Коммутация: общие положения. Причины искрения на коллекторе, способы улучшения коммутации. Виды обмоток якоря. Потери и КПД машин постоянного тока, страница 9

При коммутации возникают электромагнитные колеба­ния с частотой в несколько тысяч герц. Эти колебания вы­зывают радиопомехи, затрудняющие работу радиотехниче­ской аппаратуры. Для борьбы с помехами обмотку допол­нительных полюсов ОДП разбивают на две части, которые подсоединяют к щеткам разной полярности (рис. 44.17). Для шунтировки высокочастотных колебаний между выводами обмотки и корпусом  машины   включают" конденса­торы.

Рис. 44.17. Схема для подавления радиопомех

Коммутационная реакция якоря

Токи, протекающие в коммутируемых секциях, могут оказывать влияние на магнитное поле возбуждения. Про­явление воздействия этих токов зависит от характера про­текания коммутационного процесса.

При прямолинейной коммутации коммутируемые сек­ции не будут оказывать влияния на поле возбуждения, так как первую половину периода коммутации ток в них имеет одно направление, а вторую половину — другое. Среднее значение этого тока равно нулю.

При замедленной коммутации ток в секции можно пред­ставить в виде двух составляющих: тока прямолинейной коммутации i_ПP и добавочного тока i_Д:

Первая составляющая, как было показано, не оказыва­ет воздействия на поле возбуждения. Добавочный ток в те­чение всего периода коммутации имеет одинаковое направ­ление, которое при е_P>е_K будет совпадать с направлением реактивной ЭДС. Как следует из рис. 44.13, этот ток будет создавать МДС и поток коммутируемой секции Ф_K,C, на­правленные навстречу потоку возбуждения в генераторном режиме работы машины и согласно в двигательном ре­жиме.

При ускоренной коммутации  Поскольку в этом случае ток i_Д меняет направление (е_K>е_P), картина будет обратной: в генераторном режиме МДС и поток, соз­данные этим током, будут направлены согласно с МДС и потоком возбуждения, а в двигательном — встречно.

Влияние коммутируемых секций на поле возбуждения носит название коммутационной реакции якоря. В обыч­ных условиях коммутационная реакция якоря невелика и оказывает незначительное влияние на поток возбуждения.

Проявление ее усиливается при больших токах якоря (на­пример, при коротком замыкании) или при малых токах возбуждения (при ослаблении поля).

Особенности коммутации машин, работающих от выпрямителей           и в переходных режимах

В последнее время широко применяется питание дви­гателей постоянного тока от выпрямительных установок. В этом случае ток в цепи якоря носит пульсирующий ха­рактер (рис. 44.18). Его можно представить в виде суммы постоянной и переменной составляющих. Постоянная со­ставляющая пульсирующего тока является его средним значением I_CP. Переменная составляющая тока — несинусоидальная и может быть заменена суммой гармонических составляющих (в практике обычно учитывают только ос­новную гармонику переменной составляющей). Частота и амплитуда этой гармоники определяются схемой вы­прямления и параметрами цепи якоря.

При протекании в цепи якоря пульсирующего тока мо­гут возникнуть осложнения в коммутационном процессе, что приводит к искрению щеток.

Коммутация постоянной составляющей тока происходит обычным изложенным вы­ше образом. Осложнения возникают с коммутацией пере­менной составляющей и имеют следующие причины. Пе­ременная составляющая тока вызывает появление переменных составляющих реактивной и коммутирующей ЭДС в коммутируемой секции. Коммутирующая ЭДС наводит­ся в секции переменной составляющей потока дополни­тельного полюса. Если сердечник дополнительного полюса и ярмо статора выполнены массивными, то переменная со­ставляющая потока будет наводить в них вихревые токи, которые вызывают демпфирование этого потока и сдвиг его фазы по отношению к току и МДС дополнительных полюсов. В результате этого переменная составляющая коммутирующей ЭДС E_K~ не будет находиться в противофазе с переменной составляющей реактивной ЭДС Е_Р~, и их геометрическая сумма не будет равна нулю. Таким образом, из-за вихревых токов, индуцируемых в массив­ных сердечниках дополнительных полюсов и ярме, нару­шаются условия компенсации реактивной ЭДС.