Основная причина неудовлетворительной коммутации в машинах постоянного тока – добавочный ток коммутации.
i Д = Σе/Σr к, | (1) | |
где | Σr к – сумма сопротивлений секции, мест пайки в петушках, переходного контакта между коллекторными пластинами и щеткой. |
Из перечисленных сопротивлений наибольшее значение имеют сопротивление щетки и переходного контакта.
Из полученного выражения следует, что уменьшить ток i Д, а следовательно улучшить коммутацию, можно либо увеличением сопротивления Σr к, либо уменьшением суммарной ЭДС Σе в коммутирующей секции.
Отсюда вытекают способы улучшения коммутации. Рассмотрим некоторые из них.
Выбор щеток. Целесообразно выбирать щетки с большим электрическим сопротивлением. Однако допустимая плотность тока в этих щетках невелика, а поэтому их применение в машинах с большим рабочим током ведет к необходимости увеличения площади щеточного контакта, что требует увеличения длины коллектора, а следовательно и габаритов машины. Поэтому щетки с большим электрическим сопротивлением применяют в машинах с небольшим рабочим током (в высоковольтных машинах).
|
|
Увеличению переходного сопротивления щеточного контакта, а следовательно улучшению коммутации, способствует политура коллектора – тонкая оксидная пленка на поверхности коллектора, обладающая повышенным электрическим сопротивлением.
Уменьшение реактивной ЭДС. Существенное влияние насуммарную ЭДС в коммутирующей секции оказывает реактивная ЭДС е р = е L +е М.
1) ЭДСвзаимоиндукции е М в значительной степени зависит от ширины щетки: чем шире щетка, тем большее число секций под ней одновременно коммутирует, что вызывает увеличение ЭДС взаимоиндукции е М.
Наиболее целесообразны щетки шириной 2-3 коллекторные пластины. Более узкие щетки нежелательны из-за недостаточной механической прочности, а также потому, что для создания необходимой площади щеточного контакта пришлось бы увеличивать её длину, а следовательно и габариты машины.
При применении обмоток с укороченным шагом (у1<τ) пазовые стороны секций, коммутирующих под соседними щетками, оказываются в разных пазах. Это тоже способствует уменьшению ЭДС взаимоиндукции е М.
2) ЭДС самоиндукции е L может быть ослаблена уменьшением индуктивности секций. Для этого следует применять секции обмотки якоря с меньшим числом витков.
Добавочные полюсы. Предназначены для улучшения коммутации. Они создают в зоне коммутации, магнитное поле такой величины и направления, чтобы наводимая этим полем в коммутирующей секции ЭДС была равна по величине и противоположна по направлению суммарной ЭДС Σ е. Так как величина Σ е зависит от величины тока якоря I а, а ток зависит от нагрузки машины, то обмотку добавочных полюсов включают последовательно с обмоткой якоря. Добавочные полюсы устанавливают между главными и их число равно числу главных или вдвое меньше.