Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Коммутация машин постоянного тока





Сущность коммутационного процесса.

При контакте щеток с коллектором в сбегающем крае щетки возникает искрение, которое приводит к подгару коллектора и самой щетки. Длительное воздействие искрений на коллектор требует его проточки (для того, чтобы снять подгар), что в свою очередь приводит к необходимости замены коллектора.

Причины возникновения искрения.

Секция, накоротко замкнутая щеткой, называется коммутируемой. Совокупность процессов, коммутируемой секции называется коммутацией.

В положение 1 ток в секции идет от конца к началу, а в положении 3 идет от начала к концу, т. е. за время коммутации, за время, когда секция замкнута щеткой, ток изменяет свое направление.

Рассмотрим закон, по которому будет изменяться ток коммутируемой секции:

Коммутация сопротивлением, без учета ЭДС, индуктируемых коммутируемых секций.

При исследовании всех видов коммутации будем ориентироваться на классическую теорию, в которой сделаны следующие допущения:

-полное механическое совершенство коллектора и щеточного аппарата.

-постоянство удельного сопротивления перехода щетка – коллектор и независимость его от плотности тока в контакте и величины контактной поверхности.

при

- сопротивление перехода щетка – коллектор.

- площадь контакта щетки.

- плотность тока.

 

- сбегающий край щетки.

- набегающий край щетки.

- сопротивление сбегающего края щетки.

- сопротивление набегающего края щетки.

- период коммутации.

- время, которое прошло с начала коммутации.

- линейная скорость коллектора.

т.А т.В

Сумма ЭДС в коммутационном контуре:

При исследованиях делаем еще допущение, что в коммутируемом контуре = 0 и сопротивление секции тоже равно 0.

- закон изменения тока в коммутируемой секции.

Этот закон позволяет узнать ток секции в любой момент времени, т.к. ток меняется по закону прямой линии.

Ток коммутируемой секции меняется по закону прямой линии – коммутация называется прямолинейной.

Коммутация, при учете ЭДС индуктируемой коммутируемой секции.

- ЭДС самоиндукции.

- коэффициент самоиндукции.

ЭДС самоиндукции по всему периоду коммутации имеет направление, совпадающее с направлением тока секции до начала коммутации.

В данном случае будет три коммутируемые секции: 1, 2, 3. Третья секция готовится к окончанию процесса коммутации (она нас и интересует). Поскольку процессы коммутации идут в первой и второй секциях, под их влиянием будет индуктироваться ЭДС взаимоиндукции.

- коэффициент взаимоиндукции между 1-3, 2-3 секциями.

Делаем допущение, что эти коэффициенты одинаковы.

- число коммутируемых секций.

ЭДС взаимоиндукции совпадает по направлению с ЭДС самоиндукции. Сумма этих ЭДС называется реактивной ЭДС().

- линейная нагрузка.

- активная длина витка.

- линейная скорость якоря.

- эквивалентная проводимость для полей рассеяния, замыкающихся вокруг коммутируемой секции.

Под действием поля реакции якоря в зоне расположения коммутируемой секции будет создаваться индукция, которая приводит к возникновению в коммутируемой секции ЭДС вращения.

Также в машинах средней и большой мощности поле создается дополнительными полюсами. Их полярность делается такой, чтоб поток дополнительного полюса был направлен навстречу потоку реакции якоря.

ЭДС вращения:

- индукция в коммутируемой зоне.

Коммутируемая зона – часть окружности якоря, на которой расположены коммутируемые секции. ЭДС вращения, при отсутствии дополнительных полюсов совпадает по направлению с реактивной ЭДС. В случае с дополнительными полюсами ЭДС вращения направлена встречно с реактивной ЭДС.

В рассматриваемом нами случае ток коммутируемой секции равен:

- ток прямолинейной коммутации.

 

Изменение тока по периоду коммутации:

1)

2)Нет дополнительных полюсов.

Поскольку спад тока до 0 одет за время, большее половины периода – спад тока затягивается. Такая коммутация называется замедленной.

 

3)

Поскольку спад тока до 0 идет за время, меньшее 0,5 периода коммутации, такая коммутация называется замедленной.

Зависимость плотности тока в щеточном контакте от характера коммутации.

При прямолинейной коммутации.

- плотность тока.

Плотность тока одинакова для каждой точки щетки.

В случае ускорений и замедленной коммутации плотность тока в сбегающем крае щетки должна быть равна плотности тока в набегающем крае щетки.

- набегающий край щетки.

- сбегающий край щетки.

Кривая замедленной коммутации.

При изменении t до T угол будет изменяться до значения, соответствующего прямолинейной коммутации, следовательно, и плотность тока будет меняться до значения, соответствующего прямолинейной коммутации.

По мете увеличения t плотность тока будет возрастать от значения

до величины, большей плотности тока при прямолинейной коммутации.

Аналогичные рассуждения проводим при анализе ускоренной коммутации.

Ускоренная коммутация характеризуется тем, что в момент, предшествующий окончанию коммутации плотность тока в сбегающем и набегающем краях будет минимальна, при замедленной коммутации плотность тока в сбегающем и набегающем краях будет максимальна.

 

Причина искрений электромагнитного характера состоит в том, что запас электромагнитной энергии в коммутируемом контуре в момент, предшествующий разрыву больше критического.

- отсюда и искрения.

Рассмотрим, при каком характере коммутации при тех же значениях будет больше.

- удельное сопротивление щетки.

Зависимость сопротивления от плотности тока.

Экспериментально показали, что зависимость между падением напряжения в щеточном контакте и плотностью тока выглядит следующим образом:

- падение напряжения в щеточном контакте.

Если бы не зависело от плотности тока, то эта зависимость была бы прямолинейной. Криволинейность говорит о том, что по мере возрастания плотности тока удельное сопротивление щетки уменьшается. Чем меньше плотность тока, тем больше , а следовательно, и .

Таким образом, из двух видов коммутации: ускоренная и замедленная, лучшей является ускоренная, т.к. в момент окончания коммутационного процесса плотность тока в сбегающем крае будет значительно меньше, чем при замедленной, следовательно, сопротивление сбегающего края щетки будет наибольшим. Следовательно, при том же значении ЭДС в коммутируемом контуре добавочный ток (),а следовательно, и энергия(А) будут меньше. Поэтому при настройке машин стремятся к тому, чтобы коммутация была ускоренной.

Причины искрений:

1)причины электромагнитного характера: когда энергия .

2)причины механического характера: когда щетка отрывается от коллектора, вследствие смещения пластины коллектора.

3)причины потенциального характера:

ЭДС секции 1 и 2 при работе машины под нагрузкой будет значительно больше, чем при работе машины на х.х. Следовательно, кривая распределения индукции представляет собой трапецию.

Под действием высокого напряжения, на коллекторе возникает искрение, которое называется потенциальным. Происходит пробой промежутка между коллекторными пластинами.

Способы снижения искрений.

Для того, чтобы уменьшить искрения электромагнитного характера применяют дополнительные полюса, которые устанавливаются между главными.

Для того, чтобы при всех режимах ЭДС вращения компенсировала реактивную ЭДС, обмотку дополнительных полюсов соединяют с обмоткой якоря, и для того, чтобы между индукцией и током якоря была линейная зависимость магнитную систему дополнительных полюсов делают ненасыщенной. Таким образом, дополнительный полюс должен скомпенсировать МДС реакции якоря и создать индукцию под дополнительным полюсом, обеспечивающую в коммутируемой секции ЭДС

, которая уравнивает .

Генератор Двигатель

Для того, чтобы исключить потенциальное искрение, в машине делается компенсационная обмотка, которая соединена последовательно с обмоткой якоря.

- МДС, которая создается в компенсационной обмотке.

- МДС реакции якоря.

Установка компенсационной обмотки не только компенсирует реакцию якоря, но так же улучшает работу дополнительных полюсов, поскольку расширяет диапазон работы по току в ненасыщенном состоянии. МДС дополнительных полюсов при компенсационной обмотке значительно меньше, чем без нее, а следовательно меньше и поле рассеяния.

Улучшение коммутации за счет смещения щеток с геометрической нейтрали.

ЭДС вращения может быть введена в коммутируемый контур за счет щеток с геометрической нейтрали, у генератора по направлению вращения, у двигателя наоборот.

Коммутационная реакция якоря.

Влияние МДС коммутационной секции на поле главных полюсов называется

коммутационной реакцией якоря.

1)

2)ускоренный характер.

будет подмагничивать реакцию якоря.

3)замедленный характер.

будет размагничивать систему.

У двигателя эффект будет обратным.

Date: 2015-07-22; view: 954; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию