CC BY
7
И 3 В Е С Т И Я
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1966
Том 152
О КОММУТАЦИИ ЭМУ ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ С ГЛАДКИМ ЯКОРЕМ
А. Я. СКОРОСПЕШКИН
Рекомендовано семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники
В [1] отмечалось, что нами изготовлен и предварительно исследован ЭМУ поперечного поля с гладким якорем. Показано, что при значительных плотностях тока под щетками, превышающих 40 а/см2, искрение под щетками отсутствует, коммутация остается исключительно хорошей.
В настоящей статье приводятся некоторые дополнительные данные по механическим свойствам и коммутации усилителя с гладким якорем.
В первом варианте усилителя петлевая обмотка якоря состоит из одновитковых секций с диаметральным шагом.
Крепление обмотки осуществляется с помощью бандажей и эпоксидной смолы. После снятия основных характеристик (внешних, характеристик холостого хода), которые не отличаются от характеристик обычного ЭМУ поперечного поля, за исключением коэффициента усиления и быстродействия (они уменьшаются), были проведены исследования коммутации при раздельной и совместной работе щеток.
Усилитель имеет следующие данные:
Р=0,7 кет, С!= 30 в, 1 = 23,4 а, ц = 2900 об!мин-
при
и?с = 1, гс - 0?0014 ома.
Расчетные значения реактивной э. д. с. ех и э- д. с. вращения ев соответственно для поперечной и продольной цепей усилителя по [2] равны:
ещ = 0,016 в, еНС} = 0,03 в, егй = 0,04 в, 0,081 е.
Результирующие э. д. с. соответственно получаются равными:
еч = 0,046 в,
е& = 0Д21 в.
Расчет проводимостей при диаметральном шаге обмотки проводился по формулам [3]:
>тл = 4 Хл х.' 0.5.
I,
>.л = 0.5-/- .
471
где
/-гл— проводимость обмотки, соответствующая активной части гладкого якоря /гл-
ал — проводимость, соответствующая лобовой части обмотки якоря;
I л — длина лобовой части обмотки якоря, см, В связи с тем, что условия коммутации получаются удовлетворительными и в поперечной, и в продольной цепях усилителя, дополнительные полюсы из продольной цепи были удалены. Соответственно получается кривая поля обмотки управления (рис. 1) с участками (а)
У
Г*
Рис. 1. Кривая поля обмотки управления.
и (б) для большого и среднего пазов. Зубчатость кривой обусловлена наличием зубцов на статоре.
Длительное время проводились испытания на механическую надежность крепления обмотки с помощью эпоксидной смолы. Испытания проводились в течение двух месяцев от 5 до 8 часов ежедневно на холостом ходу, при номинальной нагрузке и превышающей номинальную. Никаких механических изменений и нарушений не наблюдается. Изменений в условиях коммутации также нет.
Исследования коммутации проводились при длительном режиме работы, установившемся тепловом состоянии коллектора и якоря, довольно стабильном характере кривых коммутируемых секций.
Осциллографировались кривые тока и поля при различных нагрузках- Следует отметить, что кривые тока, полученные при раздельном питании поперечной и продольной цепей и совместной работе щеток, не отличаются друг от друга. Поэтому приведенные на рис. 2 кривые тока, полученные при совместной работе щеток (компенсация единичная), позволяют судить об условиях коммутации в обеих цепях. Кривые 1 соответствуют поперечной цепи, кривые 2 — продольной для щеток различной полярности.
Рис. 2. Кривые тока при совместной работе щеток.
Из кривых 1 и 2 видно, что изменение тока в коммутируемых секциях приближается к прямолинейному. При этом определение действительного периода коммутации показало, что он в среднем на 25% меньше расчетного. Такой характер коммутации можно объяснить •Тем, что при наличии больших воздушных зазоров в зонах большого и среднего пазов и малых сопротивлениях секций, при малых величинах реактивных э. д. с. и э. д. с. вращения условия коммутации в усилителе с гладким якорем определяются в значительной мере сопротивлением щеточного контакта, изменяющемся в зависимости от плотности тока.
При таком характере кривых тока и нагрузках, как и в [1], искрение под поперечными и продольными щетками отсутствует. Такое положение говорит о том, что определяющими в коммутации являются факторы электромагнитного характера. И тем не менее, требования к механической точности изготовления коллектора не должны снижаться. При этом необходимо учитывать надежную работу кол-лекторно-щеточного аппарата и в целом машины.
Кроме того, при полученных условиях коммутации в усилителе -с гладким якорем снимается вопрос о размагничивающем действии
реакции коммутационных токов в поперечной цепи. Остается только размагничивающее действие реакции вихревых токов, которое можно определять по [4].
Кривым (рис 2) соответствует осциллограмма результирующей картины поля при совместной работе щеток (рис. 3). Отличие от рис. 1 состоит в перемещении и некотором искажении участка 1, обусловленные реакцией якоря. Здесь а—участок большого паза* б — среднего.
Рис. 3. Кривая поля при совместной работе щеток.
Таким образом, проведенные исследования коммутации в усилителе с гладким якорем выявляют ряд его достоинств: исключительно хорошие условия коммутации, возможность повышения плотности тока под щетками и в обмотке, высокие механические свойства. Проводится дальнейшая работа по повышению коэффициента усиления, увеличению быстродействия с намерением приблизить их к величинам, имеющим место в обычных ЭМУ поперечного поля. Тогда, учитывая указанные выше достоинства, можно будет ставить реально вопрос о практическом применении ЭМУ поперечного поля с гладким якорем в различных отраслях народного хозяйства.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. И. С к о р о с II е ш к и н, Ю. А. С тенанов. ЭМУ поперечного поля с глад-
ким якорем. «Электромеханика». № 10, 19М.
2. Я. С. Гурии, М. И. К у р о ч к и я. Проектирование машин постоянного токаг-
гаи, шн.
Арнольд, И. Л. Л а кур. Машины постоянного тока, том 1, 1931. Ф. А. Сердюк, А. И. С к о р о с и е ш к и н. Экспериментальное опредеМенме реакции коммутационных и вихревых токов в электрона шинных усилителях с поперечным нолем, Электромеханика, № 3, 19(51.
