содержание   .. 29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

2.1.5.

Коммутация ТЭД электровоза BЛ80C



Коммутация в тяговом двигателе—это процесс переключения коммутируемой секции обмотки якоря из одной параллельной ветви обмотки якоря в другую параллельную ветвь. Этот процесс сопровождается изменением направления тока в коммутируемой секции.

Коммутируемая секция — это секция обмотки якоря, закороченная щеткой накоротко.

В процессе коммутации в замкнутых накоротко секциях индуцируется реактивная ЭДС, равная сумме ЭДС самоиндукции eL и ЭДС взаимоиндукции ем, так как обычно в процессе коммутации участвует несколько секций, одновременно замкнутых накоротко щетками. Эта реактивная ЭДС ер = eL + ем, действуя в коммутируемой секции, сильно изменяет характер коммутации и вызывает образование добавочного тока, тока коммутации /к. Плотность тока под щетками становится неравномерной, увеличиваясь под сбегающими краями, что вызывает искрение, так как небольшая площадь электрического контакта между щеткой и сбегающей пластиной коллектора не может пропустить через себя значительный ток. Практически образуется искровой разряд между щеткой и сбегающей коллекторной пластиной. Тяговые двигатели обладают большой мощностью и работают при значительных частотах вращения, значит в коммутируемых секциях индуцируется значительная реактивная ЭДС ер и неблагоприятнее протекает процесс коммутации. Кроме того, при больших нагрузках из-за сдвига физической нейтрали относительно геометрической, расположенные на геометрической нейтрали коммутируемые секции оказываются в зоне действия магнитного потока, создаваемого током якоря, поэтому при вращении якоря в них так же, как и в остальных секциях, будут индуцироваться ЭДС, называемые ЭДС вращения едр. ЭДС вращения, созданная потоком якоря, ухудшает коммутацию, так как совпадает по направлению с реактивной ЭДС.

Основной причиной искрения в ТЭД является разрыв щетками остаточного тока, созданного в коммутируемой секции реактивной ЭДС ер и ЭДС вращения евр от действия магнитного потока якоря.

Чтобы коммутация тяговых двигателей постоянного тока была хорошей, без искрения под щетками, необходимо, чтобы величина внутреннего тока в закороченной щетками коммутируемой секции была близкой к нулю, т.е.:

Следовательно, улучшение коммутации может быть осуществлено тремя путями:

1) уменьшением реактивной ЭДС;

2) компенсацией реактивной ЭДС и ЭДС вращения от магнитного потока якоря некоторой добавочной коммутирующей ЭДС;

3) уменьшением токов коммутации, путем увеличения сопротивления цепи коммутируемой секции.

Уменьшение реактивной ЭДС достигается путем уменьшения индуктивности секции различными конструктивными методами. Все секции делают одновитковыми, пазы якоря открытыми и не очень глубокими до 4,5+5,5 см. Для выравнивания индуктивности всех секций, одну сторону каждой секции располагают в верхнем слое, а другую — в нижнем. Реактивная ЭДС уменьшается также путем уменьшения ширины щетки, так как при этом уменьшается число одновременно коммутируемых секций.

С целью компенсации реактивной ЭДС и ЭДС вращения от магнитного потока якоря применяют добавочные полюса, которые располагают между главными полюсами на геометрической нейтрали, т.е. там, где находится коммутирующая секция, замкнутая щетками накоротко. Магнитный поток добавочных полюсов направлен против магнитного потока якоря в коммутационной зоне и компенсирует его, т.е. не будет индуцироваться ЭДС вращения. Кроме того, поток добавочных полюсов индуцирует в коммутируемых секциях ЭДС ек, направленную против реактивной ЭДС ер . Это и есть коммутирующая ЭДС. Для того чтобы поле добавочных полюсов автоматически компенсировало ЭДС вращения при различных нагрузках, обмотку добавочных полюсов включают последовательно с обмоткой якоря, а их магнитную цепь делают ненасыщенной.

Третий путь улучшения коммутации направлен на увеличение сопротивления цепи коммутируемой секции. Для этого щетки выполняют элек-трографитированными с повышенным сопротивлением (до 0,01 Ом).

Кроме этого щетки выполняют разрезными (вдоль), за счет чего примерно в 2 раза увеличивается их сопротивление для поперечного тока (для продольного тока якоря разрез вдоль щеток их сопротивления почти не увеличивает).

В результате этих мероприятий внутренний ток Iк в коммутируемой секции будет близким к нулю и коммутация будет происходить без искрения под щетками.

Для уменьшения искрения под щетками коллектор якоря должен быть чистым, на щетки должно быть нормальное нажатие и должны быть выдержаны все размеры щеточного механизма.

содержание   .. 29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..