1. Цель работы
1.1. Познакомиться с методами оценки качества коммутации электрических машин постоянного тока.
1.2. 0пределить область безыскровой работы (ОБР) электрической машины постоянного тока.
1.3. По данным опыта построить зависимость ΔI = f(Ia) при E=const.
2. Теоретические пояснения
Качество коммутации электрических машин определяется степенью искрения. Оценка степени искрения, или класса коммутации, устанавливается не столько по видимому искрению, сколько во производимому им результату, по шкале, состоящей из пяти степеней, и не ставится в зависимость от числа щеток, под которыми наблюдается искрение.
Степень искрения 1 - характеризуется полным отсутствием искрения, или «темной коммутацией».
Степень искрения 11/4« - характеризуется слабым точечным искрением под небольшой частью щетки. Первые две степени искрения объективно характеризуются полным отсутствием почернения коллектора и следов нагара на щетках.
Степень искрения 11/2 - характеризуется слабым искрением под большей частью щетки, при ней могут появляться следы нагара на щетках и почернения коллектора, однако лишь такие, что легко устраняются протиранием его поверхности каким либо растворителем, не окисляющим медь.
30
Степень искрения 2 - характеризуется искрением под всем краем щетки, появлением следов почернения коллектора, не устраняемых протиранием его поверхности, и нагар на щетках.
Степень искрения 3 - характеризуется значительным искренне под всем краем щетки с крупными вылетающими искрами, почернение коллектора, не устраняемым протиранием его поверхности, подгаром и разрушением щеток. Допускаемая степень искрения должна быть указана в стандартах или технических условиях на конкретные виды машин. Если же она не оговорена, то при нормальном режиме работы машины должно быть не выше 11/2. Электромашиностроительные заводы заводы стремятся выпускать машины со степенью искрения не выше 1, а для машин с трудными условиями работы не выше 11/2.
При оценке искрения принимается во внимание искрение под сбегающем краем щетки. Искрение, наблюдаемое иногда под набегающем краем щетки, не должно учитываться
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ БЕЗЫСКРОВОЙ РАБОТЫ
Коммутация зависит от многих факторов, разделить влияние которых не всегда легко. Основными из них являются правильность выбора данных для коммутирующих обмоток, соответствие примененных щеток (марки, размеров), условиями работы машины и удовлетворительность состояния машины в механическом отношении, а именно: отсутствие вибраций и биения коллектора, правильность расстановки щеток по его окружности, жесткость траверсы и т.д. Определение области безыскровой работы, введенное в практику испытаний В.Т.Касьяновым, просто, доступно для применения в обстановке промышленного испытания и дает непосредственный ответ на вопрос о правильности выбора данных для коммутирующих обмоток, кроме этого им косвенно освещаются и другие обстоятельства, влияющие на
31
коммутацию. При различных нагрузках - от холостого хода до номинальной, а если возможно, то и выше номинальной, определяются верхний и нижний пределы МДС коммутирующих обмоток, между которыми коммутация остается «темной». Область, ограниченная этими пределами и носит название область безыскровой работы (ОБР). ОБР определяется следующими способами питания коммутирующих обмоток:
1. Дополнительное питание коммутирующих обмоток от самостоятельного источника, который подключается к их выводам и должен доставить разность между данным током нагрузки и токами в коммутирующих обмотках, соответствующими границам области безыскровой работы.
2. Независимое питание коммутирующих обмоток, отключенных от остальных цепей испытуемой машины, от самостоятельного источника постоянного тока.
3. Питание временной обмотки, наложенной на добавочные полюсы помимо постоянной обмотки, от самостоятельного источника или от самой испытуемой машины. Чаще всего применяется способ дополнительного питания.
Для каждого тока нагрузки якоря изменением тока в цепи дополнительной машины определяется зона безыскровой работы. При этом полярность выхода дополнительного генератора изменяется направлением тока обмотки возбуждения. Вследствие этого получают различные области безыскровой работы машины, показанные на рис. 4.1,4.2,4.3.
Рис.4.1 32 Рис.4.2
На рис.4.1 показана область безыскровой работы при слишком слабых коммутирующих токах.
На рис.4.2 - область безыскровой работы при
Рис. 4.3 слишком сильных токах
коммутации.
На рис.4.3 показана область безыскровой работы некомпенсированной машины.
Идеальным может быть случай, когда средняя линия совпадает с осью абсцисс на всем своем протяжении.
Чем шире область безыскровой работы, тем надежнее машина в коммутационном отношении. Кривизна средней линии области безыскровой работы служит показателем компенсированности машины. В компенсированных машинах средняя линия близка к прямой, в некомпенсированных машинах ее обычная форма имеет вид, как на рис.4.3.
Отклонение средней линии области безыскровой работы при переходе от режима короткого замыкания к режиму нагрузки определяется действием ряда факторов, наиболее существенными из которых являются следующие: насыщение ярма и тела якоря; влияние поля главных полюсов на поле добавочных полюсов. Ширина ОБР в долях номинального тока убывает с возрастанием мощности машины и с увеличением ее частоты вращения. В одной и той же машине при холостом ходе она примерно обратно пропорциональна частоте вращения. Поэтому, если машина имеет несколько поминальных частот вращения, то опыт дополнительного питания нужно проводить, прежде всего, при наибольшей из них.
33