Арматурна реакция в DC машини
Магнитният поток в DC машина се създава от всички нейни намотки, през които протича ток. В режим на празен ход през намотката на котвата на генератора не протича ток, но през намотката на котвата на двигателя тече празен ток, малък по стойност. Следователно в машината има само основният магнитен поток Ф0, създаден от възбуждащата намотка на полюсите и симетричен около тяхната централна линия (фиг. 1, а).
На фиг. 1, а (колекторът не е показан) четките са разположени до проводниците на намотката на котвата, от които има кранове към тези колекторни плочис които в момента са свързани четките. Това положение на четките се нарича положение на геометричната неутралност, тоест на линията, преминаваща през центъра на котвата и намотаващите проводници, при които ЕРС, индуцирана от основния магнитен поток. и т.н. с. е нула. Геометричната неутралност е перпендикулярна на централната линия на полюсите.
Когато товар Rn е свързан към намотката на котвата на генератора или когато спирачният въртящ момент действа върху вала на двигателя, токът на котвата 1R тече през намотката, което създава магнитен поток на котвата Фя (фиг. 1, б). Магнитният поток на котвата е насочен по линията, на която са разположени четките. Ако четките са разположени на геометрична неутрала, тогава потокът от котва е насочен перпендикулярно на основния магнитен поток и затова се нарича напречен магнитен поток.
Ориз. 1. Магнитни потоци в DC машина: а — магнитен поток от полюси; б — магнитен поток на намотката на котвата; с — получения магнитен поток
Влиянието на магнитния поток на котвата върху основния магнитен поток се нарича арматурна реакция. В генератора на постоянен ток, под «бягащия» ръб на полюса, се добавят магнитните потоци, под «течащия» ръб те се изваждат. Обратното е вярно за двигателя. Така под единия ръб на полюса, полученият магнитен поток Ф се увеличава в сравнение с основния магнитен поток, под другия ръб на полюса той намалява. В резултат на това той става асиметричен по отношение на централната линия на полюсите (фиг. 1, в).
Физически неутрален — линия, преминаваща през центъра на котвата и проводниците на намотката на котвата, в която индуцирана от получения магнитен поток e. и т.н. с. равна на нула, завърта се под ъгъл а спрямо геометричната неутралност (по посока на оловото в генераторите, по посока на изоставане в двигателите). На празен ход физическата неутралност съвпада с геометричната.
В резултат на реакцията на котвата магнитната индукция в машинната междина става още по -неравномерна. В проводниците на котвата, разположени в точките на повишена магнитна индукция, се индуцира голямо д. с, което води до увеличаване на потенциалната разлика между съседните колекторни плочи и до появата на искри върху колектора. Понякога дъгата ще припокрива целия колектор, създавайки «кръгов огън».
В допълнение, реакцията на котвата води до намаляване на e. и т.н. с. котви, ако машината работи в зона, близка до насищане. Това се дължи на факта, че когато основният магнитен поток Ф0 създаде наситено състояние на магнитната верига, тогава увеличаването на магнитния поток с + ΔФ под единия ръб на полюса ще бъде по -малко от намаляването с –ΔФ под другия ( Фиг. 2). Това води до намаляване на общия полюсен поток и e. и т.н. с. котви оттогава
Отрицателното въздействие на реакцията на котвата може да бъде намалено чрез преместване на четките на физическа неутралност.В този случай потокът на котвата се завърта през ъгъл α и противотокът под падащия ръб на полюса на генератора намалява. Преместването на четките се извършва при генератора по посока на въртене на котвата, а при двигателя — срещу посоката на въртене на котвата. Ъгълът α се променя с промяна в тока на котвата Iя. На практика четките обикновено се поставят под умерен ъгъл.
Ориз. 2. Влияние на степента на намагнитване върху получения магнитен поток (Iw • ww — ppm от намотката за възбуждане; Iya • wя — ppm от намотката на котвата).
При машини със средна и висока мощност се използва компенсационна намотка, разположена в жлебовете на основните полюси и свързана последователно с намотката на котвата, така че нейният магнитен поток Фк да е противоположен на магнитния поток Фя. Ако в същото време Фк = Фя, тогава магнитният поток във въздушната междина практически не се изкривява поради реакцията на котвата.