Коммутирующая э.д.с.

Внешнее поле индуктора и поле реакции якоря, действующие совместно, образуют в зоне коммутируемых секций результирующее, так называемое, коммутирующее поле

Э.д.с., индуктируемая этим полем в коммутирующей секции э.д.с., называется – коммутирующей э.д.с. –

Коммутирующая э.д.с. определяется формулой

, (1.115)

где – индукция коммутирующего поля.

Таким образом, необходимо при коммутации рассмотреть две э.д.с.: реактивную э.д.с. секции

(1.116)

и коммутирующую э.д.с. секции .

Наилучшие условия коммутации будут достигнуты тогда, когда эти э.д.с. будут равны по величине и противоположны по направлению (прямолинейная коммутация), либо когда коммутирующая э.д.с. будет несколько больше реактивной > (ускоренная коммутация).

Для этого коммутирующее поле должно быть направлено в сторону, противоположную направлению полю реакции якоря

Прямолинейная коммутация.

Коммутацию проще исследовать при ряде последовательных допущений:

Тогда систему уравнений 1.107 можно представить в виде:

,имеем 3 неизвестных

Если решить систему уравнений относительно , получим

, (1.118)

где , переменное сопротивление щеточного контакта во время коммутации с первой пластиной переменное сопротивление щеточного контакта во время коммутации со второй пластиной, полная площадь щетки, длина щетки.

Сопротивление щеточного контакта обратно пропорционально площади щеточного контакта и зависит от длины контакта щетки ( ) с пластиной коллектора и удельного сопротивления щетки .

Можно убедиться, что при изменении сопротивлений , которые изменяются во взаимно противоположных направлениях ток коммутации меняет знак на противоположный при .

Сопротивления щеточных контактов и площадей щеточных контактов изменяются при вращении коллектора, зависят от времени коммутации. Ток коммутации также зависит от сопротивлений и от времени коммутации.

Действительно

, (1.119)

(1.120)

(1.121)

, (1.122)

где – переходное сопротивление между щеткой и пластиной.

Получим уравнение прямолинейной коммутации.

. (1.123)

При принятии данных допущений, ток в коммутирующей секции меняется во времени линейно, следовательно, коммутация прямолинейная.

. (1.124)

Из рисунка 1.43, а ясно, что

, (1.125)

Значит

(1.126)

Очевидно, что при прямолинейной коммутации

;

То есть размыкание секции происходит без разрыва цепи и без скачка плотности тока.

Если и при , то из системы 1.107 следует, что

. (1.127)

В этом случае ток изменяется, как показано на рис. 1.42, б. Поэтому, в общем случае коммутация сопротивлением не является прямолинейной. Но влиянием можно пренебречь, ибо отклонение кривой на рис. 1.42, б от прямой (рис. 1.42, а) является незначительным.