є пряма 1 .
В
Рис. 2.32 - Потоки розсіяння секції (а) і розміри паза, що визначають питому провідність секції (б, в)
Насправді при роботі машини завжди є причини, що викликають неповну компенсацію реактивної е.р.с., тобто відхилення від умови е р.ср + е к.ср = 0. До цих причин відносяться: технологічні допуски при виготовленні колектора, установці щіткотримачів, установці додаткових полюсів тощо; різкі поштовхи струму навантаження, перевантаження по струму, перевищення номінальної частоти обертання, вібрація машини та інші експлуатаційні причини; нестабільність щіткового контакту, через яку постійно змінюється площа контакту щітки з колектором (період комутації Т до ) або відбувається повний відрив щітки від колектора.
Якщо | е к.ср | <| е р.ср |, то комутація сповільнюється, так як згідно з правилом Ленца е.р.с. е р уповільнює зміна струму i. Позначивши ступінь некомпенсації е.р.с. через О” = [| е р.ср | - | е к.ср |]/ e p.ср |, отримаємо
. (2.35)
При цьому закон зміни струму в комутованій секції [см. (2.30)]
. (2.36)
При сповільненій комутації (рис. 2.33, а , пряма 2) в момент закінчення комутації при t = T до щітка розриває деякий залишковий струм i ост , внаслідок чого між збігають краєм щітки і збігає колекторної пластиною виникає електрична дуга. Величина залишкового струму
, (2.37)
або з урахуванням (2.36)
. (2.37a)
Електромагнітна енергія W і , виділяється в дузі, виникає при розриві залишкового струму, може характеризувати ступінь іскріння. Для розглянутого найпростішого випадку
. (2.38)
В
Рис. 2.33 - Криві зміни струму в комутованій секції протягом періоду комутації Т до при нехтуванні опором щіткового контакту (а) і його обліку (б, в)
При прискореної комутації (рис. 2.33, а, пряма 3), коли | е к.ср |> | е р.ср |, струм в комутованій секції змінюється за законом
, (2.36а)
тобто швидше, ніж це потрібно для безіскрової роботи щіток. Збігає край щітки і при прискореної комутації розриває залишковий струм i ост , а отже, і в цьому випадку буде спостерігатися іскріння щітками.
Облік падіння напруги в щітковому контакті.
При побудові кривих зміни струму (рис. 2.33, а ) не враховувався падіння напруги в щітковому контакті. У дійсності при швидкому збільшенні щільності струму під збігають краєм щітки опір щіткового контакту різко зростає, що веде до зменшення залишкового струму або повного його усунення, навіть у тому випадку, коли комутація відрізняється від ідеальною. Типові криві зміни струму в комутованій секції з урахуванням впливу опору щіткового контакту наведено на рис. 2.33, б . При незначному розладі комутації уповільнення комутації (крива 2 ) або її прискорення (крива 4 ) не призводять до розриву збігають краєм щітки залишкового струму. Тільки значне уповільнення (крива 3 ) або значне прискорення (крива 5 ) комутації призводять до виникнення небезпечного іскріння.
При сповільненій комутації зменшення залишкового струму відбувається під дією різниці падінь напруг u 1 і u 2 (Див. рис. 2.30) під збігають і набігаючим краями щітки:
. (2.39)
При прискореної комутації на завершальному етапі, коли струм змінює свій напрямок, в рівняння (2.39) входить сума падінь напруги
. (2.39а)
При цьому до кінця процесу комутації різко зменшується струм i 1 , тобто коммутируемая секція закінчує комутацію з так званої щаблем малого струму (рис. 2.33, в ), при якій припустима велика різниця між е р і е до . Оскільки в експлуатації поява похибки комутації як в одну, як і в іншу сторону (тобто прискорена та уповільнена комутація) равновероятно, при розрахунку та налагодження машини воліють мати злегка прискорену комутацію. Для того щоб посилити сприятливі впливу падінь напруг u 1 + u 2 на процес комутації, в потужних машинах постійного струму з утрудненою комутацією застосовують щітки з великим перехідним опором, незважаючи на те, що це збільшує втрати потужності в перехідному контакті.
Закономірності комутації, розглянуті на найпростішому прикладі, в основному зберігаються і для більш складних випадків, коли щітка перекриває кілька колекторних пла...
