билеты_ЭМ / 08.Виды коммутаций. Способы улучшения коммутации док
.doc8. Виды коммутаций. Способы улучшения коммутации
По характеру зависимости тока секции от времени в процессе коммутации различают линейную, замедленную и ускоренную коммутации
При линейной коммутации плотность тока по всей скользящей поверхности щетки одинакова и скорость изменения тока постоянна. Линейная коммутация возможна, когда сумма коммутирующих и реактивных ЭДС секции равна нулю. При линейной коммутации искрение под щетками минимальное, так как из-за одинаковой плотности тока на поверхности щеточного контакта эта поверхность эквипотенциальна. (6) Замедленная коммутация происходит тогда, когда реактивные ЭДС секции больше коммутирующих ЭДС.
При замедленной коммутации, вначале процесса скорость изменения тока мала, а в конце коммутации велика.(кривая 2 рис.69) Плотность тока больше под сбегающим краем щетки. Из-за большой неравномерной плотности тока под сбегающим краем щетки происходит неравномерный нагрев поверхности и неравномерное распределение потенциалов, вызывающие искрение.
При ускоренной коммутации скорость изменения тока вначале коммутации больше, чем в конце. Плотность тока меньше под сбегающим краем щетки. Ускоренная коммутация возможна тогда, когда коммутирующие ЭДС секции больше реактивных ЭДС. Если коммутирующие ЭДС незначительно превышают реактивные, то в конце периода коммутации ток коммутирующей секции, изменяя свое направление, вновь достигает величины тока ветви (рисунок 69 кривая 3) .
В этом случае ускоренная коммутация из-за меньшей плотности тока под сбегающим краем щетки, может быть без искрения.(7)
При сильно ускоренной коммутации ток коммутирующей секции в конце периода коммутации возрастает до величины большей, чем ток ветви.
Аналогичным образом, при сильно замедленной коммутации ток коммутирующей секции в конце процесса меньше тока ветви. И в том и в другом случаях, при разрыве коммутирующего контура ток мгновенно становится равным току ветви, с неизбежным искрообразованием между сбегающим краем щетки и коллектора.
Способы улучшения коммутации. Самым распространенным и достаточно совершенным способом улучшения коммутации является применение добавочных полюсов. Добавочные полюса располагают по линиям геометрической нейтрали, над щетками, между основными полюсами машины. Полюсные наконечники добавочных полюсов делают узкими, чтобы только перекрыть зону коммутации. Поле добавочных полюсов индуктирует в коммутирующей секции коммутирующую ЭДС, компенсирующую ЭДС индукции. Поэтому дополнительные полюса включаются последовательно с обмоткой якоря, чтобы поле добавочных полюсов изменялась пропорционально полю реакции якоря, создавая возможность его компенсации в разных режимах.
Самым совершенным способом улучшения коммутации является применение компенсирующей обмотки, укладываемой в пазы полюсных наконечников основных полюсов, и включаемой последовательно с якорем. Она своим полем, изменяющимся пропорционально току якоря, в наиболее возможной степени, компенсирует реакцию якоря. Однако даже если полностью компенсировать реакцию якоря, уменьшить до нуля реактивную ЭДС не удастся, так ламель и щетка не нулевой ширины, между ламелями есть разность потенциалов, и в коммутирующей секции всегда присутствует некий ток, разрыв которого вызывает искрение.
Искрение на коллекторе может возникать не только по причине неудовлетворительной коммутации, но и как следствие механических причин. Такими могут быть плохое закрепление щеток в щеткодержателе, волнистость или эксцентричность коллектора, ослабление нажатия пружин щеткодержателей. Эксплуатационными способами улучшения коммутации является подбор марки щеток, должный уход за щеточно-коллекторным аппаратом, сдвиг щеток по направлению к физической нейтрали. (10
