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Kommutierung in DC-Maschine

Die in den Ankerleitern eines Gleichstromgenerators induzierten Ströme sind wechselnder Natur. Die Änderung von einem erzeugten Wechselstrom zu dem angelegten Gleichstrom beinhaltet den Vorgang von Kommutierung. Wenn sich die Leiter des Ankers unter dem Nordpol befinden, fließt der induzierte Strom in eine Richtung. Der Strom fließt in die entgegengesetzte Richtung, wenn er sich unter dem Südpol befindet.

Wenn der Dirigent den Einfluss vonder Nordpol und dringt in den Südpol ein, die Strömung in ihnen ist umgekehrt. Die Stromumkehr erfolgt entlang der MNA- oder Bürstenachse. Wenn die Bürstenspanne zwei Kommutatorsegmente aufweist, wird das mit diesen Segmenten verbundene Wicklungselement kurzgeschlossen.

Der Begriff Kommutierung bedeutet die Änderung, die in einer Wicklung stattfindetElement während der Dauer eines Kurzschlusses durch eine Bürste. Lassen Sie uns die Kommutierung deutlicher verstehen, indem wir die einfachen Ringwicklungen betrachten, die in Abbildung A dargestellt sind.

Kommutierung-fig-1
In der in Abbildung A gezeigten Position fließt der von der linken Seite zur Bürste fließende Strom I im Uhrzeigersinn um die Spule. Betrachten Sie nun die andere Abbildung B unten.

Kommutierung-fig-2
In der obigen Abbildung die Position der Spulezeigt, dass derselbe Strombetrag von allen Spulen getragen wird, und die Stromrichtung ist ebenfalls ähnlich, aber die Spule wird durch die Bürste zu kurzgeschlossen.

In der unten gezeigten Figur C macht der PinselKontakt mit den Stäben a und b, wodurch die Spule 1 kurzgeschlossen wird. Der Strom ist immer noch I von links und I von rechts. Es ist zu sehen, dass diese beiden Ströme die Bürste erreichen können, ohne durch die Spule 1 zu laufen.

Kommutierung-fig-3
In der unten gezeigten Figur D hat der Balken (b) geradeverließ die Bürste und der Kurzschluss der Spule eins ist beendet. Jetzt muss der Strom I die Bürste von rechts im Gegenuhrzeigersinn erreichen.

Kommutierung-fig-4
Aus all den obigen Ausführungen ist das ersichtlichWährend der Dauer des Kurzschlusses einer Ankerspule durch eine Bürste muss der Strom in der Spule umgekehrt werden und auch in umgekehrter Richtung auf seinen vollen Wert gebracht werden. Die Zeit des Kurzschlusses wird als Kommutierungsperiode bezeichnet.

Die folgende Abbildung zeigt, wie der Strom inDie kurzgeschlossene Spule variiert während des kurzen Intervalls des Kurzschlusses. Die Kurve b zeigt, dass sich der Strom in der Kommutierungsperiode linear von + I nach –I ändert. Eine solche Kommutierung heißt Ideale Kommutierung oder Gerade Kommutierung.

KOMMUTATION-BILD-5
Wenn der Strom durch die Spule 1 nicht erreicht istihren vollen Wert in der Position in Fig. D hat, da die Spule 2 den vollen Strom trägt, muss die Differenz zwischen den Strömen durch die Elemente 2 und 1 in Form eines Funkens vom Kommutatorstab zur Bürste springen. Die Ursache für die Funkenbildung am Kommutator ist somit das Versagen des Stroms in den kurzgeschlossenen Elementen, bis zum Ende des Kurzschlusses den vollen Wert in umgekehrter Richtung zu erreichen. Dies ist bekannt als unter Kommutierung oder verzögerte Kommutierung.

Die Kurve des Stroms gegen die Zeit in einem solchen FallIn Abbildung E ist die Kurve A dargestellt. In der idealen Kommutierungskurve B ändert sich der Strom der Kommutierungsspulen während der Kommutierungsperiode linear von + I nach –I.

In der Praxis ist der Strom imKurzgeschlossene Spule nach Kommutierungszeit erreicht nicht ihren vollen Wert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die kurzgeschlossene Spule zusätzlich zum Widerstand eine Selbstinduktivität bietet. Die Änderungsrate des Stroms ist so hoch, dass die Eigeninduktivität der Spule eine Gegen-EMK aufbaut, die der Umkehrung entgegenwirkt.

Da der Strom in der Spule von + I nach –I wechseln muss, beträgt die Gesamtänderung 2I. Wenn tc ist die Zeit des Kurzschlusses und L ist dieInduktivität der Spule (= Selbstinduktivität der kurzgeschlossenen Spule + Gegeninduktivitäten der benachbarten Spulen), dann ist der Mittelwert der selbstinduzierten Spannung

Kommutierung-Äq

Dies nennt man das Reaktanzspannung.

Die große Spannung erscheint zwischen dem KommutatorSegmente, an die die Spule angeschlossen ist, verursachen Funken an den Bürsten der Maschine. Die Funkenbildung des Kommutators ist sehr schädlich und beschädigt sowohl die Kommutatoroberfläche als auch die Bürsten. Seine Wirkung ist kumulativ, was zu einem Kurzschluss der Maschine mit einem Bogen um den Kommutator von Bürste zu Bürste führen kann.

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