Komutácia v DC stroji

Prúdy indukované v vodičoch kotvy generátora jednosmerného prúdu sa striedajú. Zmena z generovaného striedavého prúdu na aplikovaný jednosmerný prúd zahŕňa proces zámena, Keď sú vodiče armatúry pod severným pólom, prúd, ktorý je indukovaný, prúdi v jednom smere. Prúd prúdi v opačnom smere, keď sú pod južným pólom.

Ako vodič prechádza vplyvomseverný pól a vstupuje do južného pólu, prúd v nich je obrátený. Obrátenie prúdu prebieha pozdĺž osi MNA alebo kefy. Keď rozpätie kefy má dva komutátorové segmenty, navíjací prvok pripojený na tieto segmenty je skratovaný.

Termín zámena znamená zmenu, ktorá sa odohráva vo vinutív priebehu skratu pomocou kefy. Pochopme komutáciu jasnejšie, keď vezmeme do úvahy jednoduché kruhové vinutia znázornené na obrázku A.

V polohe znázornenej na obr. A prúd I prúdiaci smerom k kefke z ľavej strany prechádza okolo cievky v smere hodinových ručičiek. Teraz vezmite do úvahy druhú číslicu B uvedenú nižšie.

Na vyššie uvedenom obrázku je poloha cievkyukazuje, že rovnaké množstvo prúdu je prenášané všetkými cievkami a smer prúdu je tiež podobný, ale kefka je príliš krátka.

Na obrázku C je uvedený šteteckontakt s tyčami a a b, čím dochádza ku skratu cievky 1. Prúd je stále I z ľavej strany a I z pravej strany. Je vidieť, že tieto dva prúdy môžu dosiahnuť kefku bez toho, aby prechádzali cez cievku 1.

Na obrázku D uvedenom nižšie má stĺpec (b) práve hodnotunechal kefu, a skrat cievky sa skončil. Teraz je potrebné, aby prúd I zasiahol kefku z pravej strany proti smeru hodinových ručičiek.

Zo všetkých vyššie uvedených diskusií je to vidieťv priebehu skratu cievky kotvy pomocou kefy musí byť prúd v cievke obrátený a tiež zvýšený na svoju plnú hodnotu v opačnom smere. Čas skratu sa nazýva obdobie komutácie.

Nižšie uvedený obrázok ukazuje, ako sa zapína prúdskratová cievka sa mení počas krátkeho intervalu skratu. Krivka b ukazuje, že prúd sa mení z + I na –I lineárne v komutačnom období. Táto komutácia sa nazýva Ideálna komutácia alebo Priama komutácia.

Ak sa prúd cez cievku 1 nedosiaholjeho plnú hodnotu v polohe na obrázku D, potom, pretože cievka 2 nesie plný prúd, rozdiel medzi prúdmi cez prvky 2 a 1 musí preskočiť z tyče komutátora na kefu vo forme iskry. Príčinou iskrenia na komutátore je teda zlyhanie prúdu v skratovaných prvkoch na dosiahnutie plnej hodnoty v opačnom smere ku koncu skratu. v komutácii alebo oneskorená komutácia.

Krivka prúdu proti času v takomto prípadeje znázornený na obrázku E krivkou A. V ideálnej komutačnej krivke B prúd komutačných cievok lineárne mení z + I na –I počas komutačnej periódy.

V skutočnej praxi, prúd vskratová cievka po komutačnom období nedosiahne svoju plnú hodnotu. Je to spôsobené tým, že skratová cievka ponúka okrem odporu aj vlastnú indukčnosť. Rýchlosť zmeny prúdu je taká vysoká, že samovznietivosť cievky vytvára zadný EMF, ktorý je proti obráteniu.

Pretože prúd v cievke sa musí zmeniť z + I na –I, celková zmena je 2I. Ak t_C je čas skratu a L jeindukčnosť cievky (= samovznietenie skratovej cievky + vzájomná indukčnosť susedných cievok), potom je priemerná hodnota samovznieteného napätia

Toto sa nazýva napätie reaktancie.

Veľké napätie sa objavuje medzi komutátoromsegmenty, ku ktorým je cievka pripojená, spôsobujú iskru na kefkách stroja. Zapálenie komutátora je veľmi škodlivé a poškodí povrch komutátora a kefy. Jeho účinok je kumulatívny, čo môže viesť ku skratu stroja s oblúkom okolo komutátora z kefy na kefu.