Reakcija armature v enosmernih strojih

Magnetni tok v enosmernem stroju ustvarjajo vsa njegova navitja, po katerih teče tok. V stanju mirovanja skozi armaturno navitje generatorja ne teče tok, skozi armaturno navitje motorja pa teče tok prostega teka majhne vrednosti. Zato je v stroju samo glavni magnetni tok Ф0, ki ga ustvari vzbujevalna tuljava polov in je simetrična okoli njihove središčne črte (slika 1, a).

Na sl. 1, in (zbiralnik ni prikazan) so ščetke nameščene poleg žic navitja armature, od katerih so pipe do teh kolektorske ploščes katerim so ščetke trenutno povezane. Ta položaj ščetk se imenuje položaj geometrijske nevtralnosti, to je črta, ki poteka skozi središče armature in navitih žic, kjer je EMF, ki ga povzroča glavni magnetni tok. itd. s. je nič. Geometrijska nevtralnost je pravokotna na središčnico polov.

Ko je obremenitev Rn priključena na navitje armature generatorja ali ko zavorni moment deluje na gred motorja, skozi navitje teče armaturni tok 1R, ki ustvari magnetni pretok armature Fya (sl.1, b). Magnetni tok armature je usmerjen vzdolž črte, na kateri se nahajajo ščetke. Če se ščetke nahajajo na geometrijskem nevtralnem, potem je tok armature usmerjen pravokotno na glavni magnetni tok in se zato imenuje transverzalni magnetni tok.

riž. 1. Magnetni tokovi v enosmernem stroju: a — magnetni tok iz polov; b - magnetni pretok navitja armature; c - nastali magnetni tok

Vpliv magnetnega pretoka armature na glavni magnetni tok imenujemo reakcija armature. V generatorju enosmernega toka se pod "tečnim" robom pola magnetni tokovi seštevajo, pod "tečnim" robom pa odvzemajo. Nasprotno velja za motor. Tako se pod enim robom pola nastali magnetni pretok F v primerjavi z glavnim magnetnim tokom poveča, pod drugim robom pola pa zmanjša. Posledično postane asimetrična glede na središčno linijo polov (slika 1, c).

Fizično nevtralno — črta, ki poteka skozi središče armature in žice navitja armature, v kateri inducira nastali magnetni pretok e. itd. s., ki je enak nič, se vrti za kot a glede na geometrijsko nevtralnost (v smeri prednosti pri generatorjih, v smeri zaostajanja pri motorjih). V prostem teku fizična nevtralnost sovpada z geometrijsko nevtralnostjo.

Zaradi reakcije armature postane magnetna indukcija v strojni reži še bolj neenakomerna. V žicah armature, ki se nahajajo na mestih povečane magnetne indukcije, se inducira velik d.s, kar vodi do povečanja potencialne razlike med sosednjimi kolektorskimi ploščami in do pojava isker na kolektorju. Včasih bo lok prekrival celoten kolektor in ustvaril "krožni ogenj".

Poleg tega reakcija armature vodi do zmanjšanja e. itd. v. sidra, če stroj deluje v območju blizu nasičenosti. To je posledica dejstva, da ko glavni magnetni pretok Ф0 ustvari nasičeno stanje magnetnega vezja, bo povečanje magnetnega pretoka za + ΔФ pod enim robom pola manjše od zmanjšanja za –ΔФ pod drugim ( Slika 2). To vodi do zmanjšanja celotnega polnega toka in e. itd. v. sidra od takrat

Negativen vpliv reakcije armature lahko zmanjšamo s premikom ščetk v fizikalno nevtralnost.V tem primeru se armaturni tok zavrti za kot α in zmanjša se protitok pod padajočim robom pola generatorja. Krtače se premikajo v generatorju v smeri vrtenja armature, v motorju pa v nasprotni smeri vrtenja armature. Kot α se spreminja s spremembo armaturnega toka Iia. V praksi so krtače običajno postavljene pod zmernim kotom.

riž. 2. Vpliv stopnje magnetizacije na nastali magnetni pretok (Iw • ww — ppm iz vzbujalnega navitja; Iya • wя — ppm iz navitja armature).

V strojih srednje in velike moči se uporablja kompenzacijsko navitje, ki se nahaja v utorih glavnih polov in je zaporedno povezano z navitjem armature, tako da je njegov magnetni tok Fk nasproten magnetnemu toku Fya. Če je hkrati Fk = Fya, potem magnetni tok v zračni reži praktično ni popačen zaradi reakcije armature.