2. Зменшення реактивної ерс.

E_p = E_L + E_M = -(L_C + M_C)

Суттєвий вплив на величину Е_р має Е_м, величина якої залежить від ширини щітки таким чином, що чим більше число колекторних пластин одночасно перекриває щітки, тим більше секцій одночасно комутуються і тим більшою буде Е_м.

Занадто вузькі щітки небажані, бо мають недостатню механічну міцність. Найбільш доцільними є щітки шириною в 2-3 колекторних поділки.

Для усунення реактивної ЕРС слід створити в зоні комутації магнітне поле визначеної полярності та величини. Утворюється таке поле додатковими полюсами, або зміщення щіток з геометричної нейтралі.

3. Додаткові полюси.

Призначення додаткових полюсів – створити в зоні комутації магнітне поле такої величини і напрямку, щоб ЕРС наведена в комутованій секції, компенсувала реактивну ЕРС.

ΣЕ =

В такому разі комутація стає прямолінійною )ідеальною).

Додаткові полюси розташовують між головними, при цьому щітки встановлюють на геометричній нейтралі.

Додаткові полюси застосовують в МПС потужністю > 1 кВт. Їх кількість приймають рівною кількості головних полюсів або вдвічі меншою.

Число витків обмотки додаткових полюсів вибирають таким, щоб МРС додаткових полюсів компенсувала МРС якоря по поперечній осі в зоні комутації, та мала б деякий надлишок, потрібний для створення магнітного поля з напрямком протилежним полю реакції якоря.

F_g = (1.2 ÷ 1.45)F_a

Для забезпечення компенсації реактивної ЕРС при різних навантаженнях машини, обмотку додаткових полюсів вмикають послідовно з обмоткою якоря.

Полярність додаткового полюсу у генераторі повинна бути такою, як у наступного в напрямку обертання головного полюсу, а в двигунах – як у попереднього полюсу.

Додаткові полюси забезпечують задовільну комутацію в МПС тільки в межах номінальних навантажень. При перенавантаженнях машини проходить насичення додаткових полюсів, внаслідок чого в комутованій секції з`являється сумарна ЕРС: ΣЕ = Е_р – Е_к і комутація стає уповільненою.

4. Зміщення щіток з нейтралі.

Застосовують в МПС потужністю до 1 кВт без додаткових полюсів.

Якщо щітки встановлені на геометричній нейтралі, то поперечне магнітне поле якоря з магнітною індукцією В_к, яка буде наводити в комутованій секції ЕРС обертання Е_об, яка має такий же напрямок, як і реактивний ЕРС і сприяє уповільненій комутації.

Якщо змістити щітки з нейтралі (фізичної) ΣЕ = Е_об – Е_р = 0 (прямолінійна комутація).

Для отримання бажаного ефекту, щітки слід зміщувати в напрямку обертання (у генератора), та проти обертання (у двигуна). Цей спосіб поліпшення комутації має недоліки:

1. комутуюче поле змінюється не пропорційно навантаженню машини, що не забезпечує однакову компенсацію реактивної ЕРС в діапазоні навантажень, бо для кожного навантаження необхідно змінювати положення щіток;

2. при зміщенні щіток з нейтралі підсилюється розмагнічуючи дія реакції якоря;

3. для реверсивних ЕПС.

Зміщення щіток з нейтралі неприпустиме!

Тема: КРУГОВИЙ ВОГОНЬ ПО КОЛЕКТОРУ

При значних перевантаженнях МПС, або при раптовому К.З. комутація приймає різко уповільнений характер. При цьому між збігаючою колекторною пластиною та збігаючим краєм щітки виникає ел. дуга, а так як колектор обертається, то дуга механічно розтягується.

Одночасно з цим перевантаження машини супроводжується підсиленням реакції якоря і підвищенням напруги між сусідніми колекторними пластинами за межі допустимої.

Все це створює умови для виникнення електричної дуги між щіткою та колекторними пластинами. Таким чином, в умовах значних перевантажень в МПС виникають комутаційні та потенціальні причини для виникнення електричної дуги на колекторі.

При цьому електричні дуги, визвані комутаційними причинами, зливаються з дугами, визваними потенціальними причинами і утворюють навколо колектора потужну електричну дугу, яка може перекинутися також на корпус машини. Це явище називається круговим вогнем по колектору.

Додаткові полюси та компенсаційні обмотки значно знижують можливість виникнення кругового вогню, але повністю цю можливість не виключають.

Для захисту обмотки якоря від кругового вогню між колектором та обмоткою якоря влаштовують ізолюючий екран.

При незадовільній комутації МПС є джерелом радіопоміх.

Для усунення радіопоміх слід заземлювати корпус електричної машини та застосовувати фільтри (конденсатори – один вивід з`єднують з корпусом, а другий з проводом обмотки збудження та обмотки якоря).

Т-5. КОЛЕКТОРНІ ГЕНЕРАТОРИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ.