Conmutación en máquina de corriente continua

Las corrientes inducidas en los conductores de la armadura de un generador de CC son de naturaleza alterna. El cambio de una corriente alterna generada a la corriente directa aplicada implica el proceso de Conmutación. Cuando los conductores de la armadura están debajo del polo norte, la corriente que se induce fluye en una dirección. La corriente fluye en la dirección opuesta cuando están debajo del polo sur.

A medida que el conductor pasa por la influencia deEl polo norte y entra en el polo sur, la corriente en ellos se invierte. La inversión de la corriente tiene lugar a lo largo del MNA o del eje del cepillo. Cuando el espacio del cepillo tiene dos segmentos de conmutador, el elemento de bobinado conectado a esos segmentos se cortocircuita.

El termino Conmutación Significa el cambio que se produce en un devanado.Elemento durante el período de un cortocircuito por un cepillo. Entendamos más claramente la conmutación considerando un simple devanado de anillo que se muestra a continuación en la Figura A.

En la posición que se muestra en la Figura A, la corriente I que fluye hacia el cepillo desde el lado izquierdo pasa alrededor de la bobina en sentido horario. Ahora considera la otra figura B que se muestra a continuación.

En la figura anterior, la posición de la bobina.muestra que la misma cantidad de corriente es transportada por todas las bobinas, y la dirección de la corriente también es similar, pero la bobina está demasiado cortocircuitada por el cepillo.

En la Figura C que se muestra debajo el pincel hacehaga contacto con las barras a y b, cortocircuitando de este modo la bobina 1. La corriente sigue siendo I desde el lado izquierdo y I desde el lado derecho. Se ve que estas dos corrientes pueden alcanzar el cepillo sin pasar a través de la bobina 1.

En la figura D que se muestra a continuación, la barra (b) acaba deDejó el cepillo, y el cortocircuito de la bobina uno ha terminado. Ahora es necesario que la corriente I llegue al pincel desde el lado derecho en sentido antihorario.

De toda la discusión anterior, se ve quedurante el período del cortocircuito de una bobina de armadura con un cepillo, la corriente en la bobina debe invertirse y también debe llevarse a su valor total en la dirección invertida. El tiempo del cortocircuito se llama el período de conmutación.

La figura que se muestra a continuación muestra cómo la corriente enLa bobina cortocircuitada varía durante el breve intervalo del cortocircuito. La curva b muestra que la corriente cambia de + I a –I linealmente en el período de conmutación. Tal conmutación se llama Conmutacion ideal o Conmutación en línea recta.

Si la corriente a través de la bobina 1 no ha alcanzadosu valor completo en la posición en la figura D, entonces, dado que la bobina 2 que lleva corriente completa, la diferencia entre las corrientes a través de los elementos 2 y 1 tiene que saltar de la barra del conmutador al cepillo en forma de una chispa. Por lo tanto, la causa de las chispas en el conmutador es la falla de la corriente en los elementos cortocircuitados para alcanzar el valor completo en la dirección inversa al final del cortocircuito. Esto se conoce como bajo conmutación o conmutación retrasada.

La curva de corriente contra el tiempo en tal caso.se muestra en la figura E mediante la curva A. En la curva de conmutación ideal B, la corriente de las bobinas de conmutación cambia linealmente de + I a –I durante el período de conmutación.

En la práctica real, la corriente en ella bobina cortocircuitada después del período de conmutación no alcanza su valor total. Esto se debe al hecho de que la bobina en cortocircuito ofrece autoinducción además de la resistencia. La tasa de cambio de la corriente es tan alta que la autoinducción de la bobina establece un EMF posterior, que se opone a la reversión.

Dado que la corriente en la bobina tiene que cambiar de + I a –I, el cambio total es 2I. Si t_do Es el tiempo de cortocircuito y L es elinductancia de la bobina (= autoinducción de la bobina en cortocircuito + inductancias mutuas de las bobinas vecinas), entonces el valor promedio de la tensión autoinducida es

Esto se llama Tensión de reactancia.

La gran tensión que aparece entre el conmutador.Los segmentos a los que se conecta la bobina provocan chispas en los cepillos de la máquina. La chispa del conmutador es muy dañina y dañará tanto la superficie del conmutador como los cepillos. Su efecto es acumulativo, lo que puede provocar un cortocircuito de la máquina con un arco alrededor del conmutador de brocha a brocha.