Коммутация обмотки якоря машин постоянного тока.
Ранее было показано, что при вращении ротора машины коллекторные пластины поочередно вступают в соприкосновение со щетками, а секции обмотки якоря поочередно переходят из одной параллельной ветви в другую, предварительно замыкаясь накоротко щетками. При этом ток в секциях обмотки якоря изменяет свое направление. Процесс изменения тока в секциях обмотки якоря при переходе секции из одной параллельной ветви в другую называют коммутацией тока обмотки якоря.
На рис. 1.16 представлен график изменения тока в секции при переходе ее из одной параллельной ветви в другую. Время, в течение которого секция остается короткозамкнутой, а ток в секции изменяется от + ia до - ia, называется периодом коммутации Тк. Практически период коммутации длится сотые или тысячные доли секунды. Для случая, когда ширина щетки равна ширине коллекторной пластины, период коммутации равен времени прохождения щеткой одной коллекторной пластины.
Рис. 1.16. График изменения тока секции обмотки якоря.
Т – время передвижения секции между щетками различной полярности.
Предположим, что машина работает в генераторном режиме, якорь машины имеет простую петлевую обмотку с одновитковыми секциями. Пусть в некоторый момент времени одна из положительных щеток машины соединена с коллекторной пластиной 1 (рис. 1.17, а). При этом согласно условиям построения обмотки все секции, расположенные слева от щетки, будут обтекаться током одной параллельной ветви, а все секции, расположенные справа от щетки, —током другой параллельной ветви. В месте подключения этих ветвей к коллекторной пластине 1 и щетке токи складывают и поступают к потребителю. Если ток в каждой параллельной цепи равен ia, то ток, проходящий через щетку,
|
|
|
i1 = ia + ia = 2ia.
Распределение токов по ветвям обмотки в момент соединения с коллекторной пластиной 2 показано на рис. 1.17, б.
Сравнивая рис. 1.17, а и 1.17, б, заметим, что за время перехода щетки с пластины 1 на пластину 2 ток в секции, присоединенной к ним, изменил направление. Если в момент, приведенный на рис. 1.17, а, этот ток положителен и равен + ia, то в момент, соответствующий рис. 1.17, б, он имеет противоположное направление и равен - ia Ток, проходящий через щетку,
i2 = ia + ia = 2ia.
Рис. 1.17. Положение щетки пластин коллектора и направление токов в секциях обмотки:
а–в начале коммутации; б–в конце коммутации; в–в процессе коммутации.НК–набегающий слой щетки; СК–сбегающий слой щетки.
Прямолинейная коммутация соответствует так называемой безыскровой коммутации. В этом случае по мере передвижения щетки от коллекторной пластины 1 к пластине 2 (см. рис. 1.17.6) ток i1 уменьшается, а ток i2 увеличивается пропорционально возрастанию площади соприкосновения щетки с пластиной 2 и уменьшению площади соприкосновения с пластиной 1, т. е. плотность тока щетки сохраняется постоянной.
|
|
|
В момент набегания щетки на коллекторную пластину 2 ток под набегающим краем щетки равен нулю, точно так же в момент сбегания щетки с пластины 1 ток под сбегающим краем щетки равен нулю. Следовательно, как включение электрической цепи (набегание на пластину), так и выключение ее (сбегание с пластины) при помощи щетки осуществляется без тока, а значит, и без искрообразования.
| Рис.1.18. Изменение токов при прямолинейной коммутации. | Рис.1.19. Изменение токов при замедленной (1) и ускоренной (2) коммутации. |
Однако на практике прямолинейной коммутации достичь не удается. Она получается обычно замедленной или ускоренной.
Замедленной называется такая коммутация, при которой ток в короткозамкнутой секции становится равным нулю за время t > TK/2.
Ускоренной называется такая коммутация, при которой ток в короткозамкнутой секции становится равным нулю за время t < Тк/2 (рис. 1.19). Это объясняется тем, что в короткозамкнутой секции индуцируется ряд ЭДС, в число которых входят: ЭДС самоиндукции eL, ЭДС взаимоиндукции (если одновременно коммутируют несколько секций, расположенных в общих пазах) ем, ЭДС вращения ев и др.
|
|
|
В практике стараются достичь если не прямолинейной, то несколько ускоренной индукции.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 918; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!