на колекторі супроводжується сильним світловим і звуковим ефектом (у великих машинах це схоже на вибух бомби). Великий струм якоря, що виникає при перекритті колектора, викликає спрацьовування захисту і ушкоджує поверхню колектора, ізолятори щіткотримачів і т.д., тобто виводить машину з ладу.
Процеси переростання одиничної спалаху в круговий вогонь дуже швидкоплинні, що ускладнювало їх вивчення. Було створено чимало різних гіпотез, поки не вдалося сфотографувати весь процес швидкісний кінокамерою (4000 кадрів в секунду). На рис. 2.27, а показала схема розвитку одиничної спалаху в круговий вогонь. Коротка дуга виникає через наявність В«МісткаВ» між В»пластинами а і b. Струм в дузі швидко збільшується і простір над колектором іонізується, тобто заповнюється розпеченими парами міді. У міру обертання колектора все більший простір стає іонізованим і, нарешті, дуга перекриває кілька пластин, що веде до ще більшого зростання струму. Подальший розвиток процесу носить випадковий характер, але завжди супроводжується пошкодженням колектора та інших деталей машини. Процес переростання одиничної спалаху в потужну дугу триває 0,01-0,001 с і тому не вдається створити від нього яку-небудь захист. br/>В
Рис. 2.27 - Виникнення кругового вогню на колекторі і залежність гранично допустимих напруг і до . макс від колекторного ділення t до :
1 - первинна дуга при замиканні суміжних колекторних пластин,
2 - гази і пари міді, 3 - потужна дуга
Для запобігання можливості виникнення кругового вогню необхідно знижувати величину максимальної напруги між суміжними колекторними пластинами. На рис. 2.27, б показані залежності гранично допустимих величин максимальних напружень між суміжними колекторними пластинами u К.Макса від величини колекторного ділення t до для потужних електричних машин. Чим менше товщина ізоляції О” з між пластинами і тонше самі пластини, тим нижче має бути вибрано максимальне напруження. Безумовно, ці рекомендації є орієнтовними, тому що в них не враховуються частота обертання, величина повітряного зазору і т.д.
Іскріння під щітками сприяє появі кругового вогню, так як при цьому відбувається інтенсивний знос щетрк, а отже, підвищується ймовірність появи струмопровідних містків.
Досить тривалий час була поширена гіпотеза, згідно з якою первісною причиною виникнення кругового вогню є витягування дуги з-під щітки. Але вона не підтвердилася практикою і експериментами. Одним із доказів розвитку кругового вогню з одиничною спалахи були досліди з генератором, що працює в режимі холостого ходу зі знятими щітками. У цьому випадку іскріння під щітками було відсутнє, але при досить високій напрузі u К.Макса виникав круговий вогонь:
1) коли проміжок між суміжними пластинами засмічувався осколком щітки, 2) коли між цими пластинами штучно запалювали коротку дугу за допомогою допоміжного електрода.
Реакція якоря спотворює магнітне поле в повітряному зазорі машини, збільшуючи магнітну індукцію під одним з країв головних полюсів (див. рис. 2.24). Внаслідок цього зростає максимальна напруга u до . Макс між суміжними пластинами і збільшується небезпека кругового вогню.
Для машин з петлевою і хвильової обмотками відповідно:
, (2.15)
де П‰ з -число витків в секції; р -число пар полюсів.
Щоб зменшити ймовірність виникнення кругового вогню, в великих машинах використовують обмотки якоря з одновітковимі секціями (П‰ c = 1), знижують середня напруга між колекторними пластинами до 15-18 В (при цьому відповідно обмежують активну довжину якоря) і приймають заходи для зменшення спотворює дії реакції якоря, тобто індукції B aq . Зменшення B aq найпростіше досягається шляхом збільшення повітряного зазору. З цієї причини машини постійного струму зазвичай виконують з порівняно великим повітряним зазором. Однак збільшення повітряного зазору вимагає відповідного підвищення м.д.с. обмотки збудження (для створення необхідного магнітного потоку). А це призводить до збільшення розмірів статора і всієї машини.
Більш вигідним є застосування особливої вЂ‹вЂ‹форми повітряного зазору: мінімального під серединою полюса і розширюється до країв, де зростає м.д.с. якоря. При такій формі зазору магнітне опір для потоку головних полюсів збільшується в меншій мірі, ніж для потоку, створюваного поперечної реакцією якоря. Отже, розширюється зазор вимагає меншої підвищення м. д. с. обмотки збудження, ніж рівномірний.
В
Рис. 2.28 - Принцип дії (а) і пристрій (б) компенсаційної обмотки:
1 - головний полюс, 2 - обмотка збудження, 3 - компенсаційна обмотка
В
Ще більш кардинальної мірою є застосування компенсаційн...
