Что такое реакция якоря? Какое влияние оказывает реакция якоря на внешнюю характеристику генератора постоянного тока

Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, создаваемого током якоря (ротор), на магнитное поле главных полюсов(статор).

При холостом ходе генератора магнитное поле образовано только главными полюсами. Оно симметрично относительно оси полюсов и его ось совпадает с осью полюсов. Когда генератор работает с нагрузкой, по обмотке якоря протекает ток, который создает свое магнитное поле, называемое полем якоря. Ось магнитного поля якоря совпадает с линией, соединяющей щетки, т.е. с геометрической нейтралью (Прямая, проходящая через две точки, в которых нет ЭДС), и перпендикулярна оси главных полюсов. При вращении якоря распределение тока в проводниках якоря остается неизменным и поле якоря — неподвижным в пространстве. Индукция этого поля пропорциональна току в якоре.

При работе генератора с нагрузкой поле якоря накла­дывается на поле полюсов. В генераторе создаётся результирующее поле, повернутое по направлению вращения якоря на некоторый угол у относительно поля главных полюсов. Физическая нейтральная линия оказывается повернутой на тот же угол у относительно геометрической нейтральной линии. При изменении нагрузки индукция поля якоря изменяется, изменяется и уголу.

Физическая нейтраль — линия, проходящая через центр якоря и проводники обмотки якоря, в которых индуцируемая результирующим магнитным потоком э. д. с. равна нулю, поворачивается на угол а по отношению к геометрической нейтрали (в сторону опережения у генераторов, в сторону отставания — у двигателей). При холостом ходе физическаянейтраль совпадает с геометрической.

Геометрическая нейтраль п - п - линия, перпендикулярная оси полюсов и разделяющая на дуге якоря области северного и южного полюсов, совпадает в этих условиях с физической нейтралью - линией, проходящей через точки окружности якоря, где магнитная индукция =0.

Чтобы свести реакцию якоря к минимуму, увеличивают зазор между статором и ротором и одновременно увеличи­вают ток и число витков обмотки возбуждения. Это приво­дит к уменьшению потока якоря за счет увеличения магнит­ного сопротивления машины при неизменном общем маг­нитном потоке. Однако таким способом нельзя полностью устранить влияние реакции якоря. На практике при вся­ком изменении нагрузки с помощью автоматических уст­ройств изменяют ток возбуждения, что существенно ослабля­ет влияние реакции якоря.

Реакция якоря оказывает неблагоприятное влияние на работу машины постоянного тока:
а)- физическая нейтраль смещается относительно геометрической нейтрали на некоторый угол, что ухудшает коммутацию коллекторной машины; Коммутация --- совокупность явлений происходящих при изменении направления тока в секциях обмотки якоря во время замыкания щетками этой секции накоротко.

б)- результирующий магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, значит, уменьшается ЭДС Е, индуктированная в обмотке якоря при нагрузке, по сравнению с ЭДС Е₀ при холостом ходе;
в)- в кривой распределения индукции в воздушном зазоре под краями главных полюсов возникают пики, способствующие образованию в машине кругового огня.( мощную электрическую дугу, возникающую в некоторых случаях на коллекторе машин постоянного тока. Эта дуга замыкает накоротко всю или значительную часть обмотки якоря, вследствие чего резко возрастает ток машины. Круговой огонь является крупной аварией).