Ankerreactie in DC-machines
De magnetische flux in een DC-machine wordt gecreëerd door al zijn stroomvoerende wikkelingen. In de inactieve modus vloeit er geen stroom door de ankerwikkeling van de generator, maar vloeit er een inactieve stroom van geringe waarde door de ankerwikkeling van de motor. Daarom is er in de machine alleen de belangrijkste magnetische flux Ф0, gecreëerd door de excitatiespoel van de polen en symmetrisch rond hun middellijn (Fig. 1, a).
In afb. 1, en (de collector is niet weergegeven) de borstels bevinden zich naast de draden van de ankerwikkeling, van waaruit er aftakkingen naar deze zijn collector platenwaarmee de borstels momenteel zijn verbonden. Deze positie van de borstels wordt de positie van geometrische neutraliteit genoemd, dat wil zeggen de lijn die door het midden van het anker en de wikkeldraden gaat, waar de EMF wordt geïnduceerd door de belangrijkste magnetische flux. enz. s is nul. Geometrische neutraliteit staat loodrecht op de middellijn van de polen.
Wanneer een belasting Rn is aangesloten op de ankerwikkeling van de generator of wanneer het remkoppel op de motoras werkt, vloeit de ankerstroom 1R door de wikkeling, waardoor een magnetische ankerflux Fya ontstaat (Fig.1, b). De magnetische flux van het anker is gericht langs de lijn waarop de borstels zich bevinden. Als de borstels zich op de geometrische neutrale lijn bevinden, wordt de armatuurflux loodrecht op de magnetische hoofdflux gericht en wordt daarom transversale magnetische flux genoemd.
Rijst. 1. Magnetische fluxen in een gelijkstroommachine: a — magnetische flux van polen; b — magnetische flux van de ankerwikkeling; c — de resulterende magnetische flux
De invloed van de magnetische flux van het anker op de magnetische hoofdflux wordt de ankerreactie genoemd. In de gelijkstroomgenerator worden onder de "lopende" rand van de pool de magnetische fluxen opgeteld, onder de "lopende" rand worden ze afgetrokken. Het tegenovergestelde geldt voor de motor. Dus onder de ene rand van de pool neemt de resulterende magnetische flux F toe in vergelijking met de belangrijkste magnetische flux, onder de andere rand van de pool neemt deze af. Als gevolg hiervan wordt het asymmetrisch ten opzichte van de centrale lijn van de polen (Fig. 1, c).
Fysiek neutraal - een lijn die door het midden van het anker en de draden van de ankerwikkeling gaat, waarin wordt geïnduceerd door de resulterende magnetische flux e. enz. s gelijk aan nul, roteert onder een hoek ten opzichte van geometrische neutraliteit (in de richting van de leiding in generatoren, in de richting van achterblijvende motoren). Bij inactiviteit valt fysieke neutraliteit samen met geometrische neutraliteit.
Als gevolg van de ankerreactie wordt de magnetische inductie in de machinespleet nog ongelijkmatiger. In de draden van het anker, die zich op de punten van verhoogde magnetische inductie bevinden, wordt een grote d. geïnduceerd, wat leidt tot een toename van het potentiaalverschil tussen aangrenzende collectorplaten en tot het verschijnen van vonken op de collector. Soms zal de boog de hele collector overlappen, waardoor een "cirkelvuur" ontstaat.
Bovendien leidt de ankerreactie tot een afname van e. enz. v. ankers als de machine werkt in een zone die de verzadiging nadert. Dit komt door het feit dat wanneer de magnetische hoofdflux Ф0 een verzadigde toestand van het magnetische circuit creëert, de toename van de magnetische flux met + ΔФ onder de ene rand van de pool minder zal zijn dan de afname met –ΔФ onder de andere ( Fig. 2). Dit leidt tot een afname van de totale poolflux en e. enz. v. ankers sindsdien
De negatieve impact van de ankerreactie kan worden verminderd door de borstels naar fysieke neutraliteit te verplaatsen.In dit geval wordt de ankerflux over een hoek α geroteerd en neemt de tegenstroom onder de dalende rand van de generatorpaal af. Borstels worden in de generator in de draairichting van het anker bewogen en in de motor - tegen de draairichting van het anker in. De hoek α verandert met een verandering in de ankerstroom Iia. In de praktijk worden borstels meestal onder een matige hoek geplaatst.
Rijst. 2. Invloed van de mate van magnetisatie op de resulterende magnetische flux (Iw • ww — ppm van de excitatiewikkeling; Iya • wя — ppm van de ankerwikkeling).
In machines met gemiddeld en hoog vermogen wordt een compenserende wikkeling gebruikt, die zich in de groeven van de hoofdpolen bevindt en in serie is verbonden met de ankerwikkeling, zodat de magnetische flux Fk tegengesteld is aan de magnetische flux Fya. Als tegelijkertijd Fk = Fya, dan wordt de magnetische flux in de luchtspleet praktisch niet vervormd door de ankerreactie.