Меры борьбы с реакцией якоря

1. Для электрических машин всех мощностей увеличивают воздушный зазор между якорем и краями полюсов, при этом основной магнитный поток Ф будет смещаться к центру полюсов.
2. В машинах большой и средней мощности устанавливают дополнительные полюса.
3. В машинах большой мощности в специальные пазы главных полюсов устанавливают компенсационную обмотку.
4. Для автоматизации мер борьбы с реакцией якоря катушку дополнительных полюсов и компенсационную обмотку подсоединяют последовательно к обмотке якоря.

Коммутация

Процесс переключения секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую, называют коммутацией.

Секция, которая в процессе переключения (коммутации) замыкается щеткой накоротко, называется коммутируемой секцией.

В коммутируемой секции ток меняется как по величине, так и по направлению.

Процесс коммутации может сопровождаться искрением под щетками. Причины искрения разделяются на 2 вида:

I. Механические.

II. Электромеханические.

Механические причины искрения возникают из за:

ü Слабого нажатия щеток на коллектор.

ü Износа щеток более нормы.

ü Сколов на щетках.

ü Повышенного износа рабочей поверхности коллектора.

ü Биения коллектора.

ü Загрязнения коллектора.

Данные причины искрения устраняются при ремонте электрической машины: смена щеток, обточка и продорожка коллектора, балансировка якоря.

Электромеханические причины искрения возникают в процессе коммутации, так как в переключаемой секции возникают следующие ЭДС:

Ø ЭДС самоиндукции е_Lвозникает из-за быстрого изменения тока, как по величине, так и по направлению в коммутируемой секции.

Ø ЭДС взаимоиндукции е_м, так как ширина щетки в 3-4 раза больше ширины коллекторной пластины, поэтому в процессе коммутации одновременно участвуют несколько соседних секций.

Ø ЭДС вращения е_врвозникает из-за реакции якоря.

Ø ЭДС пульсации е_пульсвозникает из-за зубчатого строения сердечника якоря, так как воздушный зазор между якорем и полюсом постоянно меняется.

Ø ЭДС трансформации е_тр, так как на электровозах переменного тока ТЭД питаются не постоянным, а пульсирующим током, то и будет пульсировать основной магнитный поток Ф, созданный обмоткой возбуждения.

Все эти ЭДС направлены согласно, поэтому складываются, а так как коммутируемая секция замыкается щеткой накоротко, то под действием суммарной ЭДС возникает ток коммутации I_к.

I_к. = (е_L + е_м + е_вр + е_пульс + е_тр) / R_к.с.,

где R_к.с – сопротивление самой секции, плюс сопротивление коллекторных пластин, плюс сопротивление перехода между щеткой и коллектором.

Ток коммутации вызывает искрение под щетками по причинам:

1. Хотя процесс коммутации происходит быстро. Но он не успевает закончится, когда щетка сбегает с коллекторной пластины и происходит разрыв цепи тока коммутации.
2. Под одним краем щетки из-за тока коммутации плотность тока увеличена, что приводит к искрению, поэтому для уменьшения искрения под щетками, необходимо уменьшить i_к .Это осуществляется за счет конструктивных особенностей двигателя и за счет дополнительных электрических аппаратов, включенных в схему питания ТЭД.