Презентация к уроку "Коммутация в машине постоянного тока" (2 курс)

• 1 слайд

  Коммутация в машинах постоянного тока
  Выполнила:
  преподаватель высшей категории
  Лисовая Н.Е.
  МДК 01.01
  

• 2 слайд

  Коммутация
  – совокупность явлений происходящих при изменении направления тока в секциях обмотки якоря во время замыкания щетками этой секции накоротко.
  Под коммутацией в широком смысле слова понимаются все явления и процессы, возникающие под щеткой при работе машины.
  

• 3 слайд

  Причины искрения
  механические
  
  ухудшение контакта между коллектором и щетками
  Причины
  искрения
  электрические
  
  неудовлетво-рительная коммутация
  

• 4 слайд

  Причины искрения
  Механические
  1
  4
  3
  "эллиптичность" коллектора
  слабое прижатие щеток к коллектору
  неплотное закрепление траверсы, пальцев или щеткодержателей
  загрязнение поверхности коллектора
  2
  выступание миканитовой изоляции над медными пластинами
  5
  

• 5 слайд

  Причины искрения
  Электрические
  1
  2
  3
  ток коммутации сильно отличается от номинального в большую сторону
  возникновение напряжения между коллекторными пластинами, превышающего допустимое значение (30 В при мощности машины до 1 кВт и 16 В при мощности машины более 1 кВт)
  повышение напряжения и плотности тока в момент
  разрыва щетки и коллекторной пластины
  

• 6 слайд

  Результаты искрения
  

• 7 слайд

  Степени искрения ГОСТ 183-74
  

• 8 слайд

  Степени искрения
  

• 9 слайд

  Способы улучшения коммутации
  Подбор щеток с
  надлежащими
  характеристиками
  Увеличение
  сопротивления
  цепи
  коммутируемой
  секции
  
  Добавочные
  полюса;
  сдвиг щеток
  с нейтрали
  
  

• 10 слайд

  Улучшение коммутации с помощью добавочных полюсов
  За главным полюсом данной полярности по направлению вращения якоря в режиме генератора должен следовать добавочный полюс противоположной полярности, а в режиме двигателя – добавочный полюс той же полярности.
  

• 11 слайд

  Улучшение коммутации путем сдвига щеток с геометрической нейтрали
  В генераторе щетки необходимо повернуть в сторону вращения, а в двигателе – наоборот.
  

• 12 слайд

  Круговой огонь
  – возникновение электрической дуги на коллекторе, сопровождающееся резким увеличением тока и срабатыванием защиты (внутреннее кз)
  

• 13 слайд

  Круговой огонь
  

• 14 слайд

  Защита от кругового огня
  1. Между коллектором и обмоткой
  устанавливают изолирующий экран
  2. Между щетками разной полярности
  устанавливают изоляционные барьеры
  3.Применяют воздушное дутье для
  сдувания дуги в сторону подшипника
  

• 15 слайд

  СПАСИБО!
  

Коммутация в машинах постоянного тока

          Необходимым условием долговечности коллекторной машины постоянного тока является отсутствие искрения под щетками, так как искры быстро разрушают пластины коллектора и щетки.

Причины искрения могут быть механическими и электрическими. Основная механическая причина искрения – это ухудшение контакта между коллектором и щетками. Электрической причиной является неудовлетворительная коммутация.

Коммутацией в электрических машинах называется совокупность явлений происходящих при изменении направления тока в секциях обмотки якоря во время замыкания щетками этой секции накоротко.

Для создания хороших условий коммутации необходимо прежде всего обеспечить надлежащее состояние коллектора и щеточного аппарата, чтобы устранить механические причины искрения.

Способы обеспечения необходимых электромагнитных условий коммутации направлены на уменьшение добавочного тока коммутации или тока короткого замыкания коммутируемой секции и сводятся к следующим мероприятиям:

1) созданию коммутирующей электродвижущей силы (э. д. с.) с помощью добавочных полюсов или сдвига щеток с геометрической нейтрали,

Добавочные полюсы устанавливаются между главными полюсами (рисунок 1) и крепятся болтами к ярму индуктора. Намагничивающая сила добавочных полюсов F_д.п должна быть направлена против намагничивающей силы реакции якоря F_aq, чтобы скомпенсировать ее и создать сверх того коммутирующее поле B_к для компенсации реактивной э. д. с. e_r.

За главным полюсом данной полярности по направлению вращения якоря в режиме генератора должен следовать добавочный полюс противоположной полярности, а в режиме двигателя – добавочный полюс той же полярности.

Расположение и полярность добавочных полюсов

2) уменьшению реактивной э. д. с.

В машинах мощностью до нескольких сотен ватт добавочных полюсов не ставят. Коммутирующее поле при этом можно создать путем сдвига щеток с геометрической нейтрали, благодаря чему в зоне коммутации начнет действовать поле главных полюсов (рисунок 4). Чтобы индуктируемая этим полем в коммутируемой секции э. д. с. e_к имела правильное направление, поле главных полюсов в зоне коммутации должно быть направлено против поля реакции якоря. Для этого в генераторе щетки необходимо повернуть в сторону вращения, а в двигателе – наоборот

Улучшение коммутации путем сдвига щеток с геометрической нейтрали

3) увеличению сопротивления цепи коммутируемой секции.

Для обеспечения хорошей коммутации необходимо, чтобы e_r ≤ 7 – 12 В.

Уменьшение э.д.с. возможно за счет ослабления взаимной индукции между коммутируемыми секциями, что достигается укорочением шага на величину не более одного зубцового деления и применением ступенчатой обмотки.

 

Укладка секций равносекционной (а) и ступенчатой (б) обмоток при u_п = 2

Существенным является подбор щеток с надлежащими характеристиками. При тяжелых условиях коммутации лучше работают твердые графитные щетки с повышенным переходным сопротивлением переходного контакта, однако при этом электрические потери в переходном контакте и механические потери на трение также больше. Щетки с круто поднимающейся вольт-амперной характеристикой благоприятны с точки зрения уменьшения плотности тока на сбегающем краю щетки и способствуют улучшению коммутации.

На коллекторе электрической машины может возникнуть электрическая дуга, сопровождающаяся резким увеличением тока и срабатыванием защиты. Поверхность коллектора при этом в большей или меньшей степени оплавляется и до устранения повреждений машина не может работать.

Это явление носит название кругового огня. Обычно оно возникает в машинах с большим напряжением между смежными коллекторными пластинами (25...50 В), при резких увеличениях нагрузки. Круговой огонь по своей сути является внутренним коротким замыканием и для уменьшения повреждений от электрической дуги нужно не только отсоединить машину от внешней сети, но и принять меры по быстрому гашению поля возбуждения.

Карточка 1

1.     Перечислить причины искрения МПТ.

2.     Описать данный способ создания коммутирующей электродвижущей силы.

Карточка 2

1.     Написать определение коммутации.

2.     Описать данный способ создания коммутирующей электродвижущей силы.