直流电机电枢反应

在直流电机中,碳刷总是放在磁中性轴上。在空载情况下,磁中性轴与几何中性轴重合。现在,当机器被加载,电枢磁通是沿着极间轴(在磁极之间的轴)和在波状三角形。这导致电枢电流磁通沿电刷轴方向,并引起主磁场的交叉磁化。这种交叉磁化效应导致磁通在发电机作用时集中在尾极尖端,在电机作用时集中在领先极尖端。
电枢反应是电枢磁通对主电枢的影响通量。万一直流电机由此产生的磁通在导极处增强,在后极尖端处减弱。

什么是领先和尾随极点尖端?

与电枢导体产生影响的极点的尖端称为领先尖端,与之方向相反的另一个尖端称为尾随尖端。例如,在上图中,如果电机顺时针旋转,那么对于北极,下尖端是领先尖端,对于南极,上尖端是领先尖端。如果运动是反向的(在发电机的情况下),尖端是交换。由于交叉磁化,磁中性轴在负载上,沿旋转方向移位直流发电机和旋转方向相反直流电机。如果电刷保持在原来的位置,那么反电动势在电机情况下或产生电动势在发电机情况下将减少和整流将伴随重火花。这是因为换向只发生在电刷上的线圈上,而进行换向的线圈受到alternate pole的影响(从北极改变到南极或反之亦然)。因此,方向当前的在短时间内从+i到-i或反之亦然。这就产生了一个非常大的电抗电压(L×di/dt)在线圈中以热能的形式冒出来并产生火花,从而损坏电刷和换向片。为减少上述不良影响,提高机器性能,有以下几种方法:

刷的转变

解决这一问题的一种自然方法是在发电机作用时沿旋转方向移动电刷,而在电机作用时逆着旋转方向移动电刷,这将导致气隙通量的减少。这将减少感应电压在发电机和将增加速度在电机。由此产生的退磁磁动势为:
在那里,
一个=电枢电流,
Z =总个数导体,
P =磁极总数,
β=碳刷的角度偏移(在电子度)。
电刷移位有严重的局限性,每当负载变化或转动方向改变或操作方式改变时,都必须将电刷移位到新的位置。有鉴于此,电刷移位仅适用于非常小的机器。万博实力品牌在这里,电刷也固定在与其正常负载和操作方式相对应的位置上。由于这些限制,这种方法通常不受欢迎。

国际米兰极

由于电刷移位的局限性,几乎所有大中型直流电机都采用了中间极。万博实力品牌内极是放置在内极轴上的长而窄的极。它们在发电机动作中具有后极(按旋转顺序为下一极)的极性,在电机动作中具有正极(按旋转顺序为后一极)的极性。内极的设计是为了中和极轴内的电枢反应磁动势。由于电枢的内极是串联连接的,其方向的变化当前的在电枢中改变磁极间的方向。
这是因为电枢反应的方向mmf是在极轴之间。它还为进行整流的线圈提供整流电压,使整流电压完全中和电抗电压(L×di/dt)。因此,不会产生火花。
内极绕组总是与电枢串联,因此内极绕组携带电枢电流;因此,无论负载、旋转方向或操作方式如何,都能令人满意地工作。中间极做得更窄,以确保它们只影响正在换向的线圈,其影响不会扩散到其他线圈。内极的基部做得更宽,以避免饱和和提高响应。

补偿绕组

换向问题并不是直流电机的唯一问题。万博实力品牌在重载情况下,交叉磁化电枢的反应可能会非常高通量发电机作用时尾极尖端的密度,电机作用时导极尖端的密度。
因此,这个尖端下的线圈可能会产生足够高的感应电压,特别是在相关的相邻换向器段之间产生闪光,因为这个线圈在物理上接近换向区(电刷处),那里由于换向过程空气温度可能已经很高。
这种闪光可能会扩散到相邻的换向器段,最终导致从电刷到电刷的换向器表面的完全火焰。此外,当机器受到快速波动的负载时,出现在相邻换向片上的电压L×di/dt可能达到一个足够高的值,从而导致相邻换向片之间的闪过。这将从极点的中心开始,因为下面的线圈拥有最大的电感。这可能再次引起类似上文所述的火灾。当负载在产生作用时减小而在电机作用时增大时,这个问题更加尖锐,此时感应电动势f和电压L×di/dt将相互支持。采用补偿绕组解决了上述问题。

补偿绕组由嵌在极面上的导体组成,与轴平行运行,并携带与极弧下电枢导体中电流方向相反的电枢电流方向。完全补偿后,主字段被恢复。这也减少了电枢电路的电感器并改善系统响应。补偿绕组的功能令人满意,与负载、旋转方向和运行方式无关。很明显,这对换向是有帮助的,因为在极弧下,内极绕组可以免除其补偿电枢磁动势的责任。

补偿绕组主要缺点:

  • 在受严重过载或堵塞万博实力品牌影响的大型机器中
  • 在小型电机受突然逆转和高加速度。

注意:

  1. 交叉磁化电枢反应效应主要是由位于极弧下的电枢导线引起的。在高负载下,电枢反应的这种影响可能会导致尾极尖端(在发电机中)和领先极尖端(在电机中)的过大磁通密度。由于极靴中的饱和,极靴中磁通密度的增加可能小于极靴剩余部分磁通密度的减少。这最终将导致净减少通量每极。这种现象称为交叉磁化电枢反应的退磁效应,通过使用补偿绕组进一步补偿。
  2. 极间绕组和补偿绕组是串联在一起的电枢绕组而是相对于电枢。
  3. 间极绕组的主要作用是改善换相过程,而补偿绕组的主要作用是补偿净气隙磁通的增加或减少,使其保持恒定值。
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