3
Значне іскріння під усім краєм щітки з наявністю великих і вилітають іскор. Допускається тільки для моментів прямого (без реостатних ступенів) включення або реверсування машин, якщо при цьому колектор і щітки залишаються в стані, придатному для подальшої роботи
Значне почорніння на колекторі, неустраняемого протиранням колектора бензином, а також подгара і руйнування щіток
В експлуатації може спостерігатися іскріння значно більшої інтенсивності, оскільки машина працює у форсованих режимах (при перевантаженнях або підвищеній частоті обертання). Підвищений іскріння щіток може викликатися і іншими особливостями експлуатації: вібрацією і ударами машини, роботою на висоті більше 1000 м над рівнем моря, роботою в запилених приміщеннях або в агресивному середовищі і т.д. Тому технічні вимоги, пред'являються до розробки машин постійного струму, повинні обов'язково враховувати умови їх майбутньої експлуатації.
Основне рівняння комутації. При обертанні якоря секції його обмотки переходять з однієї паралельної гілки в іншу, внаслідок чого в них змінюється напрямок струму (Рис. 2.29, а ). Велику частину часу струм секції дорівнює струму паралельної гілки i a = I a /(2 a ). Зміна напрямку струму в секції відбувається за період часу Т до , протягом якого з'єднані з секцією колекторні пластини стикаються зі щіткою (рис. 2.29, б ). Час Т до , протягом якого секція виявляється замкнутою накоротко щіткою, називають періодом комутації; секції, в яких змінюється струм, називають комутованими.
Період комутації
(2.16)
де b щ -ширина щітки; v до -окружна швидкість колектора.
В
Рис. 2.29 - Напрямок струму в паралельних гілках обмотки якорк (а) і графік зміни струму в секції (б)
У сучасних машинах Т до - 0,001 Г· 0,0001 с, внаслідок чого середня швидкість зміни струму в секції ( di / dt ) cp - 2 i а / T до дуже велика. Отже, в секції може индуктироваться велика е.р.с. само-та взаємоіндукції, звана реактивної е.д.с :
, (2.17)
де L p -результуюча індуктивність секції, визначальна величину реактивної е.р.с.
Назва В«реактивнаВ» обумовлено тим, що згідно з правилом Ленца ця е.р.с. перешкоджає зміні струму - уповільнює його.
Крім реактивної е.р.с. в комутованій секції индуктируется також е.р.с. обертання е до , створювана зовнішнім магнітним полем і звана коммутирующей:
, (2.18)
де У до -індукція в повітряному зазорі, у зонах, де переміщуються комутовані секції.
Індукція У до може створюватися м. д. с. головних полюсів і реакції якоря, а також м. д. с. додаткових полюсів, які встановлюють у машинах постійного струму з метою покращення процесу комутації.
Встановимо закон зміни струму в секції в період комутації, вважаючи для простоти, що ширина щітки дорівнює ширині колекторної пластини. На рис. 2.30 показані три основних етапи комутації. У перший момент часу (рис. 2.30, а) струм i в комутованій секції, приєднаної до пластин 1 і 2, дорівнює i a і направлений від пластини 2 до пластини 1. Ток щітки 2 i a проходить цілком через пластину 1, тобто i 1 = 2 i О± і i 2 = 0. У проміжному положенні (рис. 2.30, б) одна частина струму щітки 2 i a проходить як і раніше через пластину 1 , а інша частина - через пластину 2, причому i 1 + i 2 = 2 i а . До кінця періоду комутації (рис. 2.30, в) пластина 1 виходить з-під щітки і струм, що проходить через неї, стає рівним нулю. При цьому струм щітки 2 i a проходить через пластину 2, тобто i 2 = 2 i a і i 1 = 0, а струм i в комутованій секції змінює свій напрямок по порівняно з струмом в початковий момент комутації.
В
Рис. 2.30 - Розподіл струму в комутованій секції в різні моменти комутації
Для контуру комутованій секції, замкнутої щіткою (рис. 2.30, б), можна написати рівняння
, (2.19)
де i 1 і i 2 -миттєві значення струмів, що проходять через пластини 1 і 2 ; i -струм в комутованій секції; r 1 і r 2 -опору перехідного контакту між щіткою ...
