Вопросы и задания
1. Что называется реакцией якоря у МПТ?
2. К каким отрицательным последствиям приводит реакция якоря у ДПТ?
3. К каким отрицательным последствиям приводит реакция якоря у ГПТ?
4. Поясните принцип компенсации реакции якоря с помощью дополнительных полюсов.
3.4 Магнитодвижущие силы и э.Д.С. Обмоток мпт
Обмотка якоря МПТ состоит из многовитковых секций, уложенных в пазы ротора. Каждая секция подключена к смежным пластинам коллектора. К коллектору прилегают щетки (рис.3.8). Чтобы снять с обмотки якоря во внешнюю цепь максимальное напряжение, необходимо:
- секции соединить последовательно, что обеспечить суммирование индуктируемых в секциях э.д.с.;
- наложить щетки на те пластины коллектора, между которыми напряжение максимальное.
Такие пластины при холостом ходе ГПТ расположены на геометрической нейтрали (рис.3.6), а при наличии дополнительных полюсов (рис.3.7) щетки также должны быть установлены на геометрической нейтрали.
Обмотками возбуждения, заканчивающимися фигурными полюсными наконечниками (рис.3.2 и 3.3), в зазоре между полюсами и якорем реальное поле (рис.3.8), которое:
- в пределах наконечников значение индукции поля Вх практически постоянное;
- на участках якоря, расположенных между полюсами индукция магнитного поля непрерывно изменяется от максимального поля одного знака (северного полюса N) до максимального полюса другого знака (южного полюса S).
Рамки секций якорной обмотки имеют ширину, практически равную расстоянию между центрами полюсов. Рамка перемещается относительно полюсов со скоростью v. Если сторона рамки перемещается в магнитном поле с индукцией Вх, то в ней индуктируется э.д.с. Ех прямо пропорциональная индукции Вх (3.4). Значит графики э.д.с. Ех и индукции Вх подобные по форме (на рис.3.8 эти графики показаны совпадающими, что возможно после выбора соответствующего масштаба для графика Ех).
Чтобы в секции якорной обмотки индуктировалась максимальная э.д.с. Етах, нужно чтобы стороны секции перемещались точно под полюсами обмотки возбуждения (рис.3.8,а). Но к пластинам коллектора, на которые выведены концы такой секции, не должны прилегать щетки, которые перекрывая обе пластины создадут в секции ток короткого замыкания большой величины.
В секции якорной обмотки, стороны которой перемещаются в межполюсном пространстве (рис.3.8,б) с переходной индукцией поля, э.д.с. будет меньше максимальной Етах, а при прохождении участка поля Вх, в котором оно нулевое или близкое к нулю, в секции будет индуктироваться близкая к нулю э.д.с. Е1. Именно к коллекторным пластинам такой секции и нужно прикладывать щетки. Щетками будут обязательно замкнутыми накоротко смежные коллекторные пластины. Однако из-за малости э.д.с. Е1 ток короткого замыкания в секции будет небольшим и подгорание закороченных смежных пластин будет небольшим. Если бы удалось вдоль якоря создать поле идеальной формы (рис.3.8), то между смежными пластинами коллектора э.д.с. была бы нулевой и тока короткого замыкания в секции не было бы. Таким образом, оптимальность графика реального магнитного поля над якорем оценивается степенью его близости к идеальному графику.
Если рассматривать вопросы выбора для ДПТ вида графика индукции магнитного поля Вх вдоль ротора и определения места установки щеток, то:
- щетки нужно прижимать к тем смежным пластинам коллектора, к которым выведены секции якорной обмотки, стороны которой проходят точку посредине между полюсами; объяснением такой установке щеток является тот факт, что в обмотке ДПТ индуктируется э.д.с вращения, которое по секциям выводится на смежные пластины коллектора;
- график индукции магнитного поля должен в пределах полюсов максимально протяженным, а между полюсами максимально узким настолько, чтобы можно было установить в ДПТ щетки; максимальная протяженность графика поля возбуждения обеспечивает сцепление якорной обмотки с протекающим по ней током с максимальным числом линий магнитного поля и, следовательно, получение максимального вращающего момента ДПТ.
Таким образом, требования к виду графика магнитного поля возбуждения и выбору места установки щеток для ГПТ и ДПТ совпали.