Круговой огонь по коллектору и способы его предотвращения.

Возникновение кругового огня имеет потенциальную причину. Круговой огонь представляет собой электрическую дугу с множеством мелких электрических разрядов. Круговой огонь приводит к аварии. В машинах малой мощности круговой огонь обычно не возникает (всего лишь потенциальное искрение).

Круговой огонь возникает из единичной вспышки между смежными коллекторными пластинами. Из-за наличия мостика между пластинами возникает короткая дуга, ток быстро увеличивается, и пространство над коллектором ионизируется, то есть наполняется раскалёнными светящими парами меди. По мере перемещения дуги вместе с коллектором ионизируется большое пространство. Далее развитие процесса имеет случайный характер.

Средства предотвращения:

Для уменьшения вероятности кругового огня необходимо уменьшать напряжение между коллекторными пластинами u_к.

1. Одновитковые секции (в крупных машинах);

2. Уменьшение искажения результирующего поля за счёт увеличения зазора;

3. Кардинальная мера – компенсационная обмотка.

24. Характеристики щёток машины постоянного тока и особенности их применения.

Механизм прохождения тока в контакте между щёткой и коллектором – сложное явление, в настоящее время не до конца исследованное. Поэтому для описания характеристик щёток используют эмпирические вольт-амперные характеристики ∆U_щ (j_ср) и ρ_щ(j_ср).

∆U_щ - падение напряжения на щёточном контакте;

ρ_щ – удельное сопротивление контакта;

j_ср – средняя плотность тока в контакте.

При малых плотностях тока эта ВАХ линейно возрастает, а затем «насыщается».

Эта ВАХ сильно нестабильна, так как зависит от состояния щётки (температура и т.п.), окружающей атмосферы.

В машинах постоянного тока применяют электрографитированные, графитные, угольно-графитные щётки. В низковольтных машинах применяют металлографитные щётки с пониженным ∆U_щ.

25. Уменьшение искрения на коллекторе за счёт сдвига щёток с линии геометрической нейтрали.

Наиболее целесообразным способом уменьшения искрения является компенсация реактивной ЭДС e_r, то есть уничтожение электромагнитной причины искрения. Компенсация производится противоположно направленной ЭДС вращения е_к. Эту ЭДС и создаваемое ей поле называют коммутирующими.

Коммутирующее поле создаётся двумя способами: сдвигом щёток с нейтрали и с помощью добавочных полюсов.

Сдвиг щёток осуществляется за линию физической нейтрали так, чтобы коммутируемые секции находились под полем главных полюсов. На линии физической нейтрали B_δx = 0, за ней – меняет знак. Поэтому за линией ФН коммутирующая ЭДС e_к направлена встречно e_r и компенсирует её.

Для улучшения коммутации необходимо сдвигать щетки по направлению вращения якоря в генераторах, против – в двигателях.

Недостаток: при резком изменении нагрузки надо изменять положение щеток.

26. Уменьшение искрения на коллекторе за счёт применения добавочных полюсов.

Добавочные полюса располагаются между основными полюсами на линии геометрической нейтрали над щётками. Обмотка добавочных полюсов соединяется последовательно с обмоткой якоря. Зазор между полюсным наконечником добавочного полюса и якорем больше, чем зазор между полюсным наконечником основного полюса и якорем.

При работе машины в режиме генератора, добавочный полюс должен иметь полярность того полюса, на который якорь набегает. В двигателе – наоборот.

При положении добавочных полюсов на линии геометрической нейтрали магнитное поле этих полюсов не оказывает никакого влияния на основное поле, так как намагничивающее и размагничивающее действие в пределах магнитного поля компенсируется.