§ 105. ENHET TIL EN DC GENERATOR

Fast del i maskiner likestrøm er induktiv, dvs. skaper et magnetfelt, og den roterende delen er induktiv (armatur).

Den faste delen av maskinen (fig. 134, a) består av hovedpoler 1, tilleggspoler 2 og ramme 3. Hovedpolen (fig. 134, b) er en elektromagnet som skaper en magnetisk fluks. Den består av en kjerne 4, en magnetiseringsvikling 7 og et stolpestykke 8. Stolpene festes til rammen 6 med en bolt 5. Polkjernen er støpt av stål og har et ovalt tverrsnitt. På kjernen av stangen er merket eksitasjonsspolen, viklet fra isolert kobbertråd. Spoler av alle poler er koblet i serie, og danner en eksitasjonsvikling. Strømmen som strømmer gjennom eksitasjonsviklingen skaper en magnetisk fluks. Stangstykket holder feltviklingen på stangen og sørger for jevn fordeling magnetfelt under polen. Polstykket er formet på en slik måte at luftspalten mellom stolpene og ankeret er lik langs hele polbuens lengde. Ytterligere stolper har også en kjerne og en vikling.

Ytterligere stolper er installert i midtpunktene mellom hovedstolpene, og antallet kan enten være lik antall hovedstolper, eller halvparten så mye. Ytterligere stolper er installert i maskiner med høy effekt, og de tjener til å eliminere gnister under børstene. I laveffektsmaskiner er det vanligvis ingen ekstra stolper.

Rammen er støpt av stål og er skjelettet til maskinen Hoved- og tilleggsstengene er festet til rammen, samt sideskjold med lager som holder maskinakselen på endesidene. Ved hjelp av rammen festes maskinen til fundamentet.

Den roterende delen av maskinen (anker) (fig. 135, a) består av en kjerne 1, en vikling 2 og en kollektor 3. Armaturkjernen er en sylinder satt sammen av plater av elektrisk stål. Arkene er isolert fra hverandre med lakk eller papir for å redusere virvelstrømstap. Stålplater stemples på maskiner etter mal; de har spor der lederne til armaturviklingen er lagt. Luftkanaler er laget i ankerkroppen for å avkjøle viklingen og ankerkjernen.

Armaturviklingen er laget av kobber isolert ledning eller fra kobberstenger med rektangulært tverrsnitt. Den består av seksjoner laget på spesielle maler og lagt i sporene til ankerkjernen. Enkeltsvingsseksjonen består av to aktive ledninger koblet til hverandre.

Seksjoner kan ha ikke én, men mange svinger. Slike seksjoner kalles multisving. Viklingen er forsiktig isolert fra kjernen og festet i sporene med trekiler. Frontforbindelsene er forsterket med stålbandasjer. Alle seksjoner av viklingen plassert på ankeret er sammenkoblet i serie, og danner en lukket krets. Ledningene som forbinder to seksjoner etter hverandre i henhold til viklingsskjemaet er festet til samleplatene.

Samleren er en sylinder som består av individuelle plater. Samlerplater er laget av hardtrukket kobber og isolert mellom seg og fra karosseriet med micanitt-pakninger. For montering på hylsen er samleplatene formet som en svalehale, som klemmes fast mellom utstikket på hylsen og skiven, formet for å matche formen på platen. Skiven er boltet til foringen.

Oppsamleren er den mest komplekse med tanke på design og den mest kritiske delen av maskinen i drift. Overflaten på kommutatoren må være strengt sylindrisk for å unngå slag og gnister fra børstene.

For å koble armaturviklingen til den eksterne kretsen, plasseres stasjonære børster på samleren, som kan være grafitt, karbon-grafitt eller bronse-grafitt. I høyspenningsmaskiner brukes grafittbørster som har stor kontaktmotstand mellom børste og kollektor, i lavspentmaskiner brukes bronse-grafittbørster. Børster plasseres i spesielle børsteholdere (fig. 135, b). Børsten 4, plassert i holderen til børsteholderen, presses mot oppsamleren av fjæren 5. Hver børsteholder kan ha flere børster koblet parallelt.

Børsteholderne er montert på børstebolter-pinner, som igjen er festet på traversen. For feste på børstefingeren har børsteholderen et hull.

Børstefingrene er isolert fra traversen ved hjelp av isolerende skiver og foringer. Antall børsteholdere er vanligvis lik antall stolper.

Traversen er montert på et lagerskjold i maskiner med liten og middels kraft eller festet til rammen i maskiner med stor effekt. Traversen kan roteres og dermed endre posisjonen til børstene i forhold til stengene.

Vanligvis er traversen installert i en posisjon der plasseringen av børstene i rommet sammenfaller med plasseringen av midtpunktene til hovedpolene.

DC elektriske maskiner

DC elektriske maskiner i henhold til deres formål er delt inn i elektriske generatorer(eller bare generatorer) som transformerer mekanisk energi inn i elektrisk ved konstant spenning (generatorer er kilder til elektrisk energi), og elektriske motorer(elektriske motorer) som konverterer elektrisk energi likestrøm til mekanisk energi. Denne mekaniske energien brukes til å rotere enhver aktuator (maskin, vinsj, trikkehjul, elektriske tog, etc.).

I tillegg finnes det noen spesielle typer maskiner, for eksempel maskiner som er designet for å konvertere likestrøm til elektrisitet. vekselstrøm eller vice versa; mikromaskiner som brukes i systemer automatisk regulering, i måling og beregning av enheter som sensorer (for eksempel hastighetssensorer), etc.

Elektroindustrien produserer maskiner ...
likestrøm av forskjellig kraft og spenning. Konvensjonelt kan de deles inn i følgende maktgrupper:

1) mikromaskiner, hvis effekt måles fra brøkdeler av en watt til 500 W;

2) maskiner med lav effekt - 0,5 ÷ 10 kW;

3) maskiner med middels kraft - fra 10 til flere hundre kilowatt;

4) maskiner med høy effekt - over flere hundre kilowatt.

Spenningen til DC-maskiner varierer fra 6-12 V for de som brukes i kjøretøy til 30 kV for de som brukes i radioinstallasjoner.

DC-maskiner med en effekt på opptil 200 kW for en spenning på 110-440 V med en rotasjonshastighet på 550-2870 rpm er til stor nytte. Mikromaskiner har hastigheter fra noen få omdreininger til 30 000 o/min.

Innen industri, transport og jordbruk mest brukte elektriske motorer. Generatorer brukes til å drive kommunikasjonsenheter, radioinstallasjoner, etc. De siste årene har mer økonomiske og brukervennlige statiske halvlederomformere blitt brukt i økende grad som likestrømskilder.

Driften av generatoren er basert på bruken av loven om elektromagnetisk induksjon, ifølge hvilken i en leder som beveger seg i et magnetfelt og krysser den magnetiske fluksen, induseres en EMF.

En av hoveddelene til en DC-maskin er den magnetiske kretsen, gjennom hvilken den magnetiske fluksen lukkes. Den magnetiske kretsen til en DC-maskin består av en fast del - stator 1 og roterende del rotor 4. Statoren er en stålkasse som andre deler av maskinen er festet til, inkludert magnetiske poler. 2. En eksitasjonsvikling er montert på magnetpolene 3, drevet av likestrøm og skape hovedmagnetisk fluks F 0 .

Rotoren til maskinen er satt sammen av stemplede stålplater med spor rundt omkretsen og med hull for aksel og ventilasjon. . I riller 5 rotoren legges fungerende vikling DC-maskiner, dvs. en vikling der en EMF induseres av den magnetiske hovedfluksen. Denne viklingen kalles armaturvikling(derfor kalles rotoren til en DC-maskin ofte en armatur).

Polene til en permanent magnet skaper en magnetisk fluks. La oss forestille oss at armaturviklingen består av en omdreining, hvis ender er festet til forskjellige halvringer isolert fra hverandre. Disse halvsirklene dannes samler, som roterer med spolen til ankerviklingen. Samtidig glir faste børster langs oppsamleren.

Når en spole roterer i et magnetfelt, induseres en e i den. d. s

hvor AT - magnetisk induksjon; l- lederlengde; v- dens linjehastighet.

Når spolens plan faller sammen med planet til senterlinjen til polene (spolen er plassert vertikalt), krysser lederne den maksimale magnetiske fluksen og den maksimale EMF-verdien induseres i dem. Når spolen inntar en horisontal posisjon, er EMF i lederne null.

Retningen til EMF i lederen bestemmes av høyrehåndsregelen. Når lederen under rotasjonen av spolen passerer under den andre polen, endres retningen til EMF i den til motsatt. Men siden samleren roterer sammen med spolen, og børstene er stasjonære, er en leder plassert under nordpolen alltid koblet til den øvre børsten, hvis EMF er rettet bort fra børsten. Som et resultat forblir polariteten til børstene uendret, og forblir derfor uendret i retning av EMF på børstene - e u.

Selv om EMF-en til den enkleste DC-generatoren er konstant i retning, endres den i verdi, og tar to ganger maksimums- og to ganger nullverdier i en omdreining av spolen. EMF med så stor krusning er uegnet for de fleste DC-mottakere og i ordets strenge betydning kan det ikke kalles konstant.

For å redusere krusninger er ankerviklingen til DC-generatoren laget av et stort antall svinger (spoler), og samleren er laget av et stort antall samleplater isolert fra hverandre. Som et resultat av dette avtar EMF-rippelen til armaturviklingen. Med en økning i antall omdreininger og samleplater er det mulig å oppnå en nesten konstant EMF av armaturviklingen.

gjøre deg kjent med enheten Driftsprinsipp, hovedmodusene for drift av DC-generatoren med uavhengig eksitasjon;

tilegne seg praktiske ferdigheter i å starte, betjene og stoppe en DC-generator;

eksperimentelt bekrefte den teoretiske informasjonen om egenskapene til DC-generatoren.

Grunnleggende teoretiske bestemmelser

DC elektriske maskiner kan operere både i generatormodus og i motormodus, dvs. har reversibilitetsegenskapen.

DC generator - den er elektrisk en maskin designet for å konvertere mekanisk energi til elektrisk likestrømsenergi.

DC motor- en elektrisk maskin designet for å konvertere elektrisk likestrømsenergi til mekanisk energi.

Generell form elektrisk maskin DC er vist i fig. en.

Enheten til den elektriske DC-maskinen

Som alle andre elektriske maskiner består en DC-maskin av en fast del - stator og roterende del - rotor 1, utfører funksjonen ankere, siden EMF induseres i viklingene.

I maskinens stator er det en eksitasjonsvikling som skaper den nødvendige magnetiske fluksen F. Statoren består av en sylindrisk ramme 2 (støpt stål, stålrør eller sveiset stålplate), som de 3 hovedstolper og ytterligere 4 poler med eksitasjonsviklinger er festet til. Fra endene av statoren lukkes lagerskjoldene 5. Lagre presses inn i dem og børstens traversering med børster 6 forsterkes.

Armaturet består av en sylindrisk pakke (laget av lakkerte plater av elektrisk stål for å redusere virvelstrømmer). En vikling er plassert i sporene til armaturkjernen, koblet til samler 7; alt dette er festet på ankerakselen.

Driftsprinsipp

Den enkleste elektriske maskinen kan representeres som en spole som roterer i et magnetfelt (fig. 2, en,b). Endene av spolen føres ut til to samleplater. Faste børster presses mot samleplatene, som en ekstern krets er koblet til.

Prinsippet for drift av en elektrisk maskin er basert på fenomenet elektromagnetisk induksjon. Vurder prinsippet om drift av en elektrisk maskin i generatormodus. La spolen drives av en ekstern drivmotor (PD). Spolen krysser magnetfeltet, og i henhold til loven om elektromagnetisk induksjon induseres en variabel EMF i den , hvis retning bestemmes av regelen til høyre hånd. Hvis den eksterne kretsen er lukket, vil en strøm strømme gjennom den, rettet fra den nedre børsten til forbrukeren og fra den til den øvre børsten. Den nederste børsten viser seg å være den positive terminalen til generatoren, og den øverste børsten viser seg å være den negative. Når spolen roteres med 180 0, går lederne fra sonen til den ene polen inn i sonen til den andre polen, og retningen til EMF i dem vil endres til motsatt. Samtidig kommer den øvre samleplaten i kontakt med den nedre børsten, og den nedre platen med den øvre børsten, retningen til strømmen i den eksterne kretsen endres ikke. Dermed gir kollektorplatene ikke bare en forbindelse mellom den roterende spolen og den eksterne kretsen, men fungerer også som en koblingsanordning, dvs. er den enkleste mekaniske likeretteren.

For å redusere krusninger i DC-generatoren, i stedet for en spole, plasseres flere jevnt fordelte viklinger rundt ankeromkretsen, som danner ankerviklingen, og kobles til en kollektor som består av et større antall segmenter for å endre polariteten til EMF. . Derfor pulserer EMF i kretsen mellom børsteterminalene ikke så mye, dvs. viser seg å være nesten konstant.

For denne konstante EMF er uttrykket gyldig

E=Med 1 Фn,

hvor Med 1 - koeffisient avhengig av ankerets strukturelle elementer og antall poler til den elektriske maskinen; F- magnetisk fluks; n- frekvens for rotasjon av ankeret.

Når maskinen opererer i generatormodus, flyter en strøm gjennom en lukket ekstern krets og en spole i ankerviklingen jeg = Jeg i, hvis retning faller sammen med retningen til EMF (se fig. 2, b). I henhold til Ampères lov, samspillet mellom strøm Jeg og magnetfelt PÅ skaper styrke f, som er vinkelrett på PÅ og Jeg. Kraft retning f bestemmes av venstre hånds regel: kraften virker på den øvre lederen til venstre, på den nedre til høyre. Dette kraftparet skaper et dreiemoment M vr, rettet i dette tilfellet mot klokken og lik

M=Med 2 FJeg JEG.

Dette dreiemomentet motvirker drivmomentet, dvs. er bremsemomentet.

ankerstrøm Jeg Jeg forårsaker i ankerviklingen med motstand R Jeg spenningsfall R Jeg Jeg Jeg , så under belastning spenningen U ved konklusjonene av børstene viser det seg mindre enn EMF, nemlig

U = E – R Jeg Jeg JEG.

Generatorer er elektriske maskiner som konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. Prinsippet for drift av en elektrisk generator er basert på bruken av fenomenet elektromagnetisk induksjon, som er som følger. Hvis lederen beveges i magnetfeltet til en permanent magnet slik at den krysser den magnetiske fluksen, vil en elektromotorisk kraft(emf), kalt emf-induksjon (Induksjon fra det latinske ordet inductio - veiledning, motivasjon), eller indusert emf. En elektromotorisk kraft oppstår også når lederen forblir stasjonær og magneten beveger seg. Fenomenet med forekomsten av indusert emf. i en leder kalles elektromagnetisk induksjon. Hvis lederen som emk er indusert i er inkludert i en lukket elektrisk krets, deretter under virkningen av emf. En strøm vil flyte gjennom kretsen, kalt indusert strøm.
Det er eksperimentelt fastslått at størrelsen på den induserte emk som oppstår i lederen når den beveger seg i et magnetfelt øker med en økning i magnetfeltinduksjonen, lengden på lederen og hastigheten på dens bevegelse. Indusert emf oppstår kun når lederen krysser magnetfeltet. Når lederen beveger seg langs magneten kraftlinjer emf det er ikke indusert. Retningen til den induserte emf. og strøm er lettest å bestemme etter regelen for høyre hånd (fig. 1): hvis håndflaten til høyre hånd holdes slik at magnetfeltlinjene kommer inn i den, vil den bøyde tommelen vise lederens bevegelsesretning, da vil de gjenværende forlengede fingrene indikere virkningsretningen til den induserte e. d.s. og retningen til strømmen i lederen. Magnetiske feltlinjer er rettet fra nordpolen til magneten mot sør.

Ris. 1. Bestemme retningen til den induserte emf. høyrehåndsregel

Etter å ha en generell ide om elektromagnetisk induksjon, la oss vurdere prinsippet om drift av den enkleste generatoren (fig. 2). Lederen i form av en ramme laget av kobbertråd er festet på en akse og plassert i et magnetfelt. Endene av rammen er festet til to halvdeler (halvringer) av en ring isolert fra hverandre. Kontaktplater (børster) glir på denne ringen. En slik ring, som består av isolerte halvringer, kalles en samler, og hver halvring kalles en samleplate. Børstene på oppsamleren må være anordnet på en slik måte at når rammen roterer, passerer de samtidig fra en halvring til en annen akkurat i de øyeblikkene da emk indusert på hver side av rammen er null, dvs. når rammen passerer dens horisontale posisjon.

Ris. 2. Den enkleste DC-generatoren

Ved hjelp av en kollektor blir den variable emf indusert i sløyfen utliknet, og det skapes en strøm som er konstant i retning i den eksterne kretsen.
Ved å koble til kontaktplatene en ekstern krets med en elektrisk måleenhet som fikser størrelsen på den induserte strømmen, vil vi sørge for at den betraktede enheten faktisk er en likestrømsgenerator.
Når som helst t e.m.f. E (fig. 3), som oppstår i arbeidssiden L av rammen, er motsatt i retning av emk som oppstår i arbeidssiden B. Retningen til emf. på hver side av rammen er lett å bestemme ved hjelp av høyrehåndsregelen. Emk indusert av hele rammen er lik summen av emk som oppstår på hver av dens arbeidsside. Emf-verdien i rammen endres kontinuerlig. På det tidspunktet når rammen nærmer seg sin vertikale posisjon, vil antallet kraftlinjer krysset av lederne på 1 s være størst og maksimal emk induseres i rammen. Når rammen passerer den horisontale posisjonen, glir arbeidssidene langs kraftlinjene uten å krysse dem, og emf. er ikke indusert. Under bevegelsen av side B av rammen til sørpolen til magneten (fig. 3, a, b), er strømmen i den rettet mot oss. Denne strømmen går gjennom halvringen, børste 2, måleverktøy til børsten / til side A av rammen. På denne siden av sløyfen induseres strømmen bort fra oss. Hans den største verdien emf i rammen når dens sider er plassert rett under stolpene (fig. 3, b).

Ris. 3. Opplegget til DC-generatoren

Med ytterligere rotasjon av rammen vil emf avtar i den og blir etter kvart omdreining lik null (fig. 3, c). På dette tidspunktet beveger børstene seg fra en halvring til en annen. Under den første halve omdreiningen av rammen var således hver halvring av kommutatoren i kontakt med kun én børste. Strømmen gikk gjennom den eksterne kretsen i én retning fra børste 2 til børste 1. Vi vil fortsette å rotere rammen. Den elektromotoriske kraften i rammen begynner å øke igjen, siden arbeidssidene vil krysse de magnetiske kraftlinjene. Imidlertid er retningen til emf reverserer fordi lederne krysser den magnetiske fluksen i motsatt retning. Strømmen indusert i side A av rammen er nå rettet mot oss. Men på grunn av det faktum at rammen roterer sammen med kollektoren, kommer halvringen koblet til side A av rammen nå ikke i kontakt med børsten 1, men med børsten 2 (fig. 3, d) og en strøm går gjennom den eksterne kretsen i samme retning som i tiden for første halvdel av revolusjonen. Derfor retter kollektoren strømmen, dvs. sikrer passasjen av den induserte strømmen i den eksterne kretsen i en retning. Ved slutten av den siste fjerdedelen av en omdreining (fig. 3, e), går rammen tilbake til sin opprinnelige posisjon (se fig. 3, a), hvoretter hele prosessen med å endre strømmen i kretsen gjentas.
Dermed virker en konstant emf mellom børster 2 og 1, og strømmen gjennom den eksterne kretsen går alltid i én retning - fra børste 2 til børste 1. Selv om denne strømmen forblir konstant i retning, varierer den i størrelse, t e. pulserer. En slik strøm er praktisk talt vanskelig å bruke.
Tenk på hvordan du kan få en strøm med en liten krusning, det vil si en strøm hvis verdi endres lite under driften av generatoren. Se for deg en generator som består av to spoler plassert vinkelrett på hverandre (fig. 4). Begynnelsen og slutten av hver sving er koblet til en samler, som nå består av fire samleplater.

Fig.4. DC generator med to omdreininger

Når disse svingene roterer i et magnetfelt, oppstår det en emk i dem. Imidlertid induserte emfene i hver sving nå deres null- og maksimumsverdier ikke samtidig, men senere hverandre i en tid som tilsvarer rotasjonen av svingene med en fjerdedel av en hel omdreining, dvs. med 90 °. I posisjonen vist i fig. 4, i spole 1, oppstår maksimal emf, lik Emach. I spolen 2 e. d.s. er ikke indusert, siden arbeidssidene glir langs de magnetiske kraftlinjene uten å krysse dem. Emf-verdiene for svingene er vist i fig.5. Etter hvert som spolene snur seg, avtar emk til spole 1. Når svingene svinger 1/8 av en sving, vil emf. tur 1 blir lik Emin. I dette øyeblikk beveger børstene seg til det andre paret med samleplater koblet til spole 2. Spole 2 har allerede dreid 1/8 omdreining, krysser de magnetiske kraftlinjene, og en emf lik den samme verdien Emach induseres i den. Med en ytterligere omdreining av svingene vil emf tur 2 øker til maksimalverdien Emakh. Derfor er børstene alltid koblet til spolene, der emk induseres med en verdi fra Emin til Emax.

Fig.5. Pulsasjonskurver for den elektromotoriske kraften til en to-turs generator

Strømmen i den eksterne kretsen til generatoren oppstår som et resultat av virkningen av den totale emf. Derfor flyter den kontinuerlig og bare i én retning. Strømmen, som før, vil være pulserende, men krusningen er mye mindre enn med en sving, siden emf. generatoren synker ikke til null.
Ved å øke antallet ledere (omdreininger) til generatoren og følgelig antallet kollektorplater, er det mulig å gjøre strømbølgene veldig små, det vil si at strømmen blir nesten konstant i størrelse. For eksempel, allerede med 20 kollektorplater, svinger emf generator vil ikke overstige 1% av gjennomsnittet. I den eksterne kretsen får vi en strøm som er praktisk talt konstant i størrelse.
Samtidig er det lett å se at generatoren vist i fig. 4 også har en meget betydelig ulempe. Til enhver tid er den eksterne kretsen koblet ved hjelp av børster til kun én omdreining av generatoren. Andre omgang samtidig brukes ikke i det hele tatt. Den elektromotoriske kraften som induseres i en sving er svært liten, noe som betyr at generatoreffekten også vil være liten.
For kontinuerlig bruk av alle svinger er de koblet til hverandre i serie. For samme formål reduseres antallet samleplater til antall viklingssvinger. Slutten av en og begynnelsen av neste sving av viklingen er festet til hver samleplate. Svingene i dette tilfellet er seriekoblede kilder elektrisk strøm og danner ankerviklingen til generatoren. Nå er den elektromotoriske kraften til generatoren lik summen av emfene indusert i svingene koblet mellom børstene. I tillegg til seriell, er det andre ordninger for tilkobling av viklingssvinger. Antall omdreininger tas stort nok til å oppnå den nødvendige emf-verdien. generator. Derfor oppnås samlere av dieselelektriske maskiner med et stort antall plater.
På grunn av det store antallet omdreininger av viklingen, er det derfor mulig ikke bare å jevne ut spennings- og strømbølger, men også å øke verdien av emk indusert av generatoren.
Ovenfor ble det vurdert en elektrisk generator, bestående av permanente magneter og en eller flere svinger der det oppstår strøm. For praktiske formål er slike generatorer uegnet, siden det er umulig å få stor kraft fra dem. Dette forklares av det faktum at den magnetiske fluksen skapt av permanentmagneten er veldig liten. I tillegg skaper mellomrommet mellom polene en betydelig motstand mot den magnetiske fluksen. Den magnetiske fluksen svekkes ytterligere. Derfor, i kraftige generatorer, som inkluderer diesel, brukes elektromagneter som skaper en sterk magnetisk eksitasjonsfluks (fig. 6). For å redusere den magnetiske motstanden til den magnetiske kretsen til generatoren, plasseres svingene på viklingen på en stålsylinder, som fyller nesten hele rommet mellom polene.
Denne sylinderen med en vikling og en samler plassert på kalles generatorarmaturet.

Ris. 6. Opplegg av en generator med et elektromagnetisk eksitasjonssystem og et massivt stålanker

Eksitasjonsviklingen til generatoren er plassert på kjernene til hovedpolene. Når strøm går gjennom den, dannes et magnetfelt, kalt feltet til hovedpolene. Med en åpen ekstern krets av generatoren er magnetfeltlinjene plassert i polene og anker symmetrisk til den vertikale aksen (fig. 7, a). For å forstå funksjonene til driften av en elektrisk maskin, introduserer vi begrepene geometriske og fysiske nøytrale.
En geometrisk nøytral er en linje trukket gjennom midten av ankeret vinkelrett på aksen til de motsatte polene (horisontal linje 01-01). Den fysiske nøytralen er en betinget linje som skiller innflytelsessonene til nord- og sørpolen på armaturviklingen og går vinkelrett på retningen til den magnetiske fluksen til den elektriske maskinen.
I viklingslederen, som når ankeret roterer, passerer gjennom den fysiske nøytralen, emf. er ikke indusert, siden en slik leder glir langs magnetfeltlinjene uten å krysse dem. I fravær av strøm i armaturet (se fig. 7, a) den fysiske nøytral n-n faller sammen med den geometriske nøytralen.

Fig.7. ankerreaksjon.
a er den magnetiske fluksen til hovedpolene; b - magnetisk fluks skapt av armaturviklingen; c er den totale magnetiske fluksen til den belastede generatoren

Når den eksterne kretsen til den elektriske maskinen er lukket, vil strømmen også flyte gjennom armaturviklingen. Hele ankeret i dette tilfellet vil være en kraftig elektromagnet, bestående av en stålkjerne og en vikling som strøm passerer gjennom. Derfor, i tillegg til polfluksen, er det en andre magnetisk fluks i den belastede generatoren, kalt armaturfluksen (fig. 7, b). Den magnetiske fluksen til ankeret er rettet vinkelrett på fluksen til hovedpolene. Begge magnetiske fluksene er lagt over hverandre og danner et totalt, eller resulterende, felt, vist i fig. 7, c. Retningen til magnetfeltet til generatoren som et resultat av virkningen av ankerfeltet forskyves i retning av ankerrotasjon. Den fysiske nøytralen forskyves også i samme retning, som i dette tilfellet inntar posisjonen n1-n1.
Påvirkningen av magnetfeltet til ankeret på feltet til polene kalles ankerreaksjonen. Armaturreaksjon påvirker driften av generatoren negativt. Børster M-M av den elektriske maskinen må alltid installeres i retning av den fysiske nøytralen. Derfor er det nødvendig å forskyve generatorbørstene i forhold til den geometriske nøytralen med en viss vinkel P (fig. 7, c), siden det ellers oppstår sterke gnister mellom børstene og samleren. Gnister forårsaker brenning av overflaten på kommutatoren og børstene og deaktiverer dem. Jo større ankerstrøm, jo ​​sterkere ankerreaksjon, jo større vinkel er det nødvendig å forskyve børstene. Med hyppige endringer i belastningen til en dieselgenerator, vil posisjonen til børstene måtte endres nesten kontinuerlig.
Armaturreaksjonen forskyver ikke bare magnetfeltet til hovedpolene, men svekker det også delvis, noe som fører til en reduksjon i e indusert av generatoren. d.s.
For å svekke ankerreaksjonen i generatorer, installeres ytterligere poler mellom hovedpolene, og noen ganger, for samme formål, legges en kompensasjonsvikling i polstykkene til hovedpolene. Ytterligere poler skaper et ekstra magnetfelt, som er rettet mot ankerfeltet i børstens installasjonsområde, som et resultat av at effekten nøytraliseres (fig. 8).

Ris. 8. Generatorkrets med ekstra poler

Imidlertid er den positive effekten av ekstra poler på driften av generatoren ikke begrenset til dette. Etter å ha passert gjennom nøytralen til generatoren, endres retningen til strømmen i hver sving av viklingen (se fig. 7) veldig raskt til det motsatte. I nøytral er spolen kortsluttet av børstene. En slik sving kalles pendling (Kommutering fra det latinske ordet commutatio - endring, endring). I byttesvingene (seksjonene) av armaturviklingen, på grunn av en veldig rask endring i strømmens retning, oppstår en ganske stor emf. selvinduksjon og gjensidig induksjon, som kalles reaktiv emf. Denne emf i bytteseksjoner forsterkes av virkningen av den magnetiske fluksen til ankeret, som de krysser. Virkningen av reaktiv emf. fører til sterk gnistdannelse av børstene. Ytterligere poler beregnes slik at deres magnetiske fluks er noe større enn ankerets magnetiske fluks. På grunn av dette induseres en ekstra emk i koblingsseksjonene. Ny emf har en retning motsatt av den reaktive emk, og slukker den, og forhindrer intens gnistdannelse.
Det magnetiske feltet til ankeret endres med en endring i belastningen (strømmen) til generatoren, derfor, for å nøytralisere den, er det nødvendig å endre feltet til kompensasjonsenhetene. Viklingen til tilleggspolene er koblet i serie med armaturviklingen, og hele armaturstrømmen går gjennom den. Med en økning i generatorstrømmen øker den magnetiske fluksen til ankeret, men samtidig øker den magnetiske fluksen til tilleggspolene som kompenserer for den.
Kompensasjonsviklingen gjør det mulig å ytterligere forbedre fordelingen av den magnetiske fluksen i den elektriske maskinen. Så fra fig. 7 er det lett å se at som et resultat av virkningen av ankerreaksjonen, blir den magnetiske fluksen til hovedpolene ujevn - på den ene siden av polen øker den, og på den andre svekkes den. Dette fører til en ujevn belastning av armaturviklingen, noen av svingene vil bli overbelastet, og børstenes driftsforhold forringes.
Ved hjelp av en kompenserende vikling plassert på hovedpolene, elimineres forvrengningen av den magnetiske fluksen rett under hovedpolene. Samtidig bruk av ekstra poler og kompensasjonsvikling kompliserer imidlertid utformingen av elektriske maskiner. Hvis det er mulig å utføre en tilfredsstillende drift av en elektrisk maskin ved bruk av ekstra poler, prøver de å ikke bruke en kompensasjonsvikling. Fant kompensasjonsviklinger praktisk bruk kun i kraftige elektriske maskiner.

Følgende figurer viser G-21-generatoren for 12 V, 0,22 kW, 1450 -7000 rpm.