Co to jest reakcja uzwojenia w maszynie prądu stałego?

Co to jest reakcja armatury w maszynie prądu stałego?

Definicja reakcji armatury

Reakcja armatury w silniku prądu stałego to wpływ strumienia magnetycznego armatury na główne pole magnetyczne, zmieniający jego rozkład i intensywność.

Krzyżowe namagnesowanie

Krzyżowe namagnesowanie spowodowane prądem armatury wpływa na pole magnetyczne, przesuwając oś neutralną magnetyczną, co powoduje problemy z wydajnością.

Przesunięcie szczotek

Naturalnym rozwiązaniem problemu jest przesunięcie szczotek w kierunku obrotu w przypadku działania generatora i przeciwko kierunkowi obrotu w przypadku działania silnika, co skutkuje redukcją strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej. To zredukowałoby indukowaną wartość napięcia w generatorku i zwiększyłoby prędkość w silniku. Demagnetyzujący MMF (siła napędowa magnetyczna) powstający w ten sposób wynosi:

Gdzie,

Ia = prąd armatury,

Z = całkowita liczba przewodników,

P = całkowita liczba biegunów,

β = kątowe przesunięcie szczotek węglowych (w stopniach elektrycznych).

Przesunięcie szczotek ma poważne ograniczenia, więc szczotki muszą być przesuwane do nowej pozycji za każdym razem, gdy zmienia się obciążenie, kierunek obrotu lub tryb pracy. W związku z tym, przesunięcie szczotek ogranicza się tylko do bardzo małych maszyn. Tutaj również, szczotki są umieszczone w pozycji odpowiadającej normalnemu obciążeniu i trybowi pracy. Ze względu na te ograniczenia, ta metoda jest ogólnie niepreferowana.

Interpol

Ograniczenia związane z przesunięciem szczotek doprowadziły do użycia interpolów w prawie wszystkich średnich i dużych maszynach prądu stałego. Interpolami są długie, ale wąskie pola magnetyczne umieszczone na osi interpolesowej. Mają one polaryzację kolejnego bieguna (następnego w sekwencji obrotu) w przypadku działania generatora i poprzedniego (który przeszedł za nim w sekwencji obrotu) w przypadku działania silnika. Interpol jest zaprojektowany tak, aby neutralizować MMF reakcji armatury na osi interpolesowej. Ponieważ interpol jest połączony szeregowo z armaturą, zmiana kierunku prądu w armaturze zmienia kierunek interpołu.

To dlatego, że kierunek MMF reakcji armatury jest na osi interpolesowej. Zapewnia on także napięcie komutacji dla cewki podlegającej komutacji, tak że napięcie komutacji całkowicie neutralizuje napięcie reakcyjne (L × di/dt). W ten sposób nie występuje iskrzenie.

Obwinowania interpolesowe są zawsze połączone szeregowo z armaturą, więc obwinięcie interpolesowe przeprowadza prąd armatury; działa więc zadowalająco niezależnie od obciążenia, kierunku obrotu lub trybu pracy. Interpol są robione węższe, aby upewnić się, że wpływają tylko na cewkę podlegającą komutacji, a ich wpływ nie rozprzestrzenia się na inne cewki. Podstawa interpołów jest szeroka, aby uniknąć nasycenia i poprawić odpowiedź.

Obwinięcie kompensacyjne

Problem komutacji nie jest jedynym problemem w maszynach prądu stałego. Przy dużych obciążeniach, krzyżowe namagnesowanie reakcji armatury może spowodować bardzo wysoką gęstość strumienia magnetycznego na końcówce biegunu z tyłu w działaniu generatora i na końcówce biegunu z przodu w działaniu silnika.

W konsekwencji, cewka pod tą końcówką może wytworzyć indukowane napięcie wystarczające, aby spowodować przebicie między sąsiednimi segmentami kolektora, szczególnie, ponieważ ta cewka jest fizycznie blisko strefy komutacji (na szczotkach), gdzie temperatura powietrza może być już wysoka ze względu na proces komutacji.

Główne wady obwinień kompensacyjnych

• W dużych maszynach poddanych ciężkim przeciążeniom lub blokowaniu

• W małych silnikach poddawanych nagłym odwracaniom i dużym przyśpieszeniom.