Всё об электрических двигателях, генераторах, трансформаторах и прочих электрических машинах

RSS

На сайте можно найти информацию об принципе работы, устройстве, конструкции электрических двигателей, генераторов и трансформаторов. Также есть материалы по электронике и печатным платам.

Коммутация

Коммутация – это комплекс физических процессов, происходящих между щеткой и коллекторной пластиной при переводе секции из одной параллельной ветви в другую.

Между коллектором и щеткой существует скользящий контакт. При перемещении щетки с одной коллекторной пластины на другую, в результате протекания между ними тока коммутации возникает искрение. О качестве коммутации работающей машины свидетельствует количество иск между щеткой и коллекторной пластиной. Чем больше искрение, тем хуже коммутация.

Причин искрения три:
1. Механическое искрение;
2. Коммутационное искрение;
3. Потенциальное искрение.

Механическое искрение возникает в первую очередь из-за неполного касания щеткой коллекторной пластины. Площадь щетки рассчитывается таким образом, чтобы весь ток, протекающий по щетке, равномерно распределялся по ее поверхности. Для этого щетка должна касаться всей своей поверхностью коллекторной пластины. Для того чтобы касание было как можно более плотным, щетку притирают к коллекторной пластине. Как бы плотно щетку не притирали, все равно она будет касаться не всей поверхностью, а отдельными точками, и через эти точки касания будет протекать ток больше расчетного. Щетка в этих местах будет разогреваться.

Причиной механического искрения может быть износ щеток (более 2/3), слишком сильное зажатие щетки в кармане или наоборот. Щетка может не подходить по размеру карману. Также может произойти сдвиг траверса с геометрической нейтрали.

По состоянию коллектора неподвижной электрической машины также можно судить о качестве коммутации. Если в коллекторе имеются следы нагара или если коллектор загрязнен, значит, коммутация у машины плохая.

Коммутационное искрение появляется в том случае, когда между щеткой и коллекторной пластиной протекает ток. Существуют специальные конструктивные особенности электрических машин, предназначенные для уменьшения коммутационного искрения: укорочение обмотки якоря, уменьшение числа витков секции обмотки и другие.

Потенциальное искрение – это искрение между двумя коллекторными пластинами, не участвующими в коммутации. Это искрение возникает в том случае, когда машина работает с перегрузкой. В том случае напряжение между двумя соседними пластинами коллектора возрастает и появляется искрение.

Искрение

Если коллектор загрязнен, то дуга, возникающая при потенциальном искрении соединяется с коммутационном искрением и возможно короткое замыкание между щетками противоположной полярности по поверхности коллектора. Это явление называется круговой огонь по коллектору и, как правило, приводит к разрушению изоляции между коллекторными пластинами. Круговой огонь – это аварийное состояние коллектора.

У работающей машины качество коммутации определяется на глаз и зависит от опыта обслуживающего персонала. У машины, работающей с хорошей коммутацией, коллектор должен быть покрыт тонким слоем окисла меди красновато-желтого цвета. Этот слой называется электролизным слоем и возникает в результате нагрева коллектора, из-за высоких температур.

Несмотря на то, что время перехода с одной коллекторной пластины на другую составляет тысячную долю секунды, между коллекторной пластиной и щеткой происходят сложные процессы и проходит ток коммутации.

iк = [(rщ1 – rщ2) / (rс•2•rп + rщ1 + rщ2)]•iа + [Σe / (rс•2•rа + rщ1 + rщ2)]

rщ1 – сопротивление между щеткой и коллекторной пластиной, с которого начинается коммутация.
rщ2 – сопротивление между щеткой и коллекторной пластиной, с которого заканчивается коммутация.
rс – сопротивление секции.
rп – сопротивление петушка.
iа – ток параллельной ветви.

Основной ток коммутации зависит от режима работы машины. Дополнительный ток коммутации зависит от конструкции машины.

Метки:


© 2012 - Устройство и принцип действия электрических машин