2 Прямолінійна комутація.

Цей вид комутації має місце в машині, якщо в. процесі комутації в комутуючій секції ЕРС не наводиться або, що більш реально, сума ЕРС комутуючіої секції дорівнює нулю. У цьому випадку для комутуючої секції, замкнутою щіткою

В відповідності до другого закону Кирхгофа можна записати:

i1 r1 –i2 r2 =0

де - r1 ,r2 - перехідні опори між щіткою і що збігає 1 і що набігає 2 пластинами;

i1 i2 - струми, що переходять в обмотку якорі через пластини 1 й 2:

i1= iа+ i і i2= iа - i

одержимо

(iа+ i ) r1-( iа - i ) r2=0

звідки струм у комутуючій секції

Закон зміни струму комутуючої секції у функції часу визначається рівнянням

(6.1)

де Тк - період комутації Тк =

bш- ширина щітки

bк-відстань між серединами сусідніх колекторних пластин

n- частота обертання якоря

К- Кількість колекторних пластин.

Це рівняння (6.1)є лінійним, а тому графік i=f(t) являє собою пряму лінію, що перетинає вісь абсцис у крапці t=0.5Tk (рисунок 6.3).

Комутація, при якій струм у комутуючій секції I змінюється за прямолінійним законом, називають прямолінійною (ідеальної) комутацією.

Досить важливим фактором, що визначає якість комутації, являється густина струму в перехідному контакті «щітка - пластина»: і1- щільність струму під збігаючим краєм щітки, і2 густина струму під набігаючим краєм щітки.

При прямолінійній (ідеальної) комутації щільність струму в перехідному контакті протягом усього періоду комутації залишається незмінною.

Викладені властивості прямолінійної (ідеальної) комутація-сталість щільності струму під щіткою і вихід пластини з-під щітки без розриву струму - є основними, і завдяки їм цей вид комутації не супроводжується іскрінням на колекторі.

3. Криволінійна вповільнена комутація

П еріод комутації в сучасних машинах постійного струму досить малий і становить приблизно 10 -3-10-5 с. При цьому середня швидкість зміни струму в комутуючій секції порівнянно велика, що приводить до появи в комутуючої секції ЕРС самоіндукції де - індуктивність секції; і- струм у комутуючій секції.

Рисунок 6.3 Магнітний зв’язок одночасно комутуючих секцій А) при повному кроці б) при вкороченому кроці обмотки якоря

Звичайно в кожному пазу якоря перебувають кілька активних сторін (не менш двох), що належать різним секціям. При цьому якщо крок обмотки повний (у1=τ), то всі ці секції одночасно перебувають у стані комутації, будучи замкнутими різними щітками (рисунок 6.3 а). Звичайно ширина щітки більше колекторного розподілу, і кожна щітка замикає одночасно кілька секцій. Так як пазові частини комутуючих секцій лежать в одних пазах, то змінившийся магнітний потік кожної з цих частин наводить в пазових частинах інших секцій ЕРС взаємоіндукції.

де –Мс-взаємна індуктивність одночасно комутуючих секцій

Обидві ЕРС створюють в комутуючий секції реактивну ЕРС(результуючу ЕРС)

яка перешкоджає зміні струму в комутуючій секції. Крім того, під впливом реакції якоря магнітна індукція в зоні комутації (на геометричної нейтрали) здобуває деяке значення Вк під дією якої в комутуючій секції наводиться ЕРС обертання

де l - довжина пазових частин секції;

ωc - число витків у секци

V - лінійна швидкість руху секції.

Електрорушійна сила обертання на відміну від реактивної ЕРС може мати різний напрямок залежно від полярності зовнішнього магнітного поля в зоні комутації. Якщо машина не має додаткових полюсів, то ЕРС обертання спрямована узгоджено реактивної ЕРС.