DC makinelerde anahtarlama

DC makinelerde anahtarlama, bir paralel koldan diğerine hareket ettiklerinde, yani fırçaların bulunduğu çizgiyi geçerken, armatür sargısının tellerindeki akımın yönündeki bir değişikliğin neden olduğu fenomen olarak anlaşılır. Latince commulatio — değişim). Bir halka armatür örneğini kullanarak komütasyon olgusunu ele alalım.

İncirde. Şekil 1, dört tel, toplayıcı parçası (iki toplayıcı plaka) ve bir fırçadan oluşan armatür sargısının bir kısmının taranmasını göstermektedir. 2 ve 3 numaralı teller, Şek. Şekil 1'de a, değiştirmeden önce işgal ettiği konumda gösterilmektedir, şekil 2'de. 1, c - geçişten sonra ve Şek. 1, b — geçiş süresi boyunca. Kollektör ve armatür sargısı okla gösterilen yönde n dönüş hızı ile döner, fırça sabittir.

Anahtarlamadan önceki anda, armatür akımı Iya fırçadan, sağ kollektör plakasından geçer ve armatür sargısının paralel kolları arasında ikiye bölünür. Tel 1, 2 ve 3 ve tel 4 farklı paralel dallar oluşturur.

Anahtarlamadan sonra, 2 ve 3 numaralı teller başka bir paralel kola geçti ve içlerindeki akımın yönü tersine değişti. Bu değişiklik, anahtarlama periyodu Tk'ye eşit bir sürede, yani fırçanın sağ plakadan bitişik sola hareket etmesi için geçen süre (aslında fırça aynı anda birkaç toplayıcı plakanın üzerine biner, ancak prensipte bu, anahtarlama sürecini etkilemez) ...

Pirinç. 1. Mevcut anahtarlama işleminin şeması

Anahtarlama periyodunun anlarından biri Şekil 1'de gösterilmektedir. 1, b. Anahtarlanacak devre, kollektör plakalarından ve fırçadan bir kısa devre olarak çıkıyor. Komütasyon periyodu sırasında döngü 2-3'teki akımın yönünde bir değişiklik olduğundan, bu, alternatif bir akımın döngü boyunca aktığı ve alternatif bir manyetik akı oluşturduğu anlamına gelir.

İkincisi, anahtarlamalı döngüde e'yi indükler. vesaire. v. kendinden indüksiyonlu eL veya reaktif e. vesaire. v. Lenz ilkesine göre, örn. vesaire. c. kendi kendine endüksiyon, teldeki akımı aynı yönde tutma eğilimindedir. Bu nedenle eL'nin yönü, anahtarlamadan önce döngüdeki akımın yönü ile çakışır.

E. vb.'nin etkisi altında. c. kısa devre 2-3'te kendi kendine endüksiyon, döngü direnci küçük olduğundan büyük bir ek akım id akar. Fırçanın sol plaka ile temas noktasında id akımı armatür akımına karşı yönlenir ve fırçanın sağ plaka ile temas noktasında bu akımların yönü çakışır.

Anahtarlama süresinin sonuna ne kadar yakınsa, fırçanın sağ plaka ile temas alanı o kadar küçük ve akım yoğunluğu o kadar yüksek olur. Anahtarlama süresi sonunda sağ plaka ile fırça teması kesilir ve elektrik arkı oluşur.Mevcut kimlik ne kadar yüksek olursa ark o kadar güçlü olur.

Fırçalar geometrik nötr üzerine yerleştirilmişse, anahtarlamalı devrede armatürün manyetik akısı e'yi indükler. vesaire. v. İbranice'nin dönüşü. İncirde. Şekil 2, büyütülmüş bir ölçekte, geometrik nötr üzerinde bulunan anahtarlı döngünün iletkenlerini ve e'nin yönünü gösterir. vesaire. c. anahtarlamadan önce bu teldeki armatür akımının yönüne denk gelen jeneratör için öz endüktans eL.

Heb'in yönü sağ el kuralıyla belirlenir ve her zaman eL'nin yönüyle çakışır. Sonuç olarak, id daha da artar. Fırça ile toplayıcı plaka arasında ortaya çıkan elektrik arkı, toplayıcının yüzeyini tahrip ederek fırça ile toplayıcı arasında zayıf temasa neden olabilir.

Pirinç. 2. Komütasyon döngüsündeki elektromotor kuvvetinin yönü

Anahtarlama koşullarını iyileştirmek için fırçalar fiziksel nötrlüğe kaydırılır. Fırçalar fiziksel nötr üzerine yerleştirildiğinde, dahil edilen bobin harici bir manyetik akıyı ve e'yi geçmez. vesaire. v. rotasyon indüklenmez. Fırçaları şekil 2'de gösterildiği gibi fiziksel tarafsızlığın ötesine taşırsanız. 3, daha sonra anahtarlamalı döngüde ortaya çıkan manyetik akı e'yi indükleyecektir. vesaire. yönü e'nin yönünün tersi olan ek ile. vesaire. v. kendi kendine indüksiyon eL.

Bu sayede sadece e.tazmin edilmiş olacak. vesaire. v. döndürme, aynı zamanda e. vb. v. kendini uyarma (kısmen veya tamamen). Daha önce bahsedildiği gibi, fiziksel nötrün kayma açısı her zaman değişir ve bu nedenle fırçalar genellikle ona göre ortalama bir açıyla kaydırılarak monte edilir.

e'nin azaltılması. vesaire. iledahil edilen döngüde, akım kimliğinde bir azalmaya ve fırça ile toplayıcı plaka arasındaki elektrik deşarjının zayıflamasına yol açar.

Ek kutuplar kurarak anahtarlama koşullarını iyileştirmek mümkündür (Şekil 4'teki Ndp ve Sdn). Ek kutup, geometrik nötr boyunca bulunur. Jeneratörler için, aynı adı taşıyan ek kutup, armatürün dönme yönünde ana direğin arkasında bulunur ve motor için - bunun tersi de geçerlidir. İlave kutupların sargıları, armatür sargısı ile seri olarak, bunların oluşturduğu Fdp akısı, armatür akısı Fya'ya yönlendirilecek şekilde bağlanır.

Pirinç. 3. Fırçalar fiziksel nötrün ötesine hareket ettirildiğinde anahtarlama döngüsündeki elektromotor kuvvetinin yönü

Pirinç. 4. Ek kutupların sargılarının devre şeması

Her iki akı da tek bir akım (armatür akımı) tarafından oluşturulduğundan, akıların her armatürde değer olarak eşit olması için ek kutupların sarımlarının sarım sayısını ve bunlar ile armatür arasındaki hava boşluğunu seçmek mümkündür. akım Yardımcı kutup akısı her zaman armatür akısını ve dolayısıyla e'yi dengeleyecektir. vesaire. v. anahtarlamalı döngüde dönüş olmayacaktır.

Ek kutuplar genellikle akıları anahtarlamalı devrede e'yi indükleyecek şekilde yapılır. D. s, eL + Heb toplamına eşittir. Daha sonra fırçanın sağ toplama plakasından ayrıldığı anda (bkz. Şekil 1, c) elektrik arkı oluşmaz.

1 kw ve üzeri güce sahip endüstriyel doğru akım makinelerinde ek direkler bulunur.