Из рис 5-26 видим, что поток, который при холостом ходе можно принять пропорциональным площади прямоугольника ACHF, при нагрузке уменьшается, так как теперь он будет определяться площадью криволинейного четырехугольника ABGF. Уменьшение потока под одной половиной полюса будет больше, чем увеличение потока под другой половиной полюса. При этом мы принимаем, что при холостом ходе машины индукция в воздушном зазоре по длине дуги якоря b_d (практически равной длине дуги полюсного наконечника) распределена равномерно, а при нагрузке она распределена соответственно кривой BEG.

Рис. 5-26. Переходная характеристика (к определению размагничивающей н.с. F_qd обусловленной поперечной реакцией якоря).

 Для того чтобы поток при нагрузке остался неизменным, необходимо н.с. обмотки возбуждения увеличить на некоторую величину F_qd, которая находится следующим образом.

Передвинем отрезок  вправо настолько, чтобы заштрихованные площади были равны между собой. При этом мы получаем площадь криволинейного четырехугольника A₁B₁G₁F₁ равной площади прямоугольника ACHF. Найденная указанным способом F_qd и представляет собою ту н.с., которую должна добавочно создать обмотка возбуждения, чтобы скомпенсировать размагничивающее действие поперечной н.с. якоря.

Значение нс. F_qd будет, очевидно, зависеть от насыщения машины, т. е. от положения точки Е на переходной характеристике, и от тока якоря I_а. Обе эти зависимости имеют сложный характер и не могут быть точно выражены аналитически. Если принять, что машина (как это обычно бывает) работает при насыщении, соответствующем точке E на переходной характеристике, то можно допустить, что при небольшом отклонении от этой точки, вызванном изменением Е_а из-за изменения внутреннего падения напряжения, н.с F_qd зависит только от I_a. Как показывают опыт и расчеты, для машин, у которых поперечная реакция якоря резко проявляется, зависимость F_qd от I_а может быть приближенно представлена следующим уравнением:

,          (5-23)

где k — постоянный коэффициент; a » 1,5 ÷ 2 для тока якоря I_а = (0,6 ÷ 1,5) I_н.

Величина F_qd будет относительно тем больше, чем меньше воздушный зазор машины Действительно, при уменьшении воздушного зазора будет уменьшаться F_d и, следовательно, будет уменьшаться масштаб m_а (A/мм) для н.с. на оси абсцисс рис 5-26. Тогда отрезки и , равные 0,5b_dA/m_a [мм], будут увеличиваться, что приведет к возрастанию F_qd.

Для небольших машин (до 30 ÷ 40 кВт) иногда при I_а = I_н отрезок  получается несколько больше отрезка . В этом случае под одним краем полюсного наконечника будет иметь место "опрокидывание" поля, т. е. изменение его направления. Для машин средней и большой мощности (примерно свыше 50 кВт) воздушный зазор обычно выбирается таким образом, чтобы при номинальной нагрузке не было опрокидывания поля под одним из краев полюсного наконечника ( < ).

При отсутствии дополнительных полюсов, когда для улучшения коммутации (§ 5-7,д) приходится щетки смешать с геометрической нейтрали, необходимо учесть размагничивающую продольную н.с. якоря F_d, которая равна (на один полюс)

F_d = cA,          (5-24)

где с (см) — сдвиг щеток относительно геометрической нейтрали (рис 5-25,а). Для малых машин (< 0,5 кВт) можно принять:

c » 0,4 (t-b_d).

Таким образом, размагничивающая реакция якоря (на пару полюсов)

F_р.я. = 2 (F_qd + F_d)          (5-25)

и н.с. обмотки возбуждения при нагрузке

F_в = F_E + F_р.я.          (5-26)

где F_E — н.с , соответствующая э.д.с. Е_а при нагрузке (определяется по характеристике холостого хода)

Вверх

Глава 6