5.8.1 Режим холостого хода

Рассмотрим режим холостого хода, т.е. работа ЭМ при отсутствии тока в обмотке якоря, а по обмотке возбуждения протекает ток (рис. 1.32, а):

I_а = 0; I_В ≠ 0.

а) б)

Рис. 1.32. а) поле возбуждения МПТ; б) поле якоря МПТ

Так как в режиме холостого хода по обмотке возбуждения протекает ток, то в электрической машине действует только поле возбуждения. Магнитное поле в зазоре симметрично относительно оси электрической машины и геометрической нейтрали.

Геометрическая нейтраль – линия, проходящая через точки окружности якоря, в которых поле возбуждения равно нулю.

5.8.2Работа эмпт при отсутсРабочий режим работы эмпт

Электрическая машина работает без возбуждения, но под нагрузкой, то есть

Если по проводникам обмотки якоря протекает ток якоря , то он создает свое магнитное поле. Силовые линии магнитного поля якоря показаны на рисунке 1.32, б.

Реакцией якоря ЭМПТ называется воздействие поля реакции якоря, возникающего вследствие протекания тока по обмотке якоря в рабочем режиме, на магнитное поле возбуждения. Рассмотрим несколько характерных режимов работы, связанных с реакцией якоря

Если щетки расположены на геометрической нейтрали, то поле якоря действует поперек оси полюсов и, следовательно, является поперечным полем реакции якоря: Ф_aq.

Рассмотрим работу электрической машины под нагрузкой:

Поперечная реакция якоря вызывает ослабление магнитного поля под одним краем полюса (рис. 1.33, а) и его усиление под другим, вследствие чего ось результирующего магнитного поля (физическая нейтраль) поворачивается в генератором режиме по направлению вращения якоря, в двигательном режиме – против.

а) б)

Рис. 1.33.

А) результирующее магнитное поле мпт; б) продольное поле реакции якоря

Физическая нейтраль – линия, проходящая через точки окружности якоря, в которых результирующее магнитное поле равно нулю.

Таким образом, поперечная реакция якоря искажает и ослабляет поле полюсов, т.е. действует размагничивающим образом на магнитную систему электрической машины. Если магнитная система не насыщена, то поле якоря только искажает поле полюсов, не уменьшая его, так как поток реакции якоря мал, но реальная электрической машина всегда имеет насыщение, поэтому в реальной машине поле якоря всегда действует размагничивающим образом.

5.8.3 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на 900 по направлению вращения в генераторе (или против вращения – в двигателе)

Если щетки сдвинуты с геометрической нейтрали на 90˚ по направлению вращения в генераторном режиме (или против направления в двигательном), то в электрической машине возникает продольно-размагничивающая реакция якоря (рис. 1.33, б), т.к. поле якоря направлено противоположно полю полюсов и стремится ослабить его.

5.8.4 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на 900 против направления вращения в генераторе (или по направлению вращения – в двигателе)

Если щетки сдвинуты против направления вращения в генераторном режиме или по направлению вращения в двигательном, то в электрической машине возникает продольно-намагничивающая реакция якоря. Но по условиям коммутации не допускается сдвиг щеток по направлению вращения в двигательном режиме и против направления вращения в генераторном.

Таким образом, при работе ЭМ под нагрузкой реакция якоря, как правило, размагничивающая.

5.8.5 Сдвиг щёток с геометрической нейтрали на произвольный угол α=β ÷ 90⁰, где β>0 по направлению вращения в генераторе (или против направления вращения – в двигателе)

Щетки сдвинуты с геометрической нейтрали на произвольный небольшой угол: α = 0…90˚, за физическую нейтраль, то есть α > β (рис. 1.34), что может быть в результате неточной установки щеток.

Поверхность якоря на протяжении двойного полюсного деления можно разбить на 2 пары симметричных секторов: ab и dc, ad и bc. Проводники с током якоря на дуге ab и dc создают поле якоря, направленное поперек оси полюсов - Ф_aq, а проводники с током якоря, расположенные на секторах ad и bc создают поле якоря, направленное вдоль оси полюсов – Ф_ad.

Таким образом, если щётки сдвинуты с геометрической нейтрали на угол по направлению вращения якоря в генераторе и против в двигателе (как на рис. 1.34), то продольная реакция якоря является размагничивающей, поле якоря ослабляет поле полюсов.