Материал: Лекция 30 Теории коммутации МПТ

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ции, уменьшаясь только вследствие влияния активных сопротивлений секции и петушков (рис. 3.8, а, б) по экспоненциальному закону

i iae

(3.11)

где Lc – постоянная времени секции.

Введение в контур коммутируемой секции внешней ЭДС, направленной встречно ЭДС самоиндукции, увеличивает скорость изменения тока. Можно так подобрать eк , чтобы к концу периода комму-

тации ток в секции достиг значения – ia и даже получилась ускоренная коммутация (рис. 3.9).

При ек 0 решение уравнения (3.10) имеет вид

eк

i i

1 e

(3.12)

Очевидно, что скорость изменения ток в секции в течение периода собственно коммутации определяется величиной ЭДС eк и по-

стоянной времени контура.

a		б
ia		ia
	ia	ia
Ò	Тд	Ò

Тд

Рис. 3.8. Коммутация с большим остаточным током при использовании щеток с Uщ const :

a – при Rc 0 ; б – при наличии активного сопротивления сек-

ций и петушков; Tд – время горения дуги

Если ток в секции при сверхускоренной коммутаций превысил по модулю величину тока параллельной ветви – ia , то в этом случае меняется направление тока i2 во втором петушке и, следовательно,

меняется знак Uщ2 .

Падения напряжения в щеточном контакте на сбегающей и набегающей частях щетки имеют один знак. Уравнение (3.2) с учетом того, что ток сменил направление, преобразуется

L	di	R i e		U		U		.	(3.13)
	dt
с		с	к		щ1		щ2

Очевидно, что падение напряжения в щеточном контакте, действуя встречно eк , препятствует дальнейшему увеличению тока комму-

тируемой секции. При ускоренной коммутации кривая изменения тока в коммутируемой секции имеет вид, представленный на рис. 3.10.

Из рисунка видно, что сбегающий край щетки не нагружен током, начиная с момента достижения током секции значения до конца периода замыкания секции щеткой. Этот отрезок времени Т0 0.Г. Вег-

нер назвал периодом малого тока.

Недостаток теории 0.Г. Вегнера заключается в том, что, принимая за оптимальную ускоренную коммутацию, в которой до момента

размыкания секции ток в сбе-				Т
гающем крае щетки равен нулю,
в уравнении		коммутируемой
секции	для сбегающего		края
щетки, практически обесточен-				ia
ного,		принимается
Uщ2 Uщ1 .		Это вносит	по-
грешность при определении тока
на завершающей стадии процес-
са коммутации. Более правильно
принять падение напряжения на
сбегающем крае щетки в течение
периода	малого тока равным
нулю.

Т0

Кроме того, некоторые из

существующих	типов	щеток	Рис. 3.9 Кривая изменения тока в
имеют вольтамперные		характе-	коммутируемой секции при
ристики, аппроксимирующиеся			ускоренной коммутации
к Uщ сonst	с большими по-

грешностями, и пользоваться изложенной теорией в этих случаях нужно осмотрительно.

Теория оптимальной коммутации. Авторы этой теории ап-

проксимируют статическую вольт-амперную характеристику щеточного контакта к двум различным функциям: при малых плотностях тока, примерно, до J 6..8 А/см2 к зависимости, отвечающей условию rщ const , а при больших плотностях тока – к функции Uщ сonst

(рис. 3.10) или же аппроксимируют эту характеристику гиперболическими функциями.

Считая нормально ускоренную коммутацию наилучшей, оптимальной, авторы теории, разработанной под руководством М. Ф. Кара-

сева, принимают	для	набегающего			края	щетки	допущение
Uщ1 r1i1 сonst ,	а	для сбегающего			края	щетки	допущение
Uщ kj или rщ2 const , при этом
		r	RщT	.
		r		.
		2	T t

Uщ,В

Uù const

1,5

0,5

0	4 Jêð 12 16 20 J,А/см2

Рис. 3.10. Аппроксимация статической вольт-амперной характеристики щетки по двум участкам

Эти допущения физически оправданы, так как при ускоренной коммутации плотность тока в набегающей части щётки повышена в несколько раз относительно средней плотности тока, а на сбегающем крае щётки, наоборот, значительно снижена.

Дифференциальное уравнение (3.2) коммутируемого контура с учетом этих допущений, а также того, что i2 ia i, принимает вид

R i

i i

e .

(3.14)

c dt

T t

щ1

Для упрощения

уравнения

принимаем

Rc 0 и

обозначаем

, тогда при 1:

Uщ1

eк

i ia 1

ln 1

(3.15)

Rщ

а при 1:

щ1

i i

1 1

.(3.16)

Очевидно,

что первый член правой части выражений (3.15) и

(3.16) представляет собой ток прямолинейной коммутации, а второй – добавочный ток iк .

Теория оптимальной коммутации построена на таком законе распределения тока в щеточном контакте, когда в сбегающем крае щетки, еще до момента завершения коммутации, выполняются усло-

вия i2 0 и	di2	0	, т.е. при оптимальной коммутации в кривой тока
	dt

коммутируемой секции имеет место период (или ступень) малого тока. Опыты по снятию кривых тока ускоренной коммутации, проведенные на экспериментальной установке с машинами ПН-145, показали, что теория оптимальной коммутации ближе к действительности,

чем предшествующие теории.

Очевидно, что теория оптимальной коммутации может быть построена также на базе аппроксимации динамических вольт-амперных характеристик скользящего контакта.

Способы улучшения коммутации. Так как искрение щеток свя-

зано с разрывом добавочного тока коммутируемой секции, то меры по улучшению коммутации направлены в первую очередь на уменьшение его значения. Как следует из уравнений (3.8) добавочный ток равен

iд	e	e	e	вр
	e		р	вр	.
	r		r		.
	щ		щ

Отсюда видно, что уменьшение тока iд может быть получено или увеличением сопротивления rщ , или уменьшением результирую-

щей ЭДС e , наводимой в коммутируемой секции.

Улучшение коммутации путем увеличения сопротивления ком-

мутируемой секции. Сопротивление цепи коммутируемой секции состоит из сопротивления самой секции, сопротивления выводов секции, соединяющих ее с коллектором, и переходного сопротивления щеточного контакта. Сопротивления секции и выводов малы по сравнению с rщ , а их увеличение приведет к росту электрических потерь и сниже-

нию КПД.

Поэтому в машинах постоянного тока увеличивают сопротивление щеточного контакта благодаря применению графитовых щеток марок ЭГ, Г и др. Для указанных щеток значение Uщ находится в

пределах 1,7..2,7 В. Чем тяжелее условия коммутации, тем целесообразнее выбирать щетки с большим значением Uщ . Подбор щеток

обычно производится на заводе-изготовителе при настройке коммутации.

Как видно из рис. 3.1, добавочный ток iд замыкается поперек

щетки. Поэтому в настоящее время для увеличения сопротивления rщ

Смотрите также:


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
__RGR2
__RGR2
_11_А. Франс для эл версии
_индив анализ данных
- Интерфейс 485 и оптопорт 11
!!!Вопросы_Философские проблемы техники