§3. Способы улучшения коммутации.

Итак, основной причиной неудовлетворительной коммутации в машинах постоянного тока является добавочный ток коммутации. Улучшить коммутацию можно за счет:

• увеличения щеточного контакта, зависящего от технических данных щеток (целесообразно использовать твердые щетки – угольно-графитные, графитные и электрографитированные), обеспечивает наибольшую величину переходного сопротивления. Однако у них мала допускаемая плотность тока, что ведет к повышению щеточного контакта (применяются в машинах с высоким напряжением).

Обычно используются графитные щетки, с тем условием коммутации –

1. Угольно-графитные, а в машинах пониженного напряжения (до 30 В) – медно- или бронзо-графитные.

2. Целесообразно применять щетки шириной в 2-3 коллекторных деления (это повышает э.д.с. взаимоиндукции, но упрочняет щетки).

3. Заметное влияние на величину е_р(реактивной э.д.с.) оказывает тип обмотки якоря.

Если обмотка с укороченным шагом, то е_Муменьшается (э.д.с. взаимоиндукции). Результирующая э.д.с. е_руменьшается уменьшением индуктивности секцийL_S,следовательно, уменьшением числа витков секции.L_S=, а также выполнением пазов якоря открытыми и неглубокими.

Величина е_рможет быть значительно уменьшена или даже полностью устранена, если создать в зоне коммутации магнитную индукцию такой величины и знака, чтобы в коммутирующих секциях индуктировалась э.д.с. внешнего поля е_кравная по величине и противоположно направленная е_р. В этом случае суммарная э.д.с. в коммутирующей секции станет равной нулю, и коммутация будет прямолинейна.

Для создания требуемой магнитной индукции в зоне коммутации в машинах мощностью более 0,3 кВт применяют добавочные полюса, располагая их между главными.

Намагничивающая сила дополнительных полюсов должна быть направлена против намагничивающей силы реакции якоря F_aq, чтобы скомпенсировать ее и создать сверх того коммутирующее поле для компенсации реактивной э.д.с. е_р.

Правило.

За главным полюсом данной полярности по направлению вращения якоря в режиме генератора должен следовать добавочный полюс противоположной полярности, а в режиме двигателя – дополнительный полюс той же полярности.

Обычно намагничивающая сила добавочных полюсов на 15. . . 30% больше намагничивающей силы якоря.

Если величину намагничивающей силы добавочных полюсов сделать больше указанной, то е_кстановится больше е_ри в коммутирующей секции появляется ток коммутацииi_к, направленный противоположно рабочему току секцииi=в начальный период коммутации.

В этом случае коммутация становится криволинейно ускоренной. При этом плотность тока увеличивается под набегающим краем щетки.

Добавочные полюса обеспечивают удовлетворительную коммутацию в машине только в пределах номинальной нагрузки (I_н). При перегрузках машины происходит насыщение магнитной цепи добавочных полюсов, из-за чего коммутация становится опять замедленной, т.к. е_ризменяется пропорционально току нагрузкиI_а, а повышение е_кзадерживается из-за насыщения магнитной цепи.

Насыщению магнитной цепи способствует магнитный поток рассеяния. Чтобы этого не было делают прокладки в добавочном полюсе (между ним и станиной), разбивая Ф_Sна две части.

Сдвиг щеток применяется в машинах мощностью менее 0,3 кВт, т.к. они выполняются без добавочных полюсов.

Правило:

• в генераторе щетки поворачивают в сторону вращения генератора;

• в двигателе щетки поворачивают против вращения якоря.