ПУТИ УЛУЧЩЕНИЯ КОММУТАЦИИ
Существуют два пути улучшения коммутации. Первый путь это уменьшение величины тока коммутации, а второй – компенсирование реактивной э.д.с. в коммутируемой секции.
Уменьшение тока коммутации выполняется следующим образом:
· увеличением сопротивления коммутируемой секции: применение графитированных щёток с повышенным внутренним сопротивлением, применение разрезных щёток, наличие политуры на рабочей поверхности коллектора;
· уменьшением реактивной э.д.с. путем уменьшения индуктивности обмотки якоря: неглубокие пазы в сердечнике якоря для катушек его обмотки (4,5 – 5 см), применение одновитковых секций, уменьшение длины секций, укорачивание шагов обмотки якоря, выравнивание индуктивности катушки обмотки якоря путём укладки одной её стороны на дно одного паза сердечника, а другой стороны – сверху другого паза, уменьшение толщины щетки (уменьшается э.д.с. взаимоиндукции).
Компенсирование реактивной э.д.с. в коммутируемой секции.
Для этой цели на геометрической нейтрали, устанавливают дополнительные полюсы, т.е. там, где располагается коммутируемая секция. Их магнитный поток в этой зоне направлен против магнитного потока якоря, что приводит к тому, что магнитный поток якоря в этой зоне полностью компенсируется и в коммутируемой секции не индуцируется э.д.с. вращения. Кроме того, магнитный поток этих полюсов индуцирует в коммутируемой секции компенсирующую э.д.с. ек, направленную против реактивной э.д.с. ер. Поэтому ток коммутации практически становится равным нулю.
Для того, чтобы магнитный поток дополнительных полюсов был направлен точно в зону коммутации сердечники выполняются узкими. Для исключения рассеивания их магнитного потока на остов и на соседние главные полюсы между остовом и сердечниками устанавливают диамагнитные прокладки и катушки крепят к сердечникам при помощи диамагнитных угольников. Диамагнитные прокладки, кроме того, исключают насыщение сердечников магнитным потоком главных полюсов.
Автоматическое действие обмотки данных полюсов достигнуто последовательным их соединением
с обмоткой якоря. При увеличении тока в обмотке якоря, увеличивается реактивная э.д.с в коммутируемой секции на эту же величину увеличивается ток в обмотке дополнительных полюсов и э.д.с., индуцируемая этими полюсами в этой секции.
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ.
Воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле главных полюсов называется реакцией якоря.
А) б) в)
Рис.7. Магнитное поле машины постоянного тока:
поле от обмотки возбуждения (а); поле от обмотки якоря (б); поле результирующее (в).
Её происхождение объясняется следующим образом (рис.7):
· при протекании тока только по обмотке возбуждения создаётся магнитное поле главных полюсов. Оно распределяется симметрично продольной оси машины, поэтому его называют продольным;
· при протекании тока только по обмотке якоря, создаётся магнитное поле якоря. Оно направлено поперёк оси полюсов и его называют поперечным.
· на самом же деле при работе электрической машины ток протекает, как по обмотке возбуждения, так и по обмотке якоря. Это приводит к тому, что магнитное поле якоря накладывается на магнитное поле главных полюсов и результате образуется результирующее магнитное поле главных полюсов.
Оно распределяется в основном по краям полюсов. Например, по северному полюсу оно распределяется следующим образом. Под его правым краем усиленное, так как магнитные силовые линии поля возбуждения и поля якоря направлены согласованно. Под левым краем – магнитное поле ослабленное, так как магнитные силовые линии поля якоря направлены встречно таким же линиям поля главных полюсов. Магнитное поле по краям южного полюса распределяется наоборот.
Таким образом, результирующее магнитное поле главных полюсов получилось искаженным и несимметричным. Из-за этого, что физическая нейтраль сместилась относительно геометрической на некоторый угол b (у двигателей против вращения).
Примечание: геометрическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси главных полюсов. Физическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси магнитного поля возбуждения, соединяющая точки окружности якоря с индукцией равной нулю.