Реактивна ЕРС і способи її зменшення

Ми виявили причину виникнення реактивної ЕРС. Розглянемо тепер фактори, від яких залежить її значення. На рис. 5.3а зображений момент одночасної комутації секцій 1 і 2 петлевої обмотки з повним кроком .При цьому в секції 1 виникає ЕРС самоіндукції і ЕРС взаємоіндукції , тобто виникає реактивна ЕРС [див. вираз (5.3 б)].

При вкороченій обмотці, коли (цьому випадкові відповідає рис. 5.3б), секції 1 і 2 лежать у різних пазах і при комутації не впливають одна на одну, тобто ЕРС . Це справедливо лише у випадку .

В реальних машинах завжди , а щітка перекриває кілька колекторних пластин. Через це повністю виключити в комутованих секціях ЕРС взаємоіндукції неможливо, але все ж вкорочення обмотки істотно знижує значення , а значить і реактивну ЕРС.

  Рис. 5.3 Комутація секцій петлевої обмотки при а - секції 1 і 2 наводять одна на одну ЕРС взаємоіндукції; б - секції 1 і 2 не впливають одна на одну при комутації

Визначимо значення реактивної ЕРС для випадку прямолінійної комутації, для чого у вираз (5.13) підставляємо (5.4), тоді:

(5.16)

Позначимо через питому, магнітну провідність на одиницю довжини секції, яка має дві сторони (кожна довжиною 4); тоді , а вираз (5.14)прийме вигляд

(5.15)

Оскільки колекторна поділка а щіткове перекриття , то ; тоді період комутації

(5.16)

В реальнихмашинах щіткове перекриття становить . Щоб мати уявлення про значення Т_к, розглянемо тяговий двигун,у якого номінальна частота обертів п-720 Об/хв.=12 Об/с, К=300 і у=3,6. При цих умовах с. У інших машин значення Т_к може бути щеменше, тому процес комутації по відношенню до зовнішнього кола машини є періодичним процесом з частотою 1000 Гц і більше.

Згідно (3.1а) кількість витків у секції , тоді . Підставимо це значення, а також вира (5.16) у (5.15), яке помножимо і поділимо на ; тоді

(5.18)

Спростимо цей вираз. Числа 2К в чисельнику і знаменнику скоротяться, є лінійне навантаження[див. вираз (4.1)], - колова швидкість якоря. З урахуванням: цього вираз (5.17) приймає вигляд

(5.18)

Аналіз виразу (5.18) дозволяє встановити зниження значення е_р. Найголовнішим і незаперечним з них є застосування в потужних машинах з тяжкими умовами комутації одновиткових секцій . Прагнення до зниження значень А і хоча і призведе до зменшення реактивної ЕРС, але в цей же час погіршує використання матеріалів у машині і викликає збільшення її розмірів.

Істотний вплив на зменшення реактивної ЕРС може здійснити зменшення магнітопровідності потоку, зчепленого з секцією, що замикається навколо провідника. Через це, попри інші рівні умови машина з більш широким і неглибокимпазом, якийздійснює більший опір для цього потоку, матиме менше значення , ніж машина з вузьким і глибоким пазом.

Значне зниження значення і як результат покращення умов комутації досягнуті в безпазових якорях тягових електродвигунів. Ці якорі є гладкими барабанами., на яких укладаються обмотки, що скріплюються бандажуванням склопластиками,які пропитуються в епоксидному компаунді гарячого затвердіння і утворюють ізоляцію типу "моноліт". Відсутність зубців у гладких якорях призводить до значного зниження значення , а значить і реактивної ЕРС.

Збільшення щіткового перекриття хоча і призводить до підвищення впливу взаємної індукції через збільшення кількості одночасно комутованих секцій, але в незначній мірі, і значення е_р все ж зменшується.

Значне збільшення перекриття не допускається з причин, котрі викладені в п. 5.7 [формула.(5.23)].

Дата добавления: 2014-12-25