4.11.Коммутация мпт

Коммутация – совокупность явлений, связанных с изменением тока в проводниках обмотки якоря при прохождении их через зону, где они замыкаются накоротко щетками, наложенными на коллектор. Качество коммутации оценивается по степени искрения под сбегающим краем щетки. Причины искрения можно разделить на две группы – механические и электрические. Механические причины связаны с геометрическим несовершенством коллектора и щеточного аппарата. К ним относятся эллиптическая форма коллектора. выступание отдельных коллекторных пластин, недостаточная балансировка коллектора, вибрация щеток в обойме. Учесть при расчетах все эти факторы невозможно, поэтому в механическом отношении коллектор считают идеальным и анализируют влияние на коммутацию только электрических причин.

4.11.1.Эдс, наводимые в коммутируемой секции.

В процессе коммутации за то время, когда секции замыкаются щетками накоротко, в них происходит изменение направления тока на противоположное. При этом в секциях наводятся различные ЭДС, влияющие на процесс коммутации.

Так как секция обладает определенной индуктивностью , при переключении ее из одной параллельной ветви в другую, т.е. при изменении направления тока в ней на противоположное, в секции наводится ЭДС самоиндукции, равная:

Если ширина щетки такова, что она одновременно перекрывает несколько коллекторных пластин, ток одновременно изменяется в нескольких расположенных рядом секциях, под действием чего в секции и наводится ЭДС взаимоиндукции, равная:

где - взаимоиндуктивность секций.

При вращении якоря в коммутируемой секции наводятся ЭДС вращения. Одна из них наводится полем главных полюсов, которое неизбежно попадает в зону коммутации. Эта ЭДС, в зависимости от положения щеток на коллекторе, может быть направлена как согласно, так и встречно по отношению к ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции. Вторая ЭДС наводится магнитным полем поперечной реакции якоря. Эта ЭДС направлена согласно по отношению к ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции.

Все эти ЭДС в сумме составляют так называемую реактивную ЭДС, по величине которой оценивается склонность машины к искрению. Допустимые значения реактивной ЭДС приводились выше.

При расчете коммутации необходимо рассчитать:

реактивную ЭДС;

размеры добавочного полюса;

числа витков обмоток добавочного полюса и компенсационной;

поперечные сечения и размеры проводников этих обмоток.

Реактивная ЭДС может быть рассчитана по формуле:

где - удельная магнитная проводимость паза, соответствующая потокам рассеяния между стенками паза, между коронками зубцов и вокруг лобовых частей обмотки.

Для снижения влияния зубчатости якоря на пульсации магнитного потка применяют скос пазов. При этом коммутируемые секции приближаются к главным полюсам, поле которых может расстроить коммутацию.

При расчете добавочных полюсов (ДП) необходимо правильно выбрать величину воздушного зазора. Так как кривая намагничивания ДП должна быть линейной для обеспечения пропорциональности наводимой ЭДС току якоря, воздушный зазор желательно иметь возможно большим. Кроме того, при этом в меньшей степени сказываются пульсации магнитного потока, обусловленные зубчатостью якоря. Однако с увеличением воздушного зазора увеличивается расход меди на его обмотку, потери в ней, поток рассеяния ДП. Как правило, принимают:

Ширина наконечника ДП должна быть такой, чтобы обеспечить индуктирование ЭДС во всех секциях, находящихся в зоне коммутации. Принимают ширину наконечника ДП равной около 0,75 ширины зоны коммутации: