Ankerreaktion in Gleichstrommaschinen

By | September 24, 2022

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In einer Gleichstrommaschine sind zwei Arten von Magnetflüssen vorhanden; ‘Ankerfluss’ und ‘Hauptfeldfluss’. Die Wirkung des Ankerflusses auf den Hauptfeldfluss wird als bezeichnet Ankerreaktion.

MNA und GNA

EMF wird in den Ankerleitern induziert, wenn sie die magnetischen Feldlinien schneiden. Es gibt eine Achse (oder eine Ebene), entlang der sich Ankerleiter parallel zu den Flusslinien bewegen, und daher schneiden sie die Flusslinien nicht, während sie sich auf dieser Ebene befinden. MNA (Magnetic Neutral Axis) kann als die Achse definiert werden, entlang der keine EMK in den Ankerleitern erzeugt wird, wenn sie sich parallel zu den Flusslinien bewegen. Bürsten werden immer entlang der MNA platziert, da die Stromumkehr in den Ankerleitern entlang dieser Achse stattfindet.

GNA (Geometrical Neutral Axis) kann als die Achse definiert werden, die senkrecht zur Statorfeldachse steht.

Ankerreaktion

Das Wirkung der Ankerreaktion ist in der Abbildung unten gut dargestellt.

Ankerreaktion in Gleichstrommaschine

Beachten Sie, dass in den Ankerleitern kein Strom fließt und nur die Feldwicklung erregt wird (wie in der ersten Abbildung des obigen Bildes gezeigt). In diesem Fall sind die magnetischen Flusslinien der Feldpole gleichmäßig und symmetrisch zur Polachse. Die „magnetische neutrale Achse“ (MNA) fällt mit der „geometrischen neutralen Achse“ (GNA) zusammen.

Die zweite Abbildung im obigen Bild zeigt Ankerflusslinien aufgrund des Ankerstroms. Feldpole sind stromlos.

Wenn nun eine Gleichstrommaschine läuft, sind beide Flüsse (Fluss aufgrund der Ankerleiter und Fluss aufgrund der Feldwicklung) gleichzeitig vorhanden. Der Ankerfluss überlagert sich mit dem Hauptfeldfluss und stört daher den Hauptfeldfluss (wie in der dritten Abbildung des obigen Bildes gezeigt). Dieser Effekt wird als bezeichnet Ankerreaktion in Gleichstrommaschinen.

Die nachteiligen Auswirkungen der Ankerreaktion:

  1. Die Ankerreaktion schwächt den Hauptfluss. Im Fall eines Gleichstromgenerators verringert die Schwächung des Hauptflusses die erzeugte Spannung.
  2. Die Ankerreaktion verzerrt den Hauptfluss, daher wird die Position von MNA verschoben (MNA ist senkrecht zu den Flusslinien des Hauptfeldflusses). Bürsten sollten auf dem MNA platziert werden, da es sonst zu Funkenbildung an der Oberfläche der Bürsten kommt. Aufgrund der Ankerreaktion ist es daher schwierig, die genaue Position des MNA zu bestimmen

Bei belastetem Gleichstromgenerator verschiebt sich MNA in Drehrichtung. Andererseits wird bei einem belasteten Gleichstrommotor MNA in die der Drehrichtung entgegengesetzte Richtung verschoben.

Wie kann man die Ankerreaktion reduzieren?

Üblicherweise werden bei kleinen Maschinen (bis zu wenigen Kilowatt) keine besonderen Anstrengungen unternommen, um die Ankerrückwirkung zu reduzieren. Aber für große Gleichstrommaschinen werden Ausgleichswicklungen und Zwischenpole verwendet, um das loszuwerden negative Auswirkungen der Ankerreaktion.

Ausgleichswicklung: Jetzt wissen wir, dass die Ankerreaktion auf das Vorhandensein des Ankerflusses zurückzuführen ist. Der Ankerfluss entsteht durch den in den Ankerleitern fließenden Strom. Wenn wir nun eine andere Wicklung in unmittelbarer Nähe der Ankerwicklung platzieren und wenn sie den gleichen Strom führt, aber in der entgegengesetzten Richtung wie der Ankerstrom, dann wird das Ankerfeld aufgehoben. Eine solche zusätzliche Wicklung wird als Ausgleichswicklung bezeichnet und auf die Polflächen aufgelegt. Die Ausgleichswicklung ist so in Reihe mit der Ankerwicklung geschaltet, dass sie den Strom in entgegengesetzter Richtung führt.

Zwischenpole:Zwischenpole sind die kleinen Hilfspole, die zwischen den Hauptfeldpolen platziert sind. Die Wicklung auf den Zwischenpolen ist mit dem Anker in Reihe geschaltet. Jeder Zwischenpol ist so gewickelt, dass seine magnetische Polarität dieselbe ist wie die des Hauptpols davor. Zwischenpole heben den Quadraturachsen-Ankerfluss auf.