Perjungimas nuolatinės srovės mašinose

Perjungimas nuolatinės srovės mašinose suprantamas kaip reiškiniai, atsirandantys dėl srovės krypties pasikeitimo armatūros apvijos laiduose, kai jie pereina iš vienos lygiagrečios šakos į kitą, tai yra, kai kerta liniją, išilgai kurios yra šepečiai ( nuo lotyniškas commulatio — kaita). Panagrinėkime komutacijos reiškinį naudodamiesi žiedinės armatūros pavyzdžiu.

Fig. 1 parodytas armatūros apvijos dalies, susidedančios iš keturių laidų, dalies kolektoriaus (dviejų kolektoriaus plokštelių) ir šepečio, skenavimas. 2 ir 3 laidai sudaro komutuojamą kilpą, kuri fig. 1, a parodyta padėtyje, kurią jis užima prieš perjungimą, pav. 1, c — po perjungimo, o pav. 1, b — perjungimo laikotarpiu. Kolektoriaus ir armatūros apvija sukasi rodyklės nurodyta kryptimi sukimosi greičiu n, šepetys stovi.

Šiuo metu prieš perjungimą armatūros srovė Iya praeina per šepetį, dešiniąją kolektoriaus plokštę ir yra padalinta per pusę tarp lygiagrečių armatūros apvijos šakų. 1, 2 ir 3 laidai ir 4 laidai sudaro skirtingas lygiagrečias šakas.

Po perjungimo 2 ir 3 laidai persijungė į kitą lygiagrečią šaką, o srovės kryptis juose pasikeitė į priešingą. Šis pokytis įvyko per laiką, lygų perjungimo periodui Tk, t.y. per laiką, per kurį šepetys pereina iš dešinės plokštės į gretimą kairę (iš tikrųjų šepetys vienu metu perdengia kelias kolektoriaus plokštes, bet iš esmės tai neturi įtakos perjungimo procesui) ...

Ryžiai. 1. Dabartinio perjungimo proceso diagrama

Vienas iš perjungimo laikotarpio momentų parodytas fig. 1, b. Perjungiama grandinė yra trumpasis jungimas iš kolektoriaus plokščių ir šepečio. Kadangi komutavimo laikotarpiu 2-3 kilpoje keičiasi srovės kryptis, tai reiškia, kad per kilpą teka kintamoji srovė, sukurdama kintamąjį magnetinį srautą.

Pastaroji indukuoja e. Perjungtoje kilpoje. ir tt v. saviindukcija eL arba reaktyvioji e. ir tt v. Pagal Lenco principą pvz. ir tt c) saviindukcija linkusi išlaikyti srovę laide ta pačia kryptimi. Todėl eL kryptis prieš perjungimą sutampa su srovės kryptimi kilpoje.

Įtakoje e. ir kt. c) savaiminis indukcija trumpajame jungime 2-3, teka didelė papildoma srovė id, nes kilpos varža maža. Šepečio sąlyčio su kairiąja plokšte taške id srovė nukreipta prieš armatūros srovę, o šepečio sąlyčio su dešine plokšte taške šių srovių kryptis sutampa.

Kuo arčiau perjungimo laikotarpio pabaigos, tuo mažesnis šepečio kontakto plotas su dešine plokšte ir tuo didesnis srovės tankis. Perjungimo laikotarpio pabaigoje nutrūksta šepečio kontaktas su dešine plokšte ir susidaro elektros lankas.Kuo didesnis srovės ID, tuo galingesnis lankas.

Jei šepečiai yra ant geometrinės neutralės, tai įjungtoje grandinėje armatūros magnetinis srautas indukuoja e. ir tt v. rotacija hebr. Fig. 2 padidintu masteliu pavaizduoti įjungiamos kilpos laidininkai, esantys ant geometrinės neutralės, ir e. ir tt c) generatoriaus savaiminis induktyvumas eL sutampa su armatūros srovės kryptimi šiame laide prieš perjungimą.

Heb kryptis nustatoma pagal dešinės rankos taisyklę ir visada sutampa su eL kryptimi. Dėl to id dar labiau padidėja. Susidaręs elektros lankas tarp šepečio ir kolektoriaus plokštės gali suardyti kolektoriaus paviršių, dėl to prastas kontaktas tarp šepečio ir kolektoriaus.

Ryžiai. 2. Elektrovaros jėgos kryptis komutacinėje kilpoje

Siekiant pagerinti perjungimo sąlygas, šepečiai perkeliami į fizinį neutralumą. Kai šepečiai yra ant fizinės neutralės, įtraukta ritė nekerta išorinio magnetinio srauto ir e. ir tt v. sukimas nesukeliamas. Jei šepečius perkeliate už fizinio neutralumo ribų, kaip parodyta pav. 3, tada perjungtoje kilpoje susidaręs magnetinis srautas sukels e. ir tt su ek, kurios kryptis priešinga e krypčiai. ir tt v. saviindukcija eL.

Tokiu būdu bus kompensuota ne tik e. ir tt v. sukimasis, bet ir el. v. savęs indukcija (iš dalies arba visiškai). Kaip minėta anksčiau, fizinės neutralės šlyties kampas nuolat keičiasi, todėl šepečiai dažniausiai montuojami tam tikru vidutiniu kampu.

Sumažinti e. ir tt suįtrauktoje kilpoje sumažėja srovės id ir susilpnėja elektros iškrova tarp šepečio ir kolektoriaus plokštės.

Galima pagerinti perjungimo sąlygas įrengiant papildomus polius (Ndp ir Sdn 4 pav.). Papildomas stulpas yra palei geometrinę neutralę. Generatoriams to paties pavadinimo papildomas stulpas yra už pagrindinio poliaus armatūros sukimosi kryptimi, o varikliui - atvirkščiai. Papildomų polių apvijos nuosekliai sujungiamos su armatūros apvija taip, kad jų sukurtas srautas Fdp būtų nukreiptas į armatūros srautą Fya.

Ryžiai. 3. Elektrovaros jėgos kryptis perjungimo kilpoje, kai šepečiai perkeliami už fizinės neutralės

Ryžiai. 4. Papildomų polių apvijų schema

Kadangi abu srautus sukuria viena srovė (armatūros srovė), galima pasirinkti papildomų polių apvijų apsisukimų skaičių ir oro tarpą tarp jų ir armatūros taip, kad srautai būtų vienodos vertės prie kiekvienos armatūros. srovė . Pagalbinis polių srautas visada kompensuos armatūros srautą ir tokiu būdu el. ir tt v. perjungtoje kilpoje nebus sukimosi.

Papildomi poliai dažniausiai gaminami taip, kad jų srautas įjungiamoje grandinėje indukuotų e. d. s lygi sumai eL + Heb. Tada šepečio atskyrimo nuo dešiniosios kolektoriaus plokštės momentu (žr. 1 pav., c) elektros lankas nekyla.

Pramoninės nuolatinės srovės mašinos, kurių galia 1 kW ir didesnė, yra su papildomais poliais.