15 Энергетическая диаграмма генератора нв.

,

- магнитный поток при хх генератора

, ,

- потери в меди якоря

- потери в щеточном контакте на пару разно полярных щеток

- потери на возбуждение, где rb сопротивление ОВ

- потери в стали, которые обусловлены перемагничиванием в Эм на вихревые токи и гистерезисные

- электромагнитные потери

16. Настройка коммутации в машинах с дополнительными полюсами путем снятия безыскровых зон (Методика снятия безыскровых зон, причина сужения зоны по мере роста тока нагрузки, расчет корректировочного числа витков дополнительных полюсов).

Сущность состоит в том, что обмотку дополнительных полюсов подпитывают от особого источника постоянного тока и снимают подпиточные кривые, которые позволяют выявить зону безыскровой работы и необходимой точностью определить оптимальное число витков добавочного полюса или величину воздушного зазора под добавочным полюсом. Снятие кривых подпитки начинают с холостого хода, когда ток якоря равен нулю. Подпитывая добавочные полюса сначала в одном, а затем в другом направлении (за счет изменения направления тока подпитки) можно установить величину тока подпитки, при котором начнется первое заметное на глаз искрение. Причиной искрения является ЭДС вращения , создаваемое в коммутируемой секции полем добавочных полюсов. Если пренебречь явлением гистерезиса, то подпиточные токи различных знаков, вызывающие искрение под щетками при холостом ходе , должны быть равны.

Неравенство токов говорит о смещении щеток с линии геометрической нейтрали. Если бы машина имела поле добавочных полюсов, которое создавало ЭДС, уравнивающую ЭДС , и пренебрегая влиянием плотности тока на сопротивление щетка-коллектор, то кривые подпитки имели бы вид двух прямых, параллельных оси абсцисс, находящихся от нее на одинаковом расстоянии как в своей положительной, так и отрицательной ветви (прерывистые линии на рисунке а ).

О днако у реальной машины даже при оптимальной настройке дополнительных полюсов имеются секции, у которых . Поэтому при токе якоря, не равном нулю, для секций у которых , в случае подпитки добавочный ток может быть записан:

,

,

где дополнительная ЭДС коммутируемой секции, возникающая под действием тока подпитки и отпитки.

Таким образом, в отличии от режима холостого хода определяющим в появлении искрения при подпитке будут секции, у которых а при отпитке секции, у которых Поэтому для появления искрения требуются уже меньшие подпиточные токи (за счет того, что ) по отношению к случаю . Кроме этого по мере роста нагрузочного тока повышается плотность тока под щетками, уменьшается удельное сопротивление перехода щетка- коллектор ( ) и при постоянстве суммарной ЭДС коммутируемого контура ток и энергия в контуре возрастают. Поэтому для получения искрения требуется меньший ток подпитки, чем в случае .

- корректировка числа витков доп. полюсов

- корректировка воздушного зазора

17 Улучшение коммутации с помощью дополнительных полюсов.

Причина искрения электромагнитного характера в том, что искрение возникает в том случае, если короткозамкнутый щёткой контур имеет в момент, предшествующий разрыву, запас энергии больше критического значения А=L_r*(i_k^2/2) > A_кр. То естьискрение определяется величиной индуктивности и тока (L_r, i_k). Если L постоянна, то запас электромагнитной энергии определяется значением добавочного тока i_k.Если постоянна сумма ЭДС, то его величина определяется сопротивлениями r1 и r2 (перех сопр. между щ и колл. пластинами). Удельное сопротивление перехода щ-колл. («ро») уменьш. с возрастанием плотности тока (следовательно уменьш. и r1 и r2), т.е. ↑ плотности тока под щёткой приводит к ↑ i_k , а значит и энергии А. Т.о. искрение электромагнитного характера зависит от коэфф-та результирующей самоиндукции, величины суммарной ЭДС коммутируемой секции, сопр-я перехода щ-к и плотности тока в щёт-м контакте.

Наиболее современный способ и широко примен. для улучшения комм-ии – применение добавночных полюсов. они располаг-ся м/у главными. обмотки ДП соед-ся последовательно с ОЯ. Чтобы поле ГП не проникало в ДП, возд. зазор под ДП больше, чем под главными. назначение ДП – компенсация МДС реакции якоря в зоне комм-ии (часть окр-ти якоря, где располагаются коммутируемые секции) и создание поля с индукцией Вк, под действием которой в коммутир-й секции индуцируется ЭДС е_к.

Применением дополнительных полюсов.

Располагаются в зоне коммутации между главными полюсами, МДС дополнительных полюсов компенсирует МДС реакции якоря и создаёт поток дополнительных полюсов при вращении в котором в коммутируемой секции наведётся ЭДС вращения, равная и противоположно направленная реактивной ЭДС.

Средн. значение реактивной ЭДС за время коммутации секции может быть записано следующим образом:

, где Wc- число витков комм. секции; Vя – лин. скорость якоря; l1 – активная длина секции; буква «кси» - средняя эквивалентная проводимость для полей рассеяния замыкающихся вокруг коммутируемой секции; А – лин. нагрузка.

, где lk – длина доп полюса; Вк – индукция под доп полюсом (ДП).

МДС ДП рассчитывается из условия обеспечения равенства еr=ek, что соответствует среднепрямолинейной коммутации.

Для получения оптимальной коммутации МДС доп полюсов увеличивают на 10….15 %. Для того чтобы при изменении тока якоря характер коммутации остался без изменения (это возможно, если ek будет изменяться пропорционально току якоря), магнитная цепь полюсов делается ненасыщенной.

Направление реактивной ЭДС соответствует направлению ком-ых токов секций до начала ком-ого процесса. Дополнительный полюс компенсирует МДС реакции якоря и создает поток под действием которого в ком-ой секции создается ЭДС вращения, направленное против реактивной ЭДС(еr=ek)

Для генератора полярность первого добавочного полюса после главного ( если он северный) , по направлению вращения должна быть ЮЖНОЙ. Для двигателя наоборот. Так как направление ЭДС и тока в секции генератора направлены одинаково, то у двигателя наоборот

Для определения правильности полярности дополнительных, под доп. полюсами устанавливается решетка, многовитковая подключаемая к гальванометру. После этого собирается схема при которой доп. полюса отключаются и в заторможенной машине в якорь подаётся i и определяется направление в котором будет отклонятся стрелка гальванометра, далее подаётся питание в соответствии со схемой доп. полюсов отсутствует, также определяется направление отклонения стрелки гальванометра, при правильной полярности в 1 и 2 сл направление должно быть различно.

Полярность главных полюсов опр-ся аналогичным способом.