Необходимая полярность коммутирующего поля определяется на основании следующих рассуждений.

Обозначим условно направление тока в секции i_a до коммутации стрелкой, как указано на рис. 5-36. Направление э.д.с. Е_а параллельной ветви, в которой находится секция при работе машины генератором, будет такое же, как и тока i_a. Пусть рассматриваемая секция замыкается щеткой. Ток i_a будет уменьшаться. При этом возникает э.д.с. е_R, которая по закону Ленца стремится поддержать прежнее значение тока. Следовательно, она направлена в ту же сторону, что и i_a. Электродвижущая сила е_к должна быть направлена против e_R. Для этого коммутируемая секция должна находиться в поле противоположной полярности по отношению к полю, которое наводит э.д.с. Е_а (см. рис. 5-34, где направление э.д.с. Е_а, например, нижней параллельной ветви обмотки якоря определялось полем южной полярности).

Рис. 5-36. К определению полярности дополнительных полюсов генератора.

 Так как в двигателе Е_а и i_a имеют противоположные направления, то коммутирующее поле должно иметь ту же полярность, что и поле, наводящее э.д.с. Е_а (рис. 5-37).

Рис. 5-37. К определению полярности дополнительных полюсов двигателя.

 Мы вначале приняли ширину щетки равной ширине коллекторной пластины. В действительности щетка берется шире коллекторной пластины в 2—4 раза (при простых волновых обмотках в 2—2,7 раза; при простых петлевых обмотках в 3—4 раза), что дает лучшее использование коллектора и улучшает коммутацию.

Ширина щетки не должна быть слишком большой, так как это может привести к чрезмерному расширению коммутационной зоны. По той же причине не следует брать шаг у₁ с большим укорочением [обычно y₁ = Z_э/2 p - (1÷3)]. Небольшое укорочение у₁ сказывается благоприятно на коммутации, так как при этом несколько уменьшается e_R за счет уменьшения э.д.с. взаимоиндукции. К тому же самому ведет выбор К/а, равного нечетному числу, и выбор ступенчатой обмотки (для мощных машин).

Для небольших машин (до 40—50 кВт) часто пазы на якоре выполняются скошенными примерно на одно пазовое деление. При этом уменьшается шум машины, так как не будут получаться резкие колебания индукции на концах полюсных наконечников, и уменьшаются колебания поля под дополнительными полюсами, что улучшает коммутацию.

Как отмечалось, н.с. дополнительных полюсов должна скомпенсировать в коммутационной зоне поперечную н.с. якоря и, кроме того, создать коммутирующее поле; следовательно, она должна быть равна (на пару полюсов):

F_д = tA + F_к.          (5-42)

Здесь н.с, создающая коммутирующее поле,

F_к »1,2·1,6B_кd_д,          (5-43)

где коэффициент 1,2 учитывает магнитные напряжения стальных участков магнитной цепи дополнительных полюсов и зубчатость якоря;
d_д, см — воздушный зазор под дополнительным полюсом;
В_к — индукция коммутирующего поля, которая определяется из равенства е_к=е_R, после подстановки в это равенство (5-39) и (5-38), Гс:

В_к = zA.          (5-44)

Вверх

Глава 6