12.5. Коммутация

12.5.1, Коммутацией в машине постоянного тока называется пе­реключение щетками пластин коллектора и вся совокупность явле­ний, связанных с изменением направления тока в секции на противопо­ложное.

12.5.2. При переключении пластин коллектора возникает искрение. Это очень нежелательное явление, которое может привести к кругово­му огню и выводу коллектора из строя. Искрение может иметь характер:

механический,

электромагнитный.

Искрение механического характера устраняется механическим пу­тем. Это — протачивание, шлифование, полирование и промывание коллектора, регулирование щеток и всего щеточно-коллекторного узла. 12.5.3. Искрение электрического характера возникает вследствие быстрого выключения цепи, имеющей большую индуктивность. В иде­альном случае ток в секции изменяет направление на противоположное по линейному закону (рис. 12.10).

Это—линейная коммутация. Сек­ция имеет значительную индуктивность, поэтому реальная коммутация будет за­медленной. В секции наводится ЭДС са­моиндукции секции е£. Кроме того, наводится также ЭДС взаимной индук­тивности, которая обусловлена измене­нием тока в соседних секциях — еы. Результирующую ЭДС называют реак­тивной ЭДС секции, т.е.

М ожносчитать, что

где L_c — некоторая индуктивность секции.

Эта реактивная ЭДС и противодействует изменению тока в секции, т. е. способствует замедленной коммутации. Чтобы уменьшить влияние реактивной ЭДС, создают коммутирующую ЭДС секции с помощью дополнительных полюсов. Обычно коммутирующая ЭДС направлена против реактивной ЭДС и компенсирует ее. Коммутирующая ЭДС мо­жет быть достаточно большой.

12.5.4. Условия коммутации зависят от соотношения реактивной и коммутирующей ЭДС:

условие линейной коммутации, условие замедленной коммутации, условие ускоренной коммутации.

Ускоренная коммутация используется в машинах, которые работают при больших нагрузках с частым реверсированием.

12.5.5. Коммутирующая ЭДС создается движением секции в поле дополнительных полюсов, т. е.

где w_c — число витков секции,

Ф_{д п} — поток дополнительных полюсов.

В машинах малой мощности коммутирующую ЭДС можно создать движением секции в поле основных полюсов путем сдвига щеток с гео­метрической нейтрали в сторону физической нейтрали. При этом ком­мутирующая ЭДС индуцируется основным магнитным потоком.

12.6. Возбуждение машин постоянного тока

12.6.1. Стандартом предусматрива­ются упрощенный и развернутый спо­собы графического обозначения ма­шины постоянного тока. На рис. 12.11 приведено стандартное изображение всех обмоток машин постоянного тока. Нужно помнить, что имеет зна­чение количество полуокружностей на обозначениях. Взаимное располо­жение обмоток может не учитывать направление магнитного потока, создаваемого обмоткой.

12.6.2. Возбуждением машины постоянного тока называется спо­соб

создания основного магнитного потока. В за­висимости от включения обмотки возбуждения и об­мотки якоря различают пять способов возбуждения. 1. Независимое возбуждение (рис. 12.12). В этом случае обмотка возбуждения включается на автоном­ный источник питания

2. Параллельное (шунтовое) возбуждение (рис. 12.13-) . Обмотка возбуждения включается параллельно обмотке якорю. Обычно сопротивление обмотки возбуждения большое, она изготовляется многовитко вой из тонкого провода.

3. Последовательное (сериесное) возбуждение (рис. 12.14). Обмот­ка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря. Ток якоря является одновременно и током возбуждения. Обмотка возбуждения рас­считывается на большой ток, имеет небольшое количество витков и из­готовляется из провода большого сечения.

4. Смешанное (компаундное) возбуждение (рис. 12.15). Обмотка воз­буждения имеет две катушки. Одна из них включается последователь­но, а другая параллельно обмотке якоря. Эти машины имеют свои пре­имущества перед машинами других типов.

5. Возбуждение постоянными магнитами (рис. 12.16). Машины этого типа не имеют обмотки возбуждения, а основной поток создается постоянными магнитами статора