Прямолинейная коммутация

Этот вид коммутации имеет место в машине, если в процессе коммутации в коммутирующей секции ЭДС не наводится или, что более реально, сумма ЭДС в коммутирующей секции равна нулю. В этом случае для коммутирующей секции, замкнутой щеткой (рис 27.1, б), в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно записать

i₁r₁-i₂r₂=0, (27,1

где r₁ и r₂ - переходные сопротивления между щеткой и сбегающей 1 и набегающей 2 пластинами;

i₁ и i₂ - токи, переходящие в обмотку якоря через пластины 1 и 2:

i₁=i_a+i; i₂=i_a-i (27.2)

здесь i - ток в коммутирующей секции.

Используя (27.2), получим

(i_a+i)r₁-(i_a-i)r₂=0

откуда ток в коммутирующей секции

i=i_a(r₂-r₁)/(r₂+r₁) (27.3)

Закон изменения тока коммутирующей секции в функции времени определяется уравнением

i = ia(1-2t/Tк) (27.4)

Это уравнение является линейным, а поэтому график i = f(t) представляет собой прямую линию, пересекающую ось абсцисс в точке t = 0,5 Тк (рис. 27.2). Коммутация, при которой ток в коммутирующей секции i изменяется по прямолинейному закону, называют прямолинейной (идеальной) коммутацией.

Весьма важным фактором, определяющим качество коммутации, является плотность тока в переходном контакте «щетка-пластина»: j₁ - плотность тока под сбегающим краем щетки; j₂ - плотность тока под набегающим краем щетки.

Плотность тока под щеткой прямо пропорциональна тангенсу угла между осью абсцисс и графиком коммутации, т.е. j₁ = tgα ₁, и j₂= tgα₂. График прямолинейной (идеальной) коммутации имеет вид прямой линии. При этом α ₁ = α ₂, а следовательно, плотность тока в переходном контакте «щетка-коллектор» в течение всего периода коммутации остается неизменной (j_l = j₂ = const). Физически это объясняется тем, что при прямолинейной коммутации убывание тока, проходящего через сбегающую пластину коллектора, пропорционально уменьшению площади контакта щетки с этой пластиной, а нарастание тока через набегающую пластину пропорционально увеличению площади контакта щетки с этой пластиной.

Из построений, сделанных на рис. 27.2, следует, что к моменту времени, когда щетка теряет контакт со сбегающей пластиной, ток через эту пластину уменьшается до нуля. Таким образом, при прямолинейной коммутации пластина коллектора выходит из-под щетки без разрыва тока.

Рис. 27.2. График тока прямолинейной коммутации

Изложенные свойства прямолинейной (идеальной) коммутации - постоянство плотности тока под щеткой и выход пластины из-под щетки без разрыва тока - являются основными, и благодаря им этот вид коммутации не сопровождается искрением на коллекторе.

Дата добавления: 2014-01-14