Реакция якоря в машинах постоянного тока

При холостом ходе магнитный поток в машине создается только НС обмотки возбуждения. В этом случае магнитный поток при неизменном воздушном зазоре между якорем и сердечником главного полюса (что характерно для многих машин постоянного тока) распределяется симметрично относительно продольной оси машин.

При работе машины под нагрузкой по обмотке якоря проходит ток, и НС якоря создает свое магнитное поле. Воздействие поля якоря на магнитное поле машины называют реакцией якоря. Магнитный поток Ф_aq, созданный НС якоря F_aq в двухполюсной машине при установке щеток на нейтрали направлен по поперечной оси машины, поэтому магнитное поле якоря называют поперечным. В результате действия потока Ф_aq симметричное распределение магнитного поля машины искажается, и результирующий поток Ф_рез оказывается сосредоточенным в основном у краев главных полюсов. При этом физическая нейтраль б-б (линия, соединяющая точки окружности якоря, в которых индукция равна нулю) смещается относительно геометрической нейтрали (а-а) на некоторый угол β;. В генераторах физическая нейтраль смещается по направлению вращения якоря; в двигателях – против направления вращения.

Продольная реакция якоря:

Если же щетки сдвинуты с линии геометрической нейтрали на 90 электрических градусов, то ось поля якоря направлена по продольной оси индуктора. Это поле, в зависимости от направления тока якоря оказывает на поле индуктора намагничивающее или размагничивающее действие. В общем случае, если щетки сдвинуты с геометрической нейтрали на какой-либо угол, отличный от 900, то в машине присутствуют оба вида реакции якоря.

Реакция якоря оказывает неблагоприятное влияние на работу машины постоянного тока:

· физическая нейтраль смещается относительно геометрической нейтрали на некоторый угол, что ухудшает коммутацию коллекторной машины;

· результирующий магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, а значит, уменьшается ЭДС Е, индуктированная в обмотке якоря при нагрузке, по сравнению с ЭДС Е₀ при холостом ходе;

· в кривой распределения индукции в воздушном зазоре под краями главных полюсов возникают пики, способствующие образованию в машине кругового огня.