Pārslēgšana līdzstrāvas iekārtās

Pārslēgšanās līdzstrāvas mašīnās tiek saprasta kā parādības, ko izraisa strāvas virziena maiņa armatūras tinuma vados, kad tie pārvietojas no viena paralēla zara uz otru, tas ir, šķērsojot līniju, pa kuru atrodas sukas ( no latīņu commulatio — maiņa). Apskatīsim komutācijas fenomenu, izmantojot gredzena armatūras piemēru.

attēlā. 1 parāda armatūras tinuma daļas skenēšanu, kas sastāv no četriem vadiem, kolektora daļas (divas kolektora plāksnes) un otas. Vadi 2 un 3 veido pārslēgtu cilpu, kas zīm. 1, a ir parādīts pozīcijā, ko tas ieņem pirms pārslēgšanas, attēlā. 1, c — pēc pārslēgšanas, un att. 1, b — pārslēgšanas periodā. Kolektora un armatūras tinums griežas bultiņas norādītajā virzienā ar griešanās ātrumu n, birste stāv.

Brīdī pirms pārslēgšanas armatūras strāva Iya iet caur birsti, labo kolektora plāksni un tiek sadalīta uz pusēm starp armatūras tinuma paralēlajiem zariem. Vadi 1, 2 un 3 un vads 4 veido dažādus paralēlus zarus.

Pēc pārslēgšanas vadi 2 un 3 pārgāja uz citu paralēlu zaru, un strāvas virziens tajos mainījās uz pretēju. Šīs izmaiņas notika laikā, kas vienāds ar pārslēgšanās periodu Tk, t.i. laikā, kas nepieciešams, lai birste pārvietotos no labās plāksnes uz blakus esošo kreiso (faktiski birste pārklāj vairākas kolektora plāksnes vienlaikus, bet principā tas neietekmē pārslēgšanas procesu) ...

Rīsi. 1. Pašreizējā pārslēgšanas procesa diagramma

Viens no pārslēgšanās perioda momentiem ir parādīts attēlā. 1, b. Pārslēdzamā ķēde izrādās īssavienojums no kolektora plāksnēm un birstes. Tā kā komutācijas periodā cilpā 2-3 mainās strāvas virziens, tas nozīmē, ka pa cilpu plūst maiņstrāva, radot mainīgu magnētisko plūsmu.

Pēdējais inducē e. Pārslēgtajā kontūrā. utt. v. pašindukcijas eL vai reaktīvo e. utt. v. Pēc Lenca principa, piem. utt. c.pašindukcijai ir tendence saglabāt strāvu vadā tajā pašā virzienā. Tāpēc eL virziens pirms pārslēgšanas sakrīt ar strāvas virzienu cilpā.

Reibumā e utt. c.pašindukcija īssavienojumā 2-3, plūst liela papildu strāva id, jo cilpas pretestība ir maza. Birstes saskares vietā ar kreiso plāksni id strāva ir vērsta pret armatūras strāvu, un otas saskares vietā ar labo plāksni šo strāvu virziens sakrīt.

Jo tuvāk pārslēgšanas perioda beigām, jo ​​mazāks ir otas kontakta laukums ar labo plāksni un lielāks strāvas blīvums. Pārslēgšanas perioda beigās tiek pārtraukts birstes kontakts ar labo plāksni un veidojas elektriskā loka.Jo augstāks ir strāvas ID, jo spēcīgāks ir loks.

Ja birstes atrodas uz ģeometriskā neitrāla, tad komutētajā ķēdē armatūras magnētiskā plūsma inducē e. utt. v. rotācija ebr. attēlā. 2 palielinātā mērogā parādīti komutācijas cilpas vadītāji, kas atrodas uz ģeometriskā neitrāla, un e virziens. utt. c) pašinduktivitāte eL ģeneratoram, kas sakrīt ar armatūras strāvas virzienu šajā vadā pirms pārslēgšanas.

Heb virzienu nosaka labās rokas likums, un tas vienmēr sakrīt ar eL virzienu. Tā rezultātā id palielinās vēl vairāk. Iegūtais elektriskais loks starp suku un kolektora plāksni var sagraut kolektora virsmu, kā rezultātā rodas slikts kontakts starp suku un kolektoru.

Rīsi. 2. Elektromotora spēka virziens komutācijas cilpā

Lai uzlabotu pārslēgšanas apstākļus, sukas tiek pārvietotas uz fizisko neitralitāti. Kad birstes atrodas uz fiziskās neitrālas, komplektā iekļautā spole nešķērso ārēju magnētisko plūsmu un e. utt. v. rotācija netiek ierosināta. Ja pārvietojat otas ārpus fiziskās neitralitātes, kā parādīts attēlā. 3, tad komutētajā kontūrā iegūtā magnētiskā plūsma inducēs e. utt. ar ek, kura virziens ir pretējs e virzienam. utt. v. pašindukcija eL.

Tādā veidā ne tikai e. Tas tiks kompensēts. utt. v. rotācija, bet arī u.c. v. pašindukcija (daļēja vai pilnīga). Kā minēts iepriekš, fiziskās neitrālas bīdes leņķis visu laiku mainās, un tāpēc birstes parasti tiek montētas nobīdi noteiktā vidējā leņķī pret to.

Samazinot e. utt. ariekļautajā cilpā noved pie strāvas id samazināšanās un elektriskās izlādes vājināšanās starp suku un kolektora plāksni.

Ir iespējams uzlabot pārslēgšanas apstākļus, uzstādot papildu stabus (Ndp un Sdn 4. att.). Papildu stabs atrodas gar ģeometrisko neitrālu. Ģeneratoriem tāda paša nosaukuma papildu stabs atrodas aiz galvenā staba armatūras griešanās virzienā, bet motoram - otrādi. Papildpolu tinumi ir savienoti virknē ar armatūras tinumu tā, ka to radītā plūsma Fdp tiek novirzīta uz armatūras plūsmu Fya.

Rīsi. 3. Elektromotora spēka virziens komutācijas cilpā, kad sukas tiek pārvietotas ārpus fiziskās neitrālas.

Rīsi. 4. Papildu stabu tinumu shēma

Tā kā abas plūsmas rada viena strāva (armatūras strāva), ir iespējams izvēlēties papildu polu tinumu apgriezienu skaitu un gaisa spraugu starp tiem un armatūru tā, lai plūsmas katrā enkurā būtu vienādas vērtības. strāva . Papildu polu plūsma vienmēr kompensēs armatūras plūsmu un tādējādi e. utt. v. pārslēgtajā kontūrā nebūs rotācijas.

Papildu stabi parasti ir izgatavoti tā, lai to plūsma inducētu e komutācijas ķēdē. d. s ir vienāds ar summu eL + Heb. Tad birstes atdalīšanas brīdī no labās kolektora plāksnes (skat. 1. att., c) elektriskā loka nerodas.

Rūpnieciskās līdzstrāvas mašīnas ar jaudu 1 kW un vairāk ir aprīkotas ar papildu stabiem.