Электродвижущие силы в коммутируемой секции

Электродвижущие силы, индуктируемые в коммутируемой секции, оказывают на коммутацию весьма существенное влияние (см. § 6-3).

Э. д. с. самоиндукции. Коммутируемая секция обладает определенной индуктивностью L_C) вследствие чего в ней при коммутации индуктируется э. д. с,

В соответствии с выбранным в § 6-3 правилом знаков ток изменяется от значения i — i_a при t = О до t = — i_a при t = Т_к. Поэтому

■^ < 0 и e_L > 0. Следовательно, согласно § 6-3, э. д. с. et стремится

замедлить коммутацию, что вполне естественно, так как в результате самоиндукции изменение тока в цепи всегда замедляется. Среднее значение производной тока

Э. д. с. взаимной индукции, реактивная э. д. с. Одновременно с рассматриваемой секцией в машине коммутируется ряд других секций. Обычно Ь_щ > b_R и щетки замыкают накоротко несколько соседних секций. Если эти секции находятся в одном и том же пазу (число элементарных пазов и_а > 1), то между ними существует сильная взаимоиндуктивная связь. Кроме того, секции, коммутируемые различными щетками и находящиеся под соседними полюсами, также имеют сильную взаимоиндуктивную связь, если стороны этих секций расположены в общих пазах (см., например, рис. 3-33). Вследствие сказанного в рассматриваемой коммутируемой секции индуктируется э. д. с. взаимной индукции

где М_п — взаимная индуктивность между рассматриваемой секцией и одновременно с нею коммутируемой секцией с порядковым номером п, a i_n — ток этой п-я секции.

Э. д. с. ем имеет такой же знак, как и э. д. с. ей и поэтому она

тоже стремится замедлить коммутацию. Средние значения ■—

Э. д. с. взаимной индукции, реактивная э. д. с. Одновременно с рассматриваемой секцией в машине коммутируется ряд других секций. Обычно Ь_щ > b_R и щетки замыкают накоротко несколько соседних секций. Если эти секции находятся в одном и том же пазу (число элементарных пазов и_а > 1), то между ними существует сильная взаимоиндуктивная связь. Кроме того, секции, коммутируемые различными щетками и находящиеся под соседними полюсами, также имеют сильную взаимоиндуктивную связь, если стороны этих секций расположены в общих пазах (см., например, рис. 3-33). Вследствие сказанного в рассматриваемой коммутируемой секции индуктируется э. д. с. взаимной индукции

так как они имеют общую природу и, кроме того, это удобно для расчета.

Э. д. с. от поля поперечной реакции якоря. На рис. 6-8 изображено поле реакции якоря B_aq, создаваемое токами в обмотке якоря. Проводники коммутируемой секции, расположенные на этом рисунке под щетками, вращаются вместе с якорем в неподвижном поле реакции якоря, и в них индуктируется э. д. с. е_ад, направление которой легко определяется по правилу правой руки и также показано на рис. 6-8.

Как видно из рис. 6-8, э. д. с. е_ад имеет такое же направление, как и ток секции в начале коммутации. Следовательно, эта э. д. с. стремится сохранить прежнее направление тока, является положительной и также замедляет коммутацию.

Э. д. с. в секции

Рис. 6-8. Определение э.д. с. от поля реакции якоря

где В_ад — индукция поля поперечной реакции якоря; w_c — число витков в секции; v_a — окружная скорость якоря.

Все рассмотренные э. д. с: e_L, e_M и е_ад или е_г и e_aq — обусловлены током якоря, замедляют коммутацию и являются поэтому вредными. Как можно установить из приведенных выше формул, эти э. д. с. пропорциональны току нагрузки и скорости вращения якоря.

Э. д. с. от внешнего поля и коммутирующая э. д. с. В общем случае в зоне коммутируемых секций может существовать магнитное поле, внешнее по отношению к якорю, т. е. создаваемое индуктором. При вращении сторон коммутируемой секции в этом поле ^в ней индуктируется э. д. с, которая может иметь тот или иной знак в зависимости от направления внешнего поля.

Естественно возникает стремление добиться с помощью внешнего поля компенсации э. д. с. е_г и e_aq в секции, так как уже в машинах мощностью порядка 0,5 кет эти э. д. с. сильно затрудняют коммутацию. На практике это обычно осуществляется с помощью добавочных полюсов (см. § 6-6), которые создают внешнее поле необходимой интенсивности и направления.

Поле реакции якоря и внешнее поле индуктора, действуя совместно, образуют в зоне коммутируемых секций результирующее, так называемое коммутирующее поле. Индуктируемая этим полем в коммутируемой секции э. д. с. е_к называется коммутирующей и определяется формулой, аналогичной (6-21):

e_K = 2B_Kw_zl₆v_a, (6-22)

где В_к — индукция коммутирующего поля.

Таким образом, в конечном счете в теории коммутации рассматриваются две э. д. с. — реактивная э. д. с. секции е_г и коммутирующая э. д. с. е_к. Для достижения наилучших условий коммутации необходимо, чтобы эти э. д. с. имели различные направления и были равны по величине (прямолинейная коммутация) или чтобы е_к была несколько больше е_г (слегка ускоренная коммутация). Для этого коммутирующее поле должно иметь направление, противоположное направлению поля реакции якоря.

Трансформаторная э. д. с. Коммутируемая секция пронизывается потоком главным полюсов Фб и сцепляется с ним (см., например, рис. 3-17 и др., рис. 6-8). Если стороны секции расположены в нейтральной зоне, то поток Фб не индуктирует э. д. с. вращения в этой секции. Однако если поток главных полюсов изменяется во времени, то в коммутируемой секции индуктируется э. д. с. трансформации (пульсации)

В машинах постоянного тока эта э. д. с. возникает только в особых условиях, например в некоторых неустановившихся режимах.

Дата добавления: 2015-07-18