Коммутация: общие положения. Причины искрения на коллекторе, способы улучшения коммутации. Виды обмоток якоря. Потери и КПД машин постоянного тока, страница 11

Экспериментальная настройка коммутации

Методы расчета коммутации и дополнительных полю­сов, полученные при ряде допущений, являются прибли­женными, поэтому окончательная настройка коммутации машин проводится на заводском стенде эксперименталь­ным путем. Наиболее распространенным методом экспери­ментальной настройки коммутации является метод снятия безыскровых зон, предложенный В. Т. Касьяновым. Сущ­ность его состоит в том, что через обмотку дополнительных полюсов кроме основного тока якоря I_а пропускается до­бавочный ток ΔI от другого, постороннего источника. Этот ток называется током подпитки. Ток подпитки через об­мотку дополнительных полюсов пропускают как в направ­лении, совпадающем с направлением тока I_а, так и во встречном.

На рис. 44.20 показана схема для снятия безыскровых зон. Здесь Я1 —якорь испытуемой машины; ОВ1 и ОДП1— ее обмотки возбуждения главных и дополнительных полю­сов; Я2 — генератор (вспомогательный источник); ОВ2 — его обмотка возбуждения; S — переключатель, позволяю­щий изменять направление тока в обмотке возбуждения, а следовательно, и в цепи якоря генератора.

Опыт следует проводить после нескольких часов работы машины с номинальной нагрузкой. Для получения бе­зыскровой зоны снимают кривые подпитки дополнительных полюсов ±ΔI=f(I_a). Снятие кривых можно начать с хо­лостого хода (I_а=0). Через обмотки дополнительных по­люсов сначала в одном, а затем в другом направлении про­пускают ток ΔI, увеличивая его от нуля до значения, при котором появится определенная степень искрения на сбе­гающем крае щетки ( или ).

Рис. 44.20. Схема для снятия безыскровых зон

→

Рис. 44.21. Кривые подпитки дополни­тельных полюсов

Причиной искрения является не скомпенсированная ЭДС е_K, создаваемая в ком­мутируемой секции полем дополнительных полюсов {при I_a=0 е_P=0). В удачно спроектированной машине подпиточные токи ΔI разного направления, вызывающие одина­ковую степень искрения щеток при холостом ходе, долж­ны быть равны. Неодинаковое значение этих токов сви­детельствует о том, что в коммутируемых секциях наводит­ся ЭДС от поля главных полюсов, которая при большом ее значении может вызывать нарушение коммутации ма­шины.

Затем нагружают испытуемую машину током I_a и сно­ва подпитывают обмотку дополнительных полюсов, опре­деляя токи +ΔI и -ΔI, при которых на щетках появится искрение выбранной степени. Это повторяют для ряда зна­чений I_a. По полученным данным строят кривые +ΔI=f(I_а) и -ΔI=f(I_a) (рис. 44.21). Токи подпитки ΔI, при которых наступает одна и та же степень искрения щеток, уменьшаются при увеличении тока I_a. Объясняется это тем, что из-за несовпадения форм кривых реактивной и комму­тирующей ЭДС в коммутируемых секциях всегда имеется не скомпенсированная ЭДС, которая возрастает с увеличе­нием тока I_a. Поэтому с ростом I_a требуется меньшая до­полнительная ЭДС, обусловленная током ±ΔI, чтобы вы­звать искрение щеток. Существует предельное значение то­ка якоря I_a, при котором искрение щеток наступает без подпитки (рис. 44.21).

Зона, расположенная между кривыми +ΔI=f(I_а) и -ΔI=f(I_a), носит название безыскровой зоны. Чем ши­ре зона, тем выше коммутационная надежность машины. Для удобства сопоставления зон различных по мощности машин целесообразно кривые подпитки строить в относи­тельных единицах, относя токи ΔI и I_a к номинальному току машины .

Безыскровые зоны в зависимости от того, как рассчи­таны дополнительные полюсы, различным образом распо­лагаются относительно оси абсцисс. В машинах с хорошо рассчитанными полюсами зона располагается симметрич­но относительно оси абсцисс (рис. 44.21, а). Средняя линия этой зоны совпадает с осью абсцисс. Если МДС дополни­тельных полюсов недостаточна, то токи положительной подпитки ΔI будут больше токов отрицательной подпитки -ΔI и средняя линия зоны сместится вверх от оси абсцисс (рис. 44.21,6). При сильной МДС дополнительных полю­сов средняя линия смещается вниз (рис. 44.21, в).

Кривые подпитки позволяют определить необходимую поправку, которую необходимо ввести в расчет дополни­тельных пол