Способы улучшения коммутации

Согласно классической теории коммутации самая благоприятная коммутация – прямолинейная, а на практике стремятся обеспечить слегка ускоренную коммутацию. Для улучшения коммутации, очевидно, необходимо воздействовать на добавочный ток коммутации

. (1.131)

На добавочный ток коммутации можно воздействовать двумя способами.

1. Уменьшить , искажающий прямолинейную коммутацию, можно увеличением сопротивления щеточного контакта. Для этого в ЭМ с частыми перегрузками выбирают твердые графитовые щетки.

Недостаток этого способа в том, что из-за этого увеличиваются электрические потери щеточного контакта, механические потери на трение.

Снижается к.п.д. машины, увеличивается плотность тока у сбегающего края щетки. Не выполняются необходимые механические и электромагнитные условия коммутации.

2. Уменьшение возможно счет уменьшения реактивной ЭДС до ( В) и за счет выполнения электромагнитных условий коммутации.

Поскольку по формуле Пихельмайера, которая используется в расчетной практике, реактивная э.д.с. равна

, (1.132)

То реактивную э.д.с. можно уменьшить за счет:

1. Уменьшения числа витков ( );

2. Уменьшения линейной нагрузки от ;

3. Уменьшением величины .

При этом уменьшение нецелесообразно с точки зрения использования материалов. Величины = и определяются номинальной мощностью машины. Поэтому ограничение зависит от возможностей уменьшения и . В машинах мощностью более 50 кВт всегда .

Уменьшение этих величин позволяет снизить В.

Радикальным способом уменьшения реактивной э.д.с. является создание в зоне коммутации внешнего магнитного поля В_к, которое наводило бы в коммутационной секции ЭДС коммутирующую э.д.с. , такую, которая бы компенсировала реактивную э.д.с: .

Для этого необходимо создать внешнее магнитное поле. Внешнее магнитное поле в зоне коммутации можно создать двумя способами.

а) Сдвигом щёток с геометрической нейтрали;

б) Применением добавочных полюсов.

Рассмотрим оба способа:

а) Сдвиг щёток с геометрической нейтрали применяется в маломощных ЭМПТ при .

Коммутирующее и поле создается путем сдвига щеток с геометрической нейтрали.

Сущность способа: при сдвиге щеток с геометрической нейтрали в зоне коммутации начинает действовать поле главных полюсов. При этом поле главных полюсов должно быть направлено против поля реакции якоря.

Поэтому в генераторе щетки необходимо повернуть в сторону вращения, а в двигателе против вращения.

Недостатки способа заключаются в ограниченности его применения.

1. Если поток главных полюсов изменяется пропорционально току якоря (машины с последовательным возбуждением), то при фиксированном определенном положении щеток можно добиться хороших условий коммутации в широком диапазоне изменения нагрузок.

2. Если , то наилучшие условия коммутации можно достичь только при определенной нагрузке.

Самый эффективный способ улучшения коммутации – применение добавочных полюсов (рис. 1.44).

(если ).

Рис. 1.44. Расположение и полярность