Lülitamine alalisvoolu masinates

Alalisvoolumasinate lülitamise all mõistetakse nähtusi, mis on põhjustatud armatuuri mähise juhtmete voolu suuna muutumisest, kui need liiguvad ühelt paralleelselt harult teisele, st joone ületamisel, mida mööda harjad asuvad ( alates ladina commulatio — muutus). Vaatleme kommutatsiooninähtust rõngasarmatuuri näitel.

Joonisel fig. 1 kujutab neljast traadist, kollektori osast (kaks kollektorplaati) ja harjast koosneva armatuurimähise osa skaneerimist. Juhtmed 2 ja 3 moodustavad lülitusahela, mis joonisel fig. 1 on a näidatud asendis, mille see on enne ümberlülitamist, joonisel fig. 1, c - pärast ümberlülitamist ja joonisel fig. 1, b — lülitusperioodil. Kollektor ja armatuuri mähis pöörlevad noolega näidatud suunas pöörlemiskiirusega n, hari on paigal.

Hetkel enne lülitamist läbib armatuuri vool Iya harja, parempoolse kollektori plaadi ja jagatakse pooleks armatuuri mähise paralleelsete harude vahel. Juhtmed 1, 2 ja 3 ning traat 4 moodustavad erinevaid paralleelseid harusid.

Pärast ümberlülitamist lülitusid juhtmed 2 ja 3 teisele paralleelsele harule ning voolu suund neis muutus vastupidiseks. See muutus toimus aja jooksul, mis võrdub lülitusperioodiga Tk, s.o. ajaga, mis kulub harja liikumiseks paremalt plaadilt külgnevale vasakule (tegelikult kattub hari korraga mitut kollektorplaati, aga põhimõtteliselt see lülitusprotsessi ei mõjuta) ...

Riis. 1. Praeguse lülitusprotsessi skeem

Üks lülitusperioodi momentidest on näidatud joonisel fig. 1, b. Lülitatav vooluahel osutub lühiseks kollektorplaatidest ja harjast. Kuna kommutatsiooniperioodil toimub voolu suuna muutumine ahelas 2-3, siis see tähendab, et kontuuri läbib vahelduvvool, mis tekitab vahelduva magnetvoo.

Viimane indutseerib lülitatud ahelas e. jne. v. iseinduktsioon eL või reaktiivne e. jne. v. Lenzi printsiibi järgi nt. jne. c) iseinduktsioon hoiab voolu juhtmes samas suunas. Seetõttu langeb eL suund enne ümberlülitamist kokku voolu suunaga ahelas.

Mõjul e jne. c. iseinduktsioon lühises 2-3, voolab suur lisavool id, kuna silmuse takistus on väike. Harja kokkupuutepunktis vasaku plaadiga on id vool suunatud armatuuri voolu vastu ja harja kokkupuutepunktis parempoolse plaadiga langeb nende voolude suund kokku.

Mida lähemale lülitusperioodi lõpule, seda väiksem on harja kontaktpind parempoolse plaadiga ja seda suurem on voolutihedus. Lülitusperioodi lõpus katkeb harja kontakt parempoolse plaadiga ja tekib elektrikaar.Mida suurem on voolu ID, seda võimsam on kaar.

Kui harjad asuvad geomeetrilisel nullil, siis lülitusahelas indutseerib armatuuri magnetvoog e. jne. v. hebr. Joonisel fig. 2 on suurendatud skaalal geomeetrilisel nullil paikneva lülitusahela juhid ja e suund. jne. c) generaatori iseinduktiivsus eL, mis langeb kokku ankruvoolu suunaga selles juhtmes enne lülitamist.

Heb suund määratakse parema käe reegliga ja langeb alati kokku eL suunaga. Selle tulemusena suureneb ID veelgi. Tekkiv elektrikaar harja ja kollektorplaadi vahel võib hävitada kollektori pinna, mille tulemuseks on halb kontakt harja ja kollektori vahel.

Riis. 2. Elektromotoorjõu suund kommutatsiooniahelas

Lülitustingimuste parandamiseks nihutatakse harjad füüsilisele neutraalsusele. Kui harjad asuvad füüsilisel neutraalil, siis kaasas olev mähis ei ületa välist magnetvoogu ja e. jne. v. pöörlemist ei kutsuta esile. Kui liigutate harjad füüsilisest neutraalsusest kaugemale, nagu on näidatud joonisel fig. 3, siis lülitusahelas indutseerib tekkiv magnetvoog e. jne. ek-ga, mille suund on vastupidine e suunale. jne. v. eneseinduktsioon eL.

Nii kompenseeritakse mitte ainult e. jne. v.pöörlemine, aga ka nt jne. v. eneseinduktsioon (osaliselt või täielikult). Nagu varem mainitud, muutub füüsilise neutraali nihkenurk kogu aeg ja seetõttu paigaldatakse harjad tavaliselt selle suhtes mingi keskmise nurga all.

Vähendamine e. jne. kooskaasasolevas ahelas viib voolu id vähenemiseni ja harja ja kollektorplaadi vahelise elektrilahenduse nõrgenemiseni.

Lülitustingimusi on võimalik parandada lisapostide paigaldamisega (Ndp ja Sdn joonisel 4). Lisapost asub piki geomeetrilist neutraali. Generaatorite puhul asub samanimeline lisapost armatuuri pöörlemissuunas põhiposti taga ja mootoril vastupidi. Lisapooluste mähised ühendatakse järjestikku armatuurimähisega selliselt, et nende poolt tekitatav voog Fdp suunatakse armatuuri voogu Fya.

Riis. 3. Elektromotoorjõu suund lülituskontuuris, kui harjad on viidud füüsilisest nullist kaugemale

Riis. 4. Lisapostide mähiste skeem

Kuna mõlemad vood tekitatakse ühe vooluga (armatuurivool), on võimalik valida lisapooluste mähise keerdude arv ning nende ja armatuuri vaheline õhupilu nii, et vood on iga armatuuri juures võrdse väärtusega. praegune . Abipooluse voog kompenseerib alati armatuuri voogu ja seega e. jne. v. lülitatud ahelas ei toimu pöörlemist.

Lisapostid on tavaliselt valmistatud nii, et nende voog indutseerib lülitusahelas e. d. s võrdub summaga eL + Heb. Siis harja eraldumise hetkel parempoolsest kollektorplaadist (vt joon. 1, c) elektrikaar ei teki.

Tööstuslikud alalisvoolumasinad võimsusega 1 kW ja rohkem on varustatud lisapostidega.