Потенциальные условия на коллекторе

Исследования и опыт эксплуатации показывают, что критические напряжения между двумя смежными пластинами, необходимые для возникновения катодного пятна и поддержания первичной дуги, зависят от толщины изоляции между ними. Это первое условие горения дуги.

Второе условие существования дуги можно определить как

,

где – длина дуги; – напряжение между смежными коллекторными пластинами,

,

где и – эдс наводимое в проводниках при перемещении их в поле главных полюсов. Зависят эти величины от индукции в местах расположения проводников. Если пазовые укорочения невелики, то и следовательно , тогда (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Электродвижущая сила в проводниках якоря при хордовой обмотке

Если пропорционально , то можно сделать вывод о том, что распределение напряжения по окружности коллектора неравномерно и подобно распределению индукции в воздушном зазоре под полюсом. Это неравномерность оценивается коэффициентом искажения распределения

,

где и – максимальные значения напряжения между коллекторными пластинами и индукцией в воздушном зазоре под полюсом; – среднее значение индукции.

Распределение индукции в воздушном зазоре под полюсом (как мы уже отмечали) зависит от индукции холостого хода и реакции якоря

,

где – индукция холостого поля, создаваемая главными полюсами;
– индукция реакции якоря.

Графически это показано на рис. 6.9.

Рис. 6.9. Распределение индукции в воздушном зазоре

Из рисунка видно, что индукция вызывает неравномерность распределения индукции и зависит от линейной нагрузки А – возрастает с её увеличением и уменьшается при её уменьшении.

Ранее была приведена формула, где показано, что напряжение между смежными коллекторными пластинами пропорционально индукции Вв в связи с этим диаграмма распределения напряжения по окружности коллектора будет иметь аналогичный вид (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Напряжение между двумя соседними коллекторными пластинами

Если сделать допущение о непрерывности изменения величины при перемещении секции в поле главных полюсов, то можно определить напряжение на коллекторе от одной щетки до другой, как

,

где – полюсное деление, отнесенное к окружности коллектора,

.

По существу это расстояние между осями щеток различной полярности. Диаграмма распределения выглядит следующим образом (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Распределение напряжения на коллекторе

При ослаблении возбуждения реакция якоря усиливается, а следовательно возрастает и коэффициент искажения распределения . При одной и той же мдс возбуждения, а следовательно, при одном и том же потоке главных полюсов ток якоря при ослабленном возбуждении возрастает по сравнению с током полного возбуждения. Соответственно в I/b раз возрастает реакция якоря, которая приводит к росту и .

Искажающее влияние реакции якоря определяют отношением падения магнитного напряжения в воздушном зазоре к мдс реакции якоря под краем полюса. Это отношение называют коэффициентом магнитной устойчивости

,

где – падение магнитного напряжения в воздушном зазоре при режиме холостого хода. Расчеты и опыт эксплуатации показывают, что при магнитная устойчивость машины снижается. Для повышения магнитной и потенциальной устойчивости существуют специальные способы.