Beralih di mesin DC

Beralih pada mesin DC dipahami sebagai fenomena yang disebabkan oleh perubahan arah arus pada kabel belitan angker ketika mereka bergerak dari satu cabang paralel ke cabang lainnya, yaitu ketika melintasi garis di mana sikat berada ( dari bahasa Latin commulatio - ubah). Mari kita pertimbangkan fenomena pergantian menggunakan contoh angker cincin.

Dalam gambar. 1 menunjukkan pemindaian bagian belitan angker yang terdiri dari empat kabel, bagian kolektor (dua pelat kolektor) dan sikat. Kabel 2 dan 3 membentuk loop yang diaktifkan, yang pada gambar. 1, a ditunjukkan pada posisi yang ditempatinya sebelum beralih, pada gambar. 1, c — setelah beralih, dan dalam gbr. 1, b — selama periode peralihan. Gulungan kolektor dan angker berputar ke arah yang ditunjukkan oleh panah dengan kecepatan putaran n, sikat tidak bergerak.

Pada saat sebelum beralih, arus angker Iya melewati sikat, pelat kolektor kanan dan dibagi dua antara cabang paralel dari belitan angker. Kabel 1, 2 dan 3 dan kabel 4 membentuk cabang paralel yang berbeda.

Setelah beralih, kabel 2 dan 3 dialihkan ke cabang paralel lain, dan arah arus di dalamnya berubah menjadi sebaliknya. Perubahan ini terjadi dalam waktu yang sama dengan periode peralihan Tk, yaitu dalam waktu yang dibutuhkan sikat untuk berpindah dari pelat kanan ke kiri yang berdekatan (sebenarnya sikat tumpang tindih dengan beberapa pelat pengumpul sekaligus, tetapi pada prinsipnya hal ini tidak mempengaruhi proses peralihan) ...

Beras. 1. Diagram proses switching saat ini

Salah satu momen periode peralihan ditunjukkan pada Gambar. 1, b. Rangkaian yang akan disaklar ternyata adalah hubung singkat dari pelat kolektor dan sikat. Karena selama periode pergantian ada perubahan arah arus dalam loop 2-3, ini berarti arus bolak-balik mengalir melalui loop, menciptakan fluks magnet bolak-balik.

Yang terakhir menginduksi e.Dalam loop yang diaktifkan. dll. v. eL induksi sendiri atau reaktif e. dll. v. Menurut prinsip Lenz, mis. dll. c. induksi sendiri cenderung menjaga arus dalam kawat dalam arah yang sama. Oleh karena itu, arah eL berimpit dengan arah arus dalam loop sebelum beralih.

Di bawah pengaruh e. dll. c.induksi sendiri dalam hubung singkat 2-3, id arus tambahan yang besar mengalir, karena resistansi loop kecil. Pada titik kontak sikat dengan pelat kiri, arus id diarahkan ke arus angker, dan pada titik kontak sikat dengan pelat kanan, arah arus ini bertepatan.

Semakin dekat ke akhir periode peralihan, semakin kecil area kontak sikat dengan pelat kanan dan semakin tinggi kerapatan arus. Pada akhir periode peralihan, kontak sikat dengan pelat kanan putus dan busur listrik terbentuk.Semakin tinggi ID saat ini, semakin kuat busurnya.

Jika sikat terletak pada netral geometris, maka di sirkuit sakelar fluks magnet angker menginduksi e. dll. v. rotasi Ibrani. Dalam gambar. 2 menunjukkan pada skala yang diperbesar konduktor dari loop sakelar yang terletak pada netral geometris dan arah e. dll. c.induktansi diri eL untuk generator bertepatan dengan arah arus jangkar di kabel ini sebelum beralih.

Arah Heb ditentukan oleh aturan tangan kanan dan selalu bertepatan dengan arah eL. Akibatnya, id semakin meningkat. Busur listrik yang dihasilkan antara sikat dan pelat kolektor dapat merusak permukaan kolektor, mengakibatkan kontak yang buruk antara sikat dan kolektor.

Beras. 2. Arah gaya gerak listrik pada putaran pergantian

Untuk meningkatkan kondisi peralihan, sikat dialihkan ke netralitas fisik. Ketika sikat terletak pada netral fisik, koil yang disertakan tidak melewati fluks magnet eksternal dan e. dll. v. rotasi tidak diinduksi. Jika Anda memindahkan kuas di luar netralitas fisik seperti yang ditunjukkan pada gambar. 3, kemudian dalam loop yang diaktifkan fluks magnet yang dihasilkan akan menginduksi e. dll. dengan ek yang arahnya berlawanan dengan arah e. dll. v. induksi diri eL.

Dengan cara ini, tidak hanya e.Ini akan dikompensasi. dll. v. rotasi, tetapi juga e. dll. v. induksi diri (sebagian atau seluruhnya). Seperti disebutkan sebelumnya, sudut geser netral fisik berubah sepanjang waktu, dan oleh karena itu sikat biasanya dipasang offset pada beberapa sudut rata-rata.

Pengurangan e. dll. dengandalam loop yang disertakan menyebabkan penurunan id saat ini dan melemahnya pelepasan listrik antara sikat dan pelat kolektor.

Dimungkinkan untuk memperbaiki kondisi switching dengan memasang tiang tambahan (Ndp dan Sdn pada Gambar 4). Tiang tambahan terletak di sepanjang garis netral geometris. Untuk generator, tiang tambahan dengan nama yang sama terletak di belakang tiang utama searah putaran angker, dan untuk motor - sebaliknya. Belitan kutub tambahan dihubungkan secara seri dengan belitan jangkar sedemikian rupa sehingga fluks Fdp yang dibuat oleh mereka diarahkan ke fluks jangkar Fya.

Beras. 3. Arah gaya gerak listrik di loop switching saat sikat digerakkan di luar netral fisik

Beras. 4. Diagram rangkaian belitan kutub tambahan

Karena kedua fluks dibuat oleh arus tunggal (arus jangkar), dimungkinkan untuk memilih jumlah belitan belitan kutub tambahan dan celah udara di antara mereka dan jangkar sehingga nilai fluks sama di setiap jangkar saat ini. Fluks kutub bantu akan selalu mengkompensasi fluks angker dan dengan demikian e. dll. v. tidak akan ada rotasi di loop yang diaktifkan.

Kutub tambahan biasanya dibuat sedemikian rupa sehingga fluksnya menginduksi e di rangkaian sakelar. D. s sama dengan jumlah eL + Heb. Kemudian pada saat pemisahan sikat dari pelat kolektor kanan (lihat Gambar 1, c) tidak terjadi busur listrik.

Mesin arus searah industri dengan daya 1 kW dan lebih banyak dilengkapi dengan tiang tambahan.