Прямолинейная коммутация

Этот вид коммутации имеет место в машине, если в процессе коммутации в коммутирующей секции ЭДС не наводится или, что более реально, сумма ЭДС в коммутирующей секции равна нулю. В этом случае для коммутирующей секции, замкнутой щеткой (рис. 27.1, б), в соответствии со вторым законом Кирхго­фа можно записать

i1r1-i2r2 = 0, (27.1)

r1 и r2 — переходные сопротивления между щеткой и сбега­ющей 1 и набегающей 2 пластинами; i1 и i2 — токи, переходя­щие в обмотку якоря через пластины 1 и 2:

i1= ia + i; i2 = ia — i; (27.2)

здесь i — ток в коммутирующей секции.

Используя (27.2), получим

(ia + i)ri — (ia — i)r2 = О, откуда ток в коммутирующей секции

i = ia(r2 - r,)/(r2 + r1). (27.3)

Закон изменения тока коммутирующей секции в функции вре­мени определяется уравнением

i = ia(1 —2t/Tк). (27.4)

Это уравнение является линейным, а поэтому график i = f(t) представляет собой прямую линию, пересекающую ось абсцисс в точке t= 0,5Тк (рис. 27.2). Коммутация, при которой ток в коммутирующей секции i изменяется по прямолинейному закону, называют прямолинейной (идеальной) коммутацией.

Весьма важным фактором, определяющим качество коммута­ции, является плотность тока в переходном контакте «щетка — пластина»: ji — плотность тока под сбегающим краем щетки; j2 — плотность тока под набегающим краем щетки.

Плотность тока под щеткой прямо пропорциональна тангенсу угла между осью абсцисс и графиком коммутации, т. е. ji = tgα1

Рис. 27.2. График тока прямолиней­ной коммутации

и j2 = tgα2. График прямолинейной (идеальной) коммутации имеет вид прямой линии. При этом

α1= a2, а следовательно, плотность тока в переходном контакте «щет­ка— коллектор» в течение всего периода коммутации остается не­изменной (j1 =j2 = const). Физи­чески это объясняется тем, что при прямолинейной коммутации убывание тока, проходящего через! сбегающую пластину коллектора,/ пропорционально уменьшению пло­щади контакта щетки с этой плас­тиной, а нарастание тока через набегающую пластину пропорцио­нально увеличению площади кон­такта щетки с этой пластиной.

Из построений, сделанные на рис. 27.2, следует, что к моменту времени, когда щетка теряет контакт со сбегающей пластиной, ток через эту пластину умень­шается до нуля. Таким образом, при прямолинейной коммутации пластина коллектора выходит из-под щетки без разрыва тока.

Изложенные свойства прямолинейной (идеальной) коммутации — постоянство плотности тока под щеткой и выход пластины из-под щетки без разрыва тока — являются основными, и благо­даря им этот вид коммутации не сопровождается искрением на коллекторе.