). Magnetický tok kotvy smeruje pozdĺž línie, na ktorej sú kefy umiestnené. Ak sú kefy umiestnené na geometrickom neutráli, potom je tok kotvy nasmerovaný kolmo na hlavný magnetický tok, a preto sa nazýva priečny magnetický tok.

Ryža. 1. Magnetické toky v stroji na jednosmerný prúd: a — magnetický tok z pólov; b — magnetický tok vinutia kotvy; c — výsledný magnetický tok

Vplyv magnetického toku kotvy na hlavný magnetický tok sa nazýva reakcia kotvy. V generátore jednosmerného prúdu sa pod „bežnú“ hranu pólu magnetické toky sčítavajú, pod „bežnou“ hranou sa odčítavajú. Opak je pravdou pre motor. Pod jednou hranou pólu sa teda výsledný magnetický tok F oproti hlavnému magnetickému toku zväčšuje, pod druhou hranou pólu klesá. V dôsledku toho sa stáva asymetrickým vzhľadom na stredovú líniu pólov (obr. 1, c).

Fyzický neutrál — čiara prechádzajúca stredom kotvy a vodičmi vinutia kotvy, v ktorej je indukovaný výsledným magnetickým tokom napr. atď. s rovný nule, otáča sa pod uhlom a vzhľadom na geometrickú neutralitu (v smere predstihu v generátoroch, v smere oneskorenia v motoroch). Pri voľnobehu sa fyzická neutralita zhoduje s geometrickou neutralitou.

V dôsledku reakcie kotvy sa magnetická indukcia v strojovej medzere stáva ešte nerovnomernejšou. V drôtoch kotvy, umiestnených v miestach zvýšenej magnetickej indukcie, sa indukuje veľký d, čo vedie k zvýšeniu rozdielu potenciálov medzi susednými kolektorovými doskami a k ​​vzniku iskier na kolektore. Niekedy oblúk prekryje celý kolektor a vytvorí "kruhový oheň".

Okrem toho reakcia kotvy vedie k zníženiu napr. atď. v. kotví, ak stroj pracuje v zóne blízkej nasýteniu. Je to spôsobené tým, že keď hlavný magnetický tok Ф0 vytvára nasýtený stav magnetického obvodu, potom zvýšenie magnetického toku o + ΔФ pod jedným okrajom pólu bude menšie ako zníženie o –ΔФ pod druhým ( Obr. 2). To vedie k zníženiu celkového pólového toku a e. atď. v. kotvy odvtedy

Negatívny vplyv reakcie kotvy je možné znížiť posunutím kief do fyzikálnej neutrality, v tomto prípade sa tok kotvy pootočí o uhol α a zníži sa protiprúd pod zostupnou hranou pólu generátora. Kefy sa pohybujú v generátore v smere otáčania kotvy a v motore - proti smeru otáčania kotvy. Uhol α sa mení so zmenou prúdu kotvy Iia. V praxi sú kefy zvyčajne umiestnené v miernom uhle.

Ryža. 2. Vplyv stupňa magnetizácie na výsledný magnetický tok (Iw • ww — ppm z budiaceho vinutia; Iya • wя — ppm z vinutia kotvy).

V strojoch stredného a vysokého výkonu sa používa kompenzačné vinutie umiestnené v drážkach hlavných pólov a zapojené do série s vinutím kotvy tak, že jeho magnetický tok Fk je opačný ako magnetický tok Fya. Ak súčasne Fk = Fya, potom magnetický tok vo vzduchovej medzere prakticky nie je skreslený v dôsledku reakcie kotvy.