При
вращении якоря щетки машины при переходе
с одной коллекторной пластины на другую
замыкают на короткий промежуток времени
секции, соединенные с этими коллекторными
пластинами. При этом происходит процесс
переключения этих секций из одной
параллельной ветви обмотки якоря в
другую.
/
1Я
OZIZl
'2i*
\
/\ б
10
1 1й
I
k2ta
\
/\ /
tg
1»
ХУ
\
2
'
\21Я
Рпс.
44. Изменение тока в короткозамкнутой
секции за период
коммутации, если в
ней сумма э. д. с. равна нулю:
а
— положение секции до начала коммутации,
б
— положение секции
в середине периода
коммутации, в
— положение секции в конце
периода
коммутации.
Процесс
переключения секций из одной параллельной
ветви в другую и все явления, возникающие
в коротко- замкнутых секциях при этом,
называются коммутацией.
Рассмотрим
явления, происходящие в короткозамкнутой
секции при переходе щетки с одной
коллекторной пластины на другую, если
э. д. с. в этой секции равна нулю.
На
рисунке 44,
Если
щетка стоит на двух коллекторных
пластинах так, что изоляционная прослойка
между ними приходится
47Глава V коммутация
§ 1. Сущность процесса коммутации
г
I / Iа
показано положение щетки на первой
коллекторной пластине. Ток в одной
параллельной ветви обозначим через
гя. Тогда к щетке подходит ток 2
гя, так как от коллекторной
пластины отходят две параллельные
ветви.
посредине
щетки, то ток в короткозамкнутой
секции
равен нулю (рис. 44,
При
изменении тока в короткозамкнутой
секции
происходит изменение магнитного
потока вокруг проводов
секции,
вследствие этого в витках этой секции
индукти-
руется э. д. с. самоиндукции,
а при изменении тока и
магнитного
потока в соседних витках в ней
индуктируется
э.
д. с. взаимной индук-
ции,
если ширина щет-
ки больше ширины
кол-
лекторной пластины.
Результирующую
э.
д. с. самоиндукции и
взаимоиндукции
назы-
вают реактивной э. д. с.
и
обозначают через ер.
По правилу
Ленца, ре-
активная э. д. с.
проти-
водействует изменению
тока
в короткозамкну-
той секции. Э. д. с.,
ин-
дуктируемую в витках
обмотки
якоря вследст-
вие
пересечения этими витками магнитного
поля полюсов,
называют коммутирующей
э.д.с.
п обозначают
через ек.
Допустим,
что сумма э. д. с. в короткозамкнутой
сек-
ции равна нулю. Пренебрегаем
сопротивлением секции и
соединительных
проводников между секцией и коллек-
торными
пластинами. Ширину щетки примем
равной
ширине коллекторной пластины.
Сопротивления пере-
ходных контактов
между щеткой и коллекторными пла-
стинами
обозначим через
т\ F2
rs
FF
Рис.
45. Прямолинейная коммутация:
а
— ток в короткозамкнутой секции; б
—
график изменения тока в
короткозамкнутой
секции.
48б).
Если щетка перейдет на вторую
коллекторную
пластину, то ток в секции,
замыкавшейся
накоротко щеткой,
изменит свое направление на
противо-
положное (рис. 44, в).
Таким образом, за время коммута-
ции
ток в короткозамкнутой секции меняет
свое направ-
ление и величину от +гя
до —гя.гг
и г2 (рис. 45, а).
Но эти сопро-
тивления обратно
пропорциональны площадям соприкос-
новения
щетки с коллекторными пластинами
соответст-
венно Fi
и F2:
t |
0 |
0,25 Т |
0,5Т |
0,75 Т |
Т |
|
‘я |
0,5 гя |
0 |
0.5 г'я |
“‘я |
49
Так
как ток
Рис.
46. Криволинейная коммутация:
а
— замедленная; б
— ускоренная.
Таким
образом, хорошая
коммутация будет в том случае, если
сумма э. д. с. в короткозамкнутой секции
равна нулю, т. е.
бр-|-бк
= 0. (31)
Но
в действительности добиться такого
положения, чтобы сумма э. д. с. в
короткозамкнутой секции была равна
нулю, очень трудно.
Если
сумма э. д. с. в короткозамкнутой секции
не равна нулю, то коммутация будет
криволинейной.
Если
реактивная э. д. с.
50i
изменяется по уравнению прямой линии,
то такую коммутацию называют прямолинейной»
Плотность
тока под щетками при прямолинейной
коммутации везде одинакова, искрения
под щетками не наблюдается.
ер
больше коммутирующей ек,
то
процесс изменения тока в короткозамкнутой
секции замедляется, и такую коммутацию
называют замедленной
(рис. 46, а).