Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

5-8. Экспериментальная наладка коммутации

Неудовлетворительное протекание коммутационного процесса, или, короче, плохая коммутация выражается внешне в наличии искрения на коллекторе. Согласно ГОСТ 183-66, искрение на кол­ лекторе электрической машины оценивается по степени искрения под сбегающим краем щетки по шкале (классам искрения), приведен­ ной в табл. 5-1.

для дальнейшей работы

Продолжительная надежная работа -скользящего контакта ма­ шины постоянного тока обеспечивается, если степень искрения не превосходит Н/г- Определение степени искрения производится в уста­ новившемся тепловом состоянии машины, наблюдение рекомендуется вести за положительными щетками двигателя и отрицательными щет­ ками генератора. Для объективной оценки коммутации могут быть использованы приборы, регистрирующие интенсивность светового

89

излучения или высокочастотную составляющую напряженности магнитного поля вблизи коллектора.

После продолжительной работы машины без значительного искре­ ния на рабочей поверхности коллектора образуется твердая пленка окислов меди сложного химического состава. Цвет пленки зависит от температуры коллектора, марки щеток и состава окружающего воздуха, он может иметь различные оттенки от бурого до голубого. Пленка повышает сопротивление скользящего контакта и наличие блестящей пленки указывает на удовлетворительное протекание коммутационного процесса.

Практика электромашиностроения показывает, что вновь изго-- товляемые машины почти всегда нуждаются в «настройке» коммута­ ции, которая состоит главным образом в регулировке добавочных полюсов — изменении сопротивления магнитной цепи или намагни­ чивающей силы обмотки возбуждения их. При этом предполагается,

подпитки обмотки добавочных полюсов. В зависимости от полярно­

или встречно ему, таким образом в обмотке 2 добавочных полюсов

машинах мощностью несколько киловатт.

Исследуемая машина может работать как при номинальном напря­ жении, так и в режиме короткого замыкания. Опыт показывает, что режим работы мало влияет на получаемые результаты, а в режиме короткого замыкания затраты энергии значительно меньше.

Исследование начинают с тока в цепи якоря, равного нулю. По­ степенно изменяя добавочный ток / д,д сначала в одном направлении, а затем в другом, устанавливают величину его, при которой начи­ нается искрение. Причиной искрения является э. д. с. ± е к, созда­ ваемая в переключаемых секциях магнитным потоком добавочных полюсов. Заметное искрение возникает при Ек = 1—1,5 в в зависи­ мости, главным образом, от марки щеток. При отсутствии тока в цепи якоря добавочные токи разных знаков, соответствующие появлению

90

искрения, одинаковы и изображены на рис. 5-15 равными отрезками

ОА и OB.

Обмотка возбуждения добавочных полюсов рассчитывается таким образом, чтобы уравновешивались средние значения реактивной и коммутирующей э. д. с. Если бы при этом уравновешивались также их мгновенные значения, т. е. 2 ср -|~ ер.„ = 0, то при всех значениях тока в цепи якоря искрение начиналось при одинаковом добавочном токе (штриховые линии на рис. 5-15, а).

По расположению безыскровой зоны определяется необходимое изменение результирующей индукции /?рл, под добавочным полюсом.

На процесс изменения тока в переключаемой секции большое влияние оказывает сопротивление щеток, которые совместно с кол­ лектором образуют скользящий контакт. Основные данные изготов­ ляемых щеток приведены в табл. 5-2.

В настоящее время в машинах постоянного тока почти всегда при­ меняют электрографитированные или графитные щетки и только в машинах низкого напряжения ставят медно-графитные щетки. Наиболее важной характеристикой щеток является зависимость падения напряжения Д£/щ в скользящем контакте от плотности тока в нем. На рис. 5-16 приведены характеристики АІІЩ— / (/щ) для

91

электрографитированных щеток (линия 1) и медно-графитных (ли­ ния 2). Кроме плотности тока, на величину падения напряжения в контакте оказывают влияние другие условия работы: окружная скорость коллектора, температура его, направление тока и наличие

Для машин с большой окружной скоростью коллектора необхо­ димо применять щетки с возможно малым коэффициентом трения.

В случае особо затрудненной коммутации требуется применение щеток специальной конструкции (разрезных) с увеличенным сопро­ тивлением по пути тока ік. К вновь изготовляемым машинам подби­ рается марка щетки опытным путем в процессе наладки коммутации.

5-9. Средства уменьшения радиопомех от электрических машин

Основной причиной высокочастотных электромагнитных колеба­ ний в электрических машинах является процесс коммутации, при котором могут создаваться помехи радиоприему на всем диапазоне частот радиосвязи.

92

Электромагнитные колебания передаются на антенны радиоприем­ ных устройств непосредственным излучением с частей электрической машины и соединенных с ней проводов. Вне машины (рис. 5-17) ток высокой частоты проходит по распределенным активным, индук­ тивным и, главным образом, емкостным сопротивлениям как между проводами (zn), так и от каждого из проводов к токоведущим частям машины (znl, zn2 и zn3). Ток, замыкающийся по сопротивлению zn, создает сравнительно слабые симметричные помехи, так как магнит­ ные поля проводов с направленным в противоположные стороны то­ ком вычитаются. Ток, замыкающийся по сопротивлениям znl, zn2 и znз, создает несимметричные помехи, уровень которых значительно выше вследствие сложения магнитных полей проводов с током оди­ накового направления.

Улучшение, коммутации способствует понижению уровня радиопомех, но в цепи якоря и при отсутствии искрения на коллекторе

сохраняются высокочастотные составляющие тока с большой ампли­ тудой, поэтому необходимы специальные меры, препятствующие распространению высокочастотных магнитных полей. С этой целью применяется симметричное включение обмотки якоря, экранируется электрическая машина вместе с проводами сети и ставятся на зажи­ мах машины фильтры.

Для симметричного включения обмотки якоря последовательные обмотки главных (С) и добавочных (Д) полюсов делят на две части (Сг и С2, Д 1 и Д 2) и включают каждую половину обмоток между щет­ ками и внешней сетью (рис. 5-18). Этим достигается увеличение внутреннего сопротивления машины току высокой частоты.

Экранирование электрической машины и проводов сети выпол­ няется сплошными металлическими оболочками или сетками. Ме­ таллический корпус закрытой машины является надежным экраном, но иногда высокочастотные электромагнитные колебания могут рас­ пространяться через выступающий конец вала, поэтому необходимо выполнять надежный скользящий контакт между валом и корпусом машины. Отверстия в корпусе защищенной машины следует закры­ вать медной или латунной сеткой. Соединение металлической обо-

93