29. Коммутация и шкала искрения.

При работе машины постоянного тока щетки и коллектор образуют скользящий контакт. Площадь контакта щетки выбирают по значению рабочего тока машины, приходящегося на одну щетку, в соответствии с допустимой плотностью тока для выбранной марки щеток. Если по какой-то причине щетка прилегает к коллектору не всей поверхностью, то возникают чрезмерные местные плотности тока, приводящие к искрению на коллекторе.

Причины, вызывающие искрение на коллекторе, разделяют на механические, потенциальные и коммутационные.

Механические причины искрения — слабое давление щеток на коллектор, биение коллектора, негладкая поверхность коллектора, загрязнение поверхности коллектора, а также другие причины, вызывающие нарушение электрического контакта между щеткой и коллектором.

Потенциальные причины искрения – появляются при возникновении напряжения между смежными коллекторными пластинами, превышающего допустимое значение. В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг.

Коммутационные причины искрения – создаются физическими процессами, происходящими в машине при переходе секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.

Процесс переключения секции из одной параллельной ветви в другую и сопровождающие его явления называются коммутацией. Секция, в которой происходит коммутация, называется коммутирующей, а продолжительность процесса коммутации — периодом коммутации.

e_k = 2*Wc*Bдп*l_a*V – ускоряет процесс коммутации

- ЭДС самоиндукции. Она препятствует изменению тока в секции.

.

e_L и e_M – замедляют изменение тока.

Вдп – магнитное поле создаваемое обмоткой добавочных полюсов.

1. если е_р = е_к – прямолинейная коммутация

2. если е_р > е_к – полюса слабые, замедленная коммутация

3. если е_р << е_к – ускоренная коммутация

4. если е_р > е_к → е_{к оптимальное}

- все было бы прекрасно, если бы можно было каждую секцию на машине построить по этому условию, т.е. каждая секция коммутирует по своему.

31. ВАХ щеточного контакта.

Щеточный контакт является одним из активных элементов оказывающих влияние на условие токосъемника. ВАХ щетки – зависимость ΔUщ = f(j), где j – это плотность тока. При работе щетки по медному коллектору нарабатывается пленка политура, которая имеет светло или темноореховый цвет. Состав политуры сложен.

1 – графитные щетки (применяются для машин низкого напряжения 0,1 – 0,3В), 2 – электрографитные щетки (тот же графит обработанный электричеством, для высоковольтных 0.8 – 1,5), 3 – металлосодержащие щетки(в коллекторных машинах до 6 – 8В). Медь и графит наилучшая пара взаимодействия.

32. Назначение добавочных полюсов

Назначение добавочных полюсов — создать в зоне коммутации магнитное поле такой величины и направления, чтобы наводимая этим полем в коммутирующей секции ЭДС вращения е_ВР компенсировала реактивную ЭДС е_Р. В машине постоянного тока без принятия мер по улучшению коммутации ЭДС е_Р и е_ВР направлены в одну сторону, т. е. действуют согласно: . Добавочные полюсы располагаются между главными. При этом щетки устанавливают на геометрической нейтрали. Все машины постоянного тока мощностью свыше 1 кВт снабжаются добавочными полюсами, число которых принимают равным числу главных полюсов или же вдвое меньшим. Наличие добавочных полюсов позволяет увеличить линейную нагрузку машины и при заданной мощности получить машину меньшего веса и габаритов. Если машина снабжена компенсационной обмоткой, то МДС добавочных полюсов следует уменьшить на величину МДС компенсационной обмотки Р Обычно в компенсированных машинах постоянного тока МДС добавочных полюсов на 15—30 % больше МДС якоря. МДС добавочного полюса для некомпенсированных машин постоянного тока принимают равной (А): Fд = Kд*Fa, где Kд = Fд/Fa — коэффициент, учитывающий требуемое превышение МДС обмотки добавочного полюса Fд над МДС якоря Fа.