Компенсация реактивной эдс дополнительными полюсами двигателей пульсирующего тока

Для начала рассмотрим работу дополнительных полюсов с не шихтованными сердечниками полюсов и остова.

По условиям компенсации постоянной составляющей реактивной эдс магнитодвижущая сила дополнительного полюса (полная переменная)

должна быть направлена навстречу . Рассмотрим это на диаграмме (рис. 6.24).

Магнитодвижущую силу мож­но разложить на две составляющие:

1) мдс находящуюся в фазе с переменной составляющей магнитного потока ;

2) мдс вихревых токов , располагающуюся под углом 90° к вектору

.

Из-за больших значений в не шихтованных сердечниках вихревых токов угол фазового сдвига между мдс и потоком значителен и составляет обычно 50…70°.

Переменная составляющая магнитного потока раскладывается на две составляющие:

1) компенсирующий поток в зоне коммутации ;

2) поток рассеяния дополнительного полюса

.

Угол фазового сдвига между и зависит от структуры магнитной цепи, по которой замыкается поток. При нешихтованных магнитопроводах величины и лежащая с ним в фазе мдс дополнительных полюсов очень сильно ограничены воздействием вихревых токов.

Из диаграммы видно, что действие вихревых токов настолько велико, что оказывается в одном квадранте с и не в состоянии компенсировать реактивную эдс. В этих условиях переменная составляющая магнитного поля в зоне коммутации будет определяться величиной мдс . Значение ее зависит от (компенсационной мдс и мдс создаваемой реакцией якоря ) верки ее переменной составляющей

,

где – переменная составляющая линейной нагрузки якоря, лежащая в фазе с ; – мдс с вихревых токов в магнитной цепи якоря, лежит под углом 90° к .

Опять же из диаграммы видно, что величина невелика, поскольку сердечник якоря имеет шихтованную структуру.

При полной компенсации .

Влияние вихревых токов очень велико. Одним из способов улучшения условий коммутации является снижение (уменьшение) вихревых токов. Снизить значение вихревых токов можно шихтовкой дополнительного полюса.

Из диаграммы видно, что снижение приводит к уменьшению угла (фазового угла) увеличивается . Кроме того, применение шихтованных сердечников уменьшает поток рассеяния и угол .

Эти положительные свойства «поворачивают» диаграмму против часовой стрелки, и начинает компенсирующее действие, а .

6.16. Способы улучшения коммутации тяговых
двигателей пульсирующего тока

6.16.1. Шихтовка дополнительного полюса
и применение компенсационной обмотки

Шихтовка магнитной системы, сопровождающаяся уменьшением вихревых токов приводит к смещению трансформаторной эдс за счет уменьшения угла фазового сдвига . Для сравнения рассмотрим две диаграммы эдс в коммутирующих секциях (рис. 6.25).

В обычных случаях остаточная эдс

.

Переменная составляющая изменяется по модулю и по фазе при изменении режимов работы двигателя. Примем, чем больше участков магнитной цепи шихтовано, тем меньше значения вихревых токов, а значит и значение .

По значению величины оценивают качество коммутации. Зависимость степени искрения от величины можно показать диаграммой.

Рис. 6.25. Векторные диаграммы эдс в коммутируемой секции:
а – для нешихтованного дополнительного полюса; б – Для шихтованного дополнительного полюса