лекторной пластиной 1, коммутируемая секция окажется замкнутой накоротко щеткой и ток в ней постепенно начнет уменьшаться. Следовательно, через коллекторную пластину / будет проходить ток £i = 0,5/h, а через пластину 2 протекает больший ток 1$=1,5/я, так как площадь соприкосновения пластины 2 со щеткой больше и потому сопротивление контакта между щеткой и коллекторной

а

I / 2

Рис. 5Л. Взаимное положение щетки и коллектора в процессе коммутации

пластиной меньше. Ток в коммутируемой секции будет иметь то же направление, что и до начала коммутации, но величина его будет меньше, чем /я(г=0,5/я). Когда же контактная поверхность щетки равномерно перекроет обе коллекторные пластины Rm,i=Rw,2 (рис. 5.1, в), ток в коммутируемой секции станет равным нулю t=0, так как r i = i2=0,5/H. Для последующего момента времени (рис. 5.1, г) токи в соединительных проводах примут значения: £i = l,5/jb 12=0,5/я- В конце коммутации для пятого момента времени (рис. 5.1, д) щетка будет полностью касаться коллекторной пластины / и коммутируемая секция уже не будет замкнута накоротко щеткой. При этом она будет принадлежать первой параллельной ветви обмотки якоря, и ток в ней становится равным /я, . но противоположно направленным току в начале коммутации. Токи в соединительных проводах i\-2.Ia и 12=0. Общий ток равен 2/я. Таким образом, за время пе-Рис. 5.2. График изменения тока сек- рехода щетки с коллекторной ции во времени r n . /

пластины 2 на пластину 1 произошло изменение тока в коммутируемой секции от +/я до 0 и от 0 до - /я. Указанное изменение тока происходит очень быстро: 0,0003-0,001 с. Иа рис. 5.1, е изображено положение щетки на коллекторных пластинах в процессе коммутации.

Иа рис. 5.2 представлен график изменения тока в секции по времени при переходе ее дважды из одной параллельной ветви в другую. Время Гц, в течение которого происходит процесс коммутации в секции, называют периодом коммутации. За время Т секции передвигаются между щетками различной полярности. Короткозамкну-тый контур (см. рис. 5.1, б) состоит из секции, двух коллекторных пластин и .щетки; сопротивлениями самой секции и соединительных проводников между секцией и коллекторными пластинами пренебрегаем, так как они незначительны по сравнению с сопротивлени-. ями переходного контакта между щеткой и коллекторными пластинами. Обозначив сопротивления переходных контактов сбе-гающеш и набегающего краев щетки через ЯЩ2 и /?щь составим уравнение по второму закону Кирхгофа: 2е = 0. Это предположение соответствует, например, если п 0 или полному уравновешиванию всей суммы э. д. с. в контуре секции:

1е=2-ш1/,=0. ., . (5.1)

Кроме того, для узлов а и с по первому закону Кирхгофа

ii=/,-/; *а=/+ , (5.2)

где i - ток коммутируемой секции.

Изменение тока секции i определяется только изменением К\Щ1 и К\щ2, вследствие чего этот случай называют коммутацией сопро-

тивлениём. В рассматриваемые моменты времени щетка перекрывает по ширине участки коллекторных пластин: bmi = vvt;- Ьщ2= = vlt(TK-t); bm=vKT, где vK--окружная скорость коллектора. Площади'касания-щетки с коллекторными пластинами 2 и / будут: 5i = brm/im; 52=6щ2щ. полная площадь контакта 5Щ=&Щ/Щ, где /щ - длина щеток. Учитывая, что контактное сопротивление обратно пропорционально площади контакта, выражения для переходных сопротивлений между щеткой и коллекторной пластиной запи--шем в следующем .виде:

Rm.il Rm=Зщ! $1 = luivTJ УшРк* ) - 1Jt;

RIRn=sjs2=imvjj[iK{TK-t)]=Tj{TK-t),

Ru*=Ra?Jt; R=RTKl{TK-h). (5.3)

Подставляя в (5.1) значения токов ц и /г из (5.2) и сопротивлений Ran й Лщ2 из (5.3), получим

(Ru

Rn2)l(Rni+ /?ue)=/ (i-2W

(5.4)

Коммутацию, соответствую- щую изменению тока по (5.4), называют прямолинейной, так. как ток в короткозамкнутой секции изменяется по прямолинейному закону. На рис. 5.3 показан график изменения тока в коммутируемой секции i=f{t), построенный согласно (5.4). Прямолинейная коммутация является наиболее благоприятной, так как только прн ней обеспечивается одно из основных условий работы щеток без искрения, а именно-равномерная плотность тока Под .щетками:

Рис. 5.3. График прямолинейной коммутации

7щ1 =?Ji/Smi = 2/я/(щ*щ)- Лц2=hISna=2/,/(/щ&ш).

(5.5)

§ 5.2. Замедленная и ускоренная коммутации

В действительности SeO. В коммутируемой секции возникают э. д. с. самоиндукции eL, взаимоиндукции ем и вращения ек.

Э. д. с. самоиндукции eL. Так как период коммутации очень мал (яз 10-4 с), то в коммутируемой секции возникает э. д. с. самоиндукции eL=-L(di/dt) (L - индуктивность секции), которая стре-мится замедлить коммутацию, так как в результате самоиндукции изменение тока в цепи всегда замедляется.

Э. д. с. взаимоиндукции ем. Обычно щетка машины перекрывает несколько коллекторных пластин, т. е. ЬЩ>ЬК.. Поэтому коммутация