Що таке реакція якоря в ДК машині?

Що таке реакція якоря в ДК машині?

Визначення реакції якоря

Реакція якоря в ДК двигуні — це вплив магнітного потоку якоря на основне магнітне поле, що змінює його розподіл та інтенсивність.

Перехресна намагніченість

Перехресна намагніченість через струм якоря впливає на магнітне поле, переміщуючи магнітну нейтральну вісь, що призводить до проблем ефективності.

Зміщення щіток

Природним рішенням цієї проблеми є зміщення щіток у напрямку обертання в режимі генерації та проти напрямку обертання в режимі двигуна. Це призведе до зменшення магнітного потоку в повітряному зазорі, що зменшить викликаний напругу в генераторі та збільшить швидкість в двигуні. Демагнітуюча магніто-мотильна сила (ММС), що виникає, визначається за формулою:

Де,

Ia = струм якоря,

Z = загальна кількість провідників,

P = загальна кількість полюсів,

β = кутове зміщення графітових щіток (в електричних градусах).

Зміщення щіток має серйозні обмеження, тому щітки доводиться пересувати на нову позицію кожного разу, коли змінюється навантаження, напрямок обертання або режим роботи. З огляду на це, зміщення щіток обмежено лише для дуже малих машин. Тут щітки фіксуються на позиції, що відповідає нормальному навантаженню та режиму роботи. Через ці обмеження, цей метод зазвичай не використовується.

Міжполюсні полюси

Обмеження зміщення щіток призвело до використання міжполюсних полюсів практично в усіх середніх та великих ДК машинах. Міжполюсні полюси — це довгі, але вузькі полюси, розташовані на міжполюсній осі. Вони мають полярність наступного полюса (в порядку обертання) в режимі генерації та попереднього (що минув позаду в порядку обертання) полюса в режимі двигуна. Міжполюсний полюс спроектований так, щоб нейтралізувати ММС реакції якоря на міжполюсній осі. Оскільки міжполюсні полюси підключені послідовно з якорем, зміна напрямку струму в якорі змінює напрямок міжполюсного полюсу.

Це тому, що напрямок ММС реакції якоря знаходиться на міжполюсній осі. Він також забезпечує комутаційну напругу для катушок, що проходять комутацію, так, що комутаційна напруга повністю нейтралізує реактивну напругу (L × di/dt). Таким чином, не відбувається іскріння.

Міжполюсні обмотки завжди підключені послідовно з якорем, тому міжполюсна обмотка пропускає струм якоря; отже, працює задовільно незалежно від навантаження, напрямку обертання або режиму роботи. Міжполюсні полюси роблять вужчими, щоб забезпечити, що вони впливають лише на катушки, що проходять комутацію, і їх вплив не поширюється на інші катушки. Підстава міжполюсних полюсів робиться ширшою, щоб уникнути насичення та покращити відгук.

Компенсаційна обмотка

Проблема комутації не є єдиною проблемою в ДК машинах. При великому навантаженні, перехресна намагніченість через реакцію якоря може призвести до дуже високої щільності магнітного потоку на кінцевій частині попереднього полюса в режимі генерації та на кінцевій частині наступного полюса в режимі двигуна.

В результаті, катушка, що знаходиться під цим кінцем, може викликати високу викликану напругу, достатню, щоб спричинити пробій між сусідніми сегментами комутатора, особливо, оскільки ця катушка фізично близька до зони комутації (при щітках), де температура повітря може бути вже високою через процес комутації.

Основні недоліки компенсаційних обмоток

• У великих машинах, що піддаються великим перевантаженням або блокуванню

• У малих двигунах, що піддаються швидким зворотам та високим прискоренням.