В воздушном зазоре машины складываются два поля: основное магнитное поле и поле нагрузки. Влияние поля нагрузки на основное магнитное поле называется реакцией якоря. Чтобы определить, как влияет поле нагрузки на основное магнитное поле машины, используют метод наложения.
Основное магнитное поле машины постоянного тока при холостом ходе, создаваемое обмоткой возбуждения.
Магнитное поле якоря машины постоянного тока под нагрузкой.
Магнитное поле машины постоянного тока, работающей под нагрузкой.
Если при расчете магнитной цепи не имело значения местоположение щеток, то для поля нагрузки положение щеток является определяющим. У большинства машин постоянного тока щетки располагаются на геометрической нейтрали.
Геометрическая нейтраль — это плоскость, проходящая через центр машины перпендикулярно средней линии полюсов.
Пара щеток по конструкции машины жестко соединяется между собой, и это соединение называется осью щеток.
Магнитное поле, создаваемое током нагрузки, всегда располагается вдоль оси щеток и вращается вместе с осью щеток.
Задавшись направлением вращения и током якоря используя правило правой руки определяют направление действия поля нагрузки.
Используя метод наложения, определим влияние поля нагрузки на основное магнитное поле. Под действием поля нагрузки, т.е. под действием поля якоря, происходит перераспределение основного магнитного потока вдоль полюсного деления.
Влияние реакции якоря зависит от режима работы машины и от направления вращения якоря.
У генератора магнитное поле увеличивается по сбегающим кольцом полюса, а уменьшается под набегающим. У двигателя наоборот.
Чтобы уменьшить влияние реакции якоря на основное магнитное поле машины, между главными полюсами устанавливаются добавочные полюса. Обмотки добавочных полюсов включаются последовательно с обмоткой якоря, а их магнитный поток выбирается таким, чтобы компенсировал реакцию якоря.
Магнитный поток добавочных полюсов изменяется с изменением тока нагрузки, в результате чего достигается компенсация поля нагрузки. Для того чтобы добавочные полюса полностью компенсировали поле нагрузки в двигателе за главным полюсом должен следовать дополнительный полюс той же полярности.
В генераторе по направлению вращения якоря за главным полюсом должен следовать добавочный полюс противоположной полярности.