Причины искрения в зоне контакта : щетка коллектора.
Причины, вызывающие искрение на коллекторе
Щетки с коллектором образуют скользящий контакт. Площадь контакта выбирают по значению рабочего тока машины, в соответствии с допускаемой плотностью тока для выбранной марки щетки. Если плотность тока между щеткой и коллекторными пластинами превысит допускаемое значение, то возникает искрение.
Причины искрения можно разделить на три группы.
Механические.
Площадь контакта между щеткой и коллекторными пластинами может уменьшиться из-за:
o слабого давления щеток на коллектор;
o загрязнения коллектора;
o нецилиндричности коллектора;
o биения коллектора;
o выступания миканитовых пластин над медными и других причин.
Потенциальные.
В результате действия реакции якоря возникает напряжение между смежными коллекторными пластинами, превышающее допускаемое значение. Это искрение наиболее опасно, так сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг.
Коммутационные.
Создаются физическими процессами, происходящими в машине при переключении секции обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.
Иногда искрение вызывается комплексом причин. Выявление причин искрения следует начинать с механических, так как их легче обнаружить и устранить. Труднее обнаружить и устранить коммутационные причины искрения.
Искрение на коллекторе оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки.
Классы коммутации обозначаются: 1, 1¼, 1½, 2, 3.
Степень 1 – искрения нет (темная коммутация).
Степень 1¼ - слабое искрение не вызывающее почернения коллектора.
Степень 1½ - слабое искрение под большей частью щетки, приводящее к появлению следов почернения на коллекторе, легко устраняемых протиранием коллектора бензином, и следов нагара на щетках.
Степень 2 – искрение под всем краем щетки. Приводит к появлению следов почернения на коллекторе, не устраняемых протиранием коллектора бензином, а также следов нагара на щетках.
Степень 3 – значительное искрение под всем краем щетки с появлением крупных искр, значительное почернение коллектора, не устраняемое протиранием коллектора бензином, а также подгар и разрушение щеток.
Допускаемая степень искрения щеток при номинальной нагрузке - 1½.
16 .Способы пуска и регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока.
Пуск двигателей постоянного тока
В начальный момент пуска двигателя якорь неподвижен и противо-э. д. с. инапряжение в якоре равна нулю, поэтому Iп = U / Rя.
Сопротивление цепи якоря невелико, поэтому пусковой ток превышает в 10 - 20 раз и более номинальный. Это может вызвать значительные электродинамические усилия в обмотке якоря и чрезмерный ее перегрев, поэтому пуск двигателя производят с помощью пусковых реостатов - активных сопротивлений, включаемых в цепь якоря.
Двигатели мощностью до 1 кВт допускают прямой пуск.
Величина сопротивления пускового реостата выбирается по допустимому пусковому току двигателя. Реостат выполняют ступенчатым для улучшения плавности пуска электродвигателя.
В начале пуска вводится все сопротивление реостата. По мере увеличения скорости якоря возникает противо-э. д. с, которая ограничивает пусковые токи. Постепенно выводя ступень за ступенью сопротивление реостата из цепи якоря, увеличивают подводимое к якорю напряжение.
Регулирование частоты вращения электродвигателя постоянного тока
Частота вращения двигателя постоянного тока:
где U — напряжение питающей сети; Iя — ток якоря; Rя — сопротивление цепн якоря; kc — коэффициент, характеризующий магнитную систему; Ф — магнитный поток электродвигателя.
Из формулы видно, что частоту вращения электродвигателя постоянного тока можно регулировать тремя путями: изменением потока возбуждения электродвигателя, изменением подводимого к электродвигателю напряжения и изменением сопротивления в цепи якоря.
Наиболее широкое применение получили первые два способа регулирования, третий способ применяют редко: он неэкономичен, скорость двигателя при этом значительно зависит от колебаний нагрузки. Механические характеристики, которые при этом получаются, показаны на рисунке.
Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при различных способах регулирования частоты вращения
Жирная прямая — это естественная зависимость скорости от момента на валу, или, что то же, от тока якоря. Прямая естественной механической характеристики несколько отклоняется от горизонтальном штриховой линии. Это отклонение называют нестабильностью, нежесткостью, иногда статизмом. Группа непаралельных прямых I соответствует регулированию скорости возбуждением, параллельные прямые II получаются в результате изменения напряжения якоря, наконец, веер III — это результат введения в цепь якоря активного сопротивления.
Величину тока возбуждения двигателя постоянного тока можно регулировать с помощью реостата или любого устройства, активное сопротивление которого можно изменять по величине, например транзистора. При увеличении сопротивления в цепи ток возбуждения уменьшается, частота вращения двигателя увеличивается. При ослаблении магнитного потока механические характеристики располагаются выше естественной (т. е. выше характеристики при отсутствии реостата). Повышение частоты вращения двигателя вызывает усиление искрения под щетками. Кроме того, при работе электродвигателя с ослабленным потоком уменьшается устойчивость его работы, особенно при переменных нагрузках на валу. Поэтому пределы регулирования скорости таким способом не превышают 1,25 - 1,3 от номинальной.
Регулирование изменением напряжения требует источника постоянного тока, например генератора или преобразователя. Такое регулирование используют во всех промышленных системах электропривода: генератор - двигатель постоянного тока (Г - ДПТ), электромашинный усилитель - двигатель постоянного тока (ЭМУ - ДПТ), магнитный усилитель - двигатель постоянного тока (МУ - ДПТ), тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока (Т - ДПТ).
