ронних і синхронних машинах, а може змінюватися в широких межах шляхом зміни напруги U і магнітного потоку Ф. Вісь симетрії, що розділяє полюса машини постійного струму, називається її геометричній нейтраллю.
При розімкнутому зовнішньому колі струм в обмотці якоря НЕ буде протікати, т. к. ЕРС, индуктироваться у двох частинах обмотки якоря, розташованих по обидві сторони геометричній нейтралі, спрямовані зустрічно і взаємно компенсуються. Для того щоб подати від обмотки якоря в зовнішнє ланцюг максимальна напруга, цей ланцюг потрібно приєднати до двох точках обмотки якоря, між якими діє найбільша різниця потенціалів, де і слід встановлювати щітки. При обертанні якоря точки зміщуються з геометричної нейтрали, але до щіток будуть підходити все нові і нові точки обмотки, між якими діє ЕРС Е, тому ЕРС в зовнішньому ланцюзі буде незмінна за величиною і напрямком. Для зменшення пульсацій ЕРС при переході щіток з одного колекторної пластини на іншу в кожну паралельну гілку обмотки якоря зазвичай включається не менше 16 активних провідників.
На якір, по обмотці якого протікає струм I, діє електромагнітний момент:
.
(5)
При роботі машини в руховому режимі електромагнітний момент є обертає, а в генераторному режимі - гальмівним. [1]
1.2 Реакція якоря машини постійного струму
При холостому ході магнітний потік в машині створюється тільки НС F в обмотки збудження. У цьому випадку магнітний потік Ф в при незмінному повітряному зазорі між якорем і сердечником головного полюса (що характерно для багатьох машин постійного струму) розподіляється симетрично щодо поздовжньої осі машин. p> При роботі машини під навантаженням по обмотці якоря проходить струм, і НС якоря створює своє магнітне поле. Вплив поля якоря на магнітне поле машини називають реакцією якоря. Магнітний потік Ф aq , створений НС якоря F aq в двополюсної машині при установці щіток на нейтралі спрямований по поперечної осі машини, тому магнітне поле якоря називають поперечним. В результаті дії потоку Ф aq симетричний розподіл магнітного поля машини спотворюється, і результуючий потік Ф рез виявляється зосередженим в основному у країв головних полюсів. При цьому фізичне нейтраль б-б (лінія, що з'єднує точки кола якоря, в яких індукція дорівнює нулю) зміщується щодо геометричної нейтрали а-а на деякий кут ОІ (малюнок 2). У генераторах фізична нейтраль зміщується по напрямку обертання якоря; в двигунах - проти напрямку обертання.
В
Малюнок 1.2 - Магнітне поле машини постійного струму: а) від обмотки збудження, б) від обмотки якоря; в) результуюче (Ф в - магнітний потік при х.х.; Ф aq - магнітний потік, створений НС якоря; Ф рез - результуючий потік; а-а - геометрична нейтраль, б-б - фізична нейтраль; ОІ - кут зсуву нейтралі б-б)
Внаслідок зосередженого характеру обмотки збудження, крива розподілу створюваної нею НС має форму прямокутника, а крива індукції- форму криволінійної трапеції (рисунок 3). br clear=all>В
Малюнок 1.3 - Розподіл індукції в повітряному зазорі машини постійного струму: а) від обмотки збудження, б) від обмотки якоря; в) результуюче (B в - крива індукції від обмотки збудження; F в - крива розподілу НС; F aq - НС якоря; B aq - крива магнітної індукції в повітряному зазорі; - величина повітряного зазору в точці x; B рез - крива результуючої індукції)
На підставі закону повного струму НС якоря, діюча в повітряному зазорі на відстані x від осі головних полюсів визначиться виразом:
.
(6)
Отже, НС якоря F aq змінюється лінійно уздовж його окружності; під серединою головного полюса вона дорівнює нулю, а в точках, де встановлені щітки, має максимальне значення. Магнітна індукція в повітряному зазорі при ненасиченої магнітній системі:
,
(7)
де - величина повітряного зазору в точці x.
З останнього виразу випливає, що під полюсом при = const індукція B aq змінюється лінійно уздовж окружності якоря. У межполюсного просторі різко зростає довжиною магнітної силової лінії, тобто величина і індукція B aq різко зменшується. У результаті крива розподілу набуває седлообразную форму. Крива результуючої індукції виходить алгебраїчним складанням ординат кривих і.
Реакція якоря справляє негативний вплив на роботу машини постійного струму:
а) фізична нейтраль зміщається щодо геометричної нейтрали на деякий кут, що погіршує комутацію колекторної машини;
б) результуючий...
