Вопрос 7. Коммутация в машинах постоянного тока. Причины, вызывающие искрение на коллекторе. Сущность процесс коммутации, виды коммутации. Способы улучшения коммутации.

Коммутация машин постоянного тока, т. е. изменение направления тока в секциях обмотки якоря при переходе секций от одного полюсного деления к другому, происходит при кратковременном замыкании их щетками на пластинах коллектора. При коммутации в короткозамкнутых секциях возникают реактивная ЭДС и ЭДС вращения, наводимая потоком реакции якоря, магнитные силовые линии которого пронизывают замкнутые при коммутации секции. При движении коллектора в момент отхода пластины коллектора от замыкающей данную секцию щетки происходит разрыв цепи (замкнутой секции), имеющей индуктивное сопротивление, и возникает искрение между сбегающим краем щетки и коллекторной пластиной. При неудовлетворительной коммутации искрение может быть значительным и может привести к местному повреждению коллектора, что в свою очередь ухудшает переходный контакт щетка—коллектор и усиливает искрение. Качество коммутации машины постоянного тока оценивается по интенсивности искрения на коллекторе. Для улучшения коммутации во всех машинах постоянного тока, кроме машин малой мощности, устанавливают добавочные полюсы, МДС которых компенсирует МДС реакции якоря по поперечной оси машины, т. е. в зоне расположения коммутируемых секций. Кроме того, поток, создаваемый обмоткой добавочных полюсов, наводит в замкнутых при коммутации секциях ЭДС, несколько превышающую реактивную ЭДС секций и направленную ей навстречу. Коммутация машины при этих условиях становится прямолинейной или даже ускоренной. Напряжение под сбегающим краем щеток уменьшается до весьма малых значений и искрение под щетками становится не опасным для работы машины.

Вопрос 8. Генераторы постоянного тока. Основные понятия. Параметры и характеристики. Уравнения равновесия эдс и моментов генератора.

В процессе работы генератора постоянного тока в обмотке якоря индуцируется ЭДС Еа [см. (25.20)]. При подключении к генератору нагрузки в цепи якоря возникает ток, а на выводах генератора устанавливается напряжение, определяемое уравнением напряжений для цепи якоря генератора:

U = Еа - Ia∑r. Якорь генератора приводится во вращение приводным двигателем, который создает на валу генератора вращающий момент М\. Если генератор работает в режиме холостого хода (7а = 0), то для вращения его якоря нужен сравнительно небольшой момент холостого хода М0. Этот момент обусловлен тормозными противодействующими моментами, возникающими в генераторе при его работе в режиме холостого хода: моментами от сил трения и вихревых токов в якоре.

При работе нагруженного генератора в проводах обмотки якоря появляется ток /а, который, взаимодействуя с магнитным потоком возбуждения Ф, создаёт на якоре электромагнитный момент М. В генераторе этот момент направлен встречно вращающему моменту М₁ приводного двигателя ПД, т.е. он является нагрузочным (тормозящим). Уравнение мощностей для генераторов пост. тока: Р₁=Р₂+Р₀+Р_эа+Р_эв. Следовательно, мех. мощность, развиваемая приводным двигателем Р₁, преобразуется в генераторе в полезную Р₂, передаваемую нагрузке, и мощность, затрачиваемую на покрытие потерь (Р₀+Р_эа+Р_эв).

Основные характеристики ГПТ: Характеристика холостого хода — зависимость напряжения на выходе генератора в режиме холостого хода U₀ от тока возбуж­дения I_в:U₀ = f(Iв) при I = 0 и n = const.

Нагрузочная характеристика — зависимость напряжения на выходе генератора U при работе с нагрузкой от тока возбуждения I_в: U = f(Iв) при I ≠ 0 и n = const.

Внешняя характеристика g- зависимость напряжения на вы­ходе генератора U от тока нагрузки I.

U = f(I) при г_рr = const и n = const, где г_рг — регулировочное сопр. в цепи обмотки возбужде­ния.

Регулировочная характеристика — зависимость тока возбуж­дения I_В от тока нагрузки I при неизменном напряжении на выходе генератора: Iв=f(I) при U = const и n = const.