Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

Средства уменьшения ЭДС в переключаемой секции. Если МДС обмотки возбуждения 
F
ов
направлена встречно МДС обмотки якоря F
о
то ∑е может быть значительно меньше 
суммы е
ояq
+ е
р
за счет противоположно направленной ЭДС е
к
. При этом изменение тока в 
переключаемой секции приближается к линейному. Две МДС – индуктора и якоря – на 
одном участке магнитной цепи (в воздушном зазоре) создают результирующую магнитную 
индукцию В
к
в месте расположения сторон переключаемой секции. В этом случае: 
e
pк
= 2w
c
lv∑B
к
(1.59) 
где е
рк
– реактивная ЭДС в коммутируемой секции, В. Реактивная ЭДС е
р
в течение периода 
коммутации не остается постоянной. Для секций, занимающих разное положение по ширине 

---

33 / 203 
пазов, форма изменения е
р
неодинакова, поэтому уравновесить ее мгновенное значение с 
помощью ЭДС е
рк
не представляется возможным. Обычно ограничиваются равенством 
средних значений этих ЭДС или небольшим превышением е
рк 
над е
к
. При работе машины в 
режиме генератора направление тока в секции в начале периода коммутации совпадает с 
направлением ЭДС параллельной ветви обмотки якоря, поэтому для получения 
коммутационной ЭДС необходимо расположить переключаемую секцию в зоне действия 
главного полюса противоположной полярности, т.е. сместить токораздел с геометрической 
нейтрали в направлении вращения якоря путем смещения в этом направлении щеток. При 
работе машины в режиме двигателя для получения коммутирующей ЭДС необходимо 
сместить токораздел с геометрической нейтрали в направлении, противоположном 
направлению вращения якоря. МДС главных полюсов при последовательном соединении 
обмотки возбуждения с обмоткой якоря изменяется пропорционально току якоря. Поэтому 
ЭДС е
рк
увеличивается с увеличением нагрузки так же, как и ЭДС е
р
. Благодаря этому в 
машинах с последовательным возбуждением при одном и том же положении щеток можно 
получить удовлетворительную коммутацию в широком диапазоне изменения нагрузки. В 
машинах с параллельным и смешанным возбуждением для уравновешивания реактивной 
ЭДС е
р
следовало бы смещать щетки в соответствии с нагрузкой. Однако для удобства 
обслуживания щетки устанавливаются в положение геометрической нейтрали. Поэтому при 
малых нагрузках изменение тока в переключаемой секции получается ускоренным, а при 
больших нагрузках – замедленным. При изменении направления вращения якоря 
необходимо также изменить положение щеток относительно геометрической нейтрали. В 
настоящее время описанный способ уменьшения реактивной ЭДС в переключаемой секции 
применяется только в машинах малой мощности, предназначенных для одного направления 
вращения. Основным средством уравновешивания реактивной ЭДС в переключаемой секции 
является установка добавочных полюсов между главными полюсами. Токораздел в этом 
случае совпадает с геометрической нейтралью. Полярность добавочных полюсов должна 
быть такой же, как ранее установленная полярность главных полюсов в зоне коммутации, 
т.е. при работе в режиме генератора за главным полюсом по вращению якоря следует 
добавочный полюс противоположной полярности, а в режиме двигателя – добавочный полюс 
той же полярности. Для соблюдения пропорциональности между нагрузкой машины и 
магнитным потоком добавочных полюсов необходимо обмотку полюсов включить 
последовательно с обмоткой якоря и магнитную цепь выполнить ненасыщенной. Индукция в 
магнитной цепи не должна превышать 1,2 Тл при номинальной нагрузке. Это относится 
также к результирующей магнитной индукции на общих участках магнитной цепи главных и 
добавочных полюсов, где их МДС складываются. МДС добавочных полюсов F
д
должна 
уравновесить МДС обмотки якоря, создать необходимую индукцию ∑В
к
в зоне коммутации 
и быть направлена противоположно В
рк
. При отсутствии компенсационной обмотки первая 
составляющая МДС добавочных полюсов равна поперечной МДС обмотки якоря при 
расположении токораздела на геометрической нейтрали. Вторая составляющая представляет 
собой МДС, необходимую для проведения потока по магнитной цепи добавочных полюсов. 
При ненасыщенной магнитной цепи МДС ∑F всей магнитной цепи машины можно принять 
равной МДС двух воздушных зазоров 2δ
д
между якорем и добавочными полюсами. Для 
уменьшения влияния насыщения стальных участков магнитной цепи добавочных полюсов в 
машинах небольшой мощности зазор δ
д
делают почти в 2 раза больше по сравнению с 
зазором между якорем и главными полюсами δ
0
. В крупных машинах при шинах при 
большом зазоре δ
д
возможно искажение распределения индукции ∑В
к
магнитодвижущей 
силой главных полюсов. Поэтому зазор δ
д
делают почти равным зазору между якорем и 
главным полюсом δ
0
, а для линейности характеристики намагничивания цепи добавочных 
полюсов ставят прокладки из немагнитного материала между добавочными полюсами и 
станиной. 
Контрольные вопросы 
1. Как определить направление ЭДС, индуцируемой в проводнике? 

---

34 / 203 
2. Как определить направление силы, возникающей в проводнике с током, помещенном в 
магнитное поле? 
3. Какой паз называется элементарным? 
4. Каковы условия симметрии обмотки якоря? 
5. Как производится выбор обмотки якоря? 
6. В каких случаях применяются сложные обмотки якоря? 
7. Какие причины вызывают искрение щеток на коллекторе? 
8. Объясните назначение и устройство добавочных полюсов.