電樞反應

電樞反應交軸電樞反應

交軸電樞反應即交軸電樞磁動勢對主極磁場的影響。在這里，我們?yōu)榱朔治鰡栴}的簡單，假定①磁場是不飽和的，②發(fā)電機電樞轉向是逆時針的，電動機則為順時針的。從而可知：

(1)交軸電樞磁場在半個極內對主極磁場起去磁作用，在另半個極內則起增磁作用，引起氣隙磁場畸變，使電樞表面磁通密度等于零的位置偏移幾何中性線，新的等于零的位置我們稱之為物理中性線。

(2)不計飽和時，交軸電樞反應既無增磁，亦無去磁作用?？紤]飽和時，起到去磁作用。

電樞反應直軸電樞反應

當電刷不在幾何中性線上時，出現(xiàn)了直軸電樞反應。

(1)若為發(fā)電機，電刷順著旋轉的方向移動一個夾角，對主極磁場而言，直軸起去磁反應，若電刷逆著旋轉方向移動一個夾角，則直軸電樞反應將是增磁的。

(2)若為電動機，則剛好相反。

電樞反應使氣隙磁場發(fā)生畸變，會對電機的換向帶來不利影響：

1、由于幾何中性線處的氣隙磁密不再為零，于是，處在幾何中性線處的換向元件（電刷是與處在幾何中性線處的元件所連接的換向片接觸的）中必然會產(chǎn)生感應電動勢，使換向發(fā)生困難。

2、氣隙磁場畸變使換向器上的片間電壓不均勻，尤其當電機負載突變時，形成強烈的電樞反應，氣隙磁場嚴重畸變，有可能使相鄰兩換向片之間的電位差超過一定的限度，從而產(chǎn)生電位差火花，而且隨著電弧的拉長可能出現(xiàn)環(huán)火。換向是直流電機的一個專門問題，換向不良就會在換向器和電刷間產(chǎn)生火花，火花超過定程度，就會燒壞電刷和換向器，嚴重影響電機運行。此外，火花會產(chǎn)生電磁波，對無線通信造成干擾。

產(chǎn)生火花的原因有很多，除電磁原因外，還有機械的原因，換向過程中還伴隨著電化學、電熱等因素，它們相互交織在一起，過程相當復雜。

當電樞繞組中沒有電流通過時，由磁極所形成的磁場稱為主磁場，近似按正弦規(guī)律分布。當電樞繞組中有電流通過時，繞組本身產(chǎn)生一個磁場，稱為電樞磁場。電樞磁場對主磁場的作用將使主磁場發(fā)生畸變，產(chǎn)生電樞反應：

(1)純電阻性負載時的電樞反應

電樞磁場的電動勢與電流相位相同，電樞磁場使主磁場發(fā)生畸變，一半加強，一半削弱；

（2）純電感性負載時的電樞反應

電樞磁場的電流滯后于電動勢90度，電樞磁場產(chǎn)生的電動勢與主磁場產(chǎn)生的電動勢方向相反，因此削弱了主磁場電動勢，這就是為什么三相電路中含有電感性元件時電壓下降的原因；這時叫做縱軸去磁電樞反應

（3）純電容性負載時的電樞反應

電樞磁場的電流超前于電動勢90度，因電樞磁場與主磁場成90度，電樞磁場產(chǎn)生的電動勢與主磁場產(chǎn)生的電動勢方向相同，因此加強了主磁場電動勢，這就是為什么三相電路中含有電容性元件時端電壓上升的原因；這時叫做縱軸輔助磁電樞反應。

電樞反應對直流電機的工作影響很大，使磁極半邊的磁場加強；另半邊的磁場減弱，負載越大，電樞反應引起的磁場畸變越強烈，其結果將破壞電樞繞組元件的正常換向，易引起火花，使電機工作條件惡化。同時電樞反應將使極靴尖處磁通密集，造成換向片間的最大電壓過高，也易引起火花甚至造成電機環(huán)火。

加裝附加磁極以便使畸變的磁通得以補償。對大型電機，在主磁極的頂部加裝補償繞組可使磁通分布畸變得以修正。

在直流電機中，主場由場線圈產(chǎn)生。在發(fā)電和電動兩種模式中，電樞承載電流并建立磁場，稱為電樞磁通。電樞磁通對主磁場的影響稱為電樞反應。電樞反應：

1. 去磁場

2. 交叉磁化主場。

消磁效果可以通過在主勵磁繞組上增加額外的安匝來克服。具有共同的極點可以減少交叉磁化效應。

在放大器旋轉放大器中，電樞反應是必不可少的。

電樞反應的下降是磁場對發(fā)電機主極磁通分布的影響。

由于電樞纏繞有線圈，因此每當電流在線圈中流動時，在電樞中形成磁場。該場與發(fā)生器場成直角，稱為電樞的交叉磁化。電樞磁場的作用是扭曲發(fā)生器磁場并移動中性平面。中性平面是電樞繞組平行于磁力線移動的位置，這就是為什么位于該平面內的軸被稱為磁中性軸（MNA）的原因。這種效應被稱為電樞反應和正比于在電樞線圈中流過的電流。

發(fā)電機的電刷必須設置在中性平面上;也就是說，它們必須接觸換向器的連接到?jīng)]有感應電動勢的電樞線圈的部分。如果電刷接觸到中性面外的換向片，會使“帶電”線圈短路，造成電弧和功率損耗。

沒有電樞反應，磁中性軸（MNA）將與幾何中性軸（GNA）重合。電樞反應引起中性平面沿旋轉方向移動，如果電刷處于空載狀態(tài)，即沒有電樞電流流過時，當電樞電流流動時，它們不會處于中性平面。出于這個原因，希望將校正系統(tǒng)結合到發(fā)電機設計中。

這是克服電樞反應效應的兩個主要方法。第一種方法是當發(fā)電機產(chǎn)生正常的負載電流時，改變電刷的位置，使它們處于中性平面。在另一種方法中，在發(fā)生器中安裝稱為極間的特殊極點，以抵消電樞反應的影響。

電刷設置方法在發(fā)電機在相當恒定負載下運行的設備中是令人滿意的。如果負載有明顯的變化，中性平面就會按比例移動，刷子總是不能正確的位置。電刷設置方法是糾正小型發(fā)電機（產(chǎn)生大約1000W或更少）的電樞反應的最常見手段。較大的發(fā)生器需要使用間極。