Metodi per migliorare la commutazione dei motori DC

Esistono principalmente i seguenti metodi per migliorare la commutazione di un motore CC:

1. Installare il palo del commutatore

Allo stato attuale, il metodo efficace è installare il palo del commutatore. Al fine di eliminare gli effetti negativi della forza elettromotrice indotta e interrompere la forza elettromotrice nel dispositivo di commutazione, viene adottato il polo di commutazione e il nucleo magnetico è chiamato nucleo magnetico del polo di commutazione. Il polo di direzione è collegato in serie con l'avvolgimento dell'armatura, la corrente dell'armatura è eccitata e la direzione del polo magnetico è invertita per generare la forza magnetomotrice opposta all'armatura. Oltre a superare la forza magnetomotiva di reazione dell'armatura, è anche stabilita nell'intercapedine d'aria in cui si trova l'elemento di commutazione. Campo magnetico di commutazione Bk. L'elemento di commutazione taglia Bk e genera una forza elettromotrice di commutazione Ek. La direzione di Ek è opposta alla direzione di Er+Ea per compensare l'effetto di Er+Ea e migliorare le prestazioni di commutazione.

Poiché Er+Ea è proporzionale alla corrente di armatura, anche il campo magnetico del polo di commutazione che genera Ek dovrebbe essere proporzionale alla corrente di armatura. Pertanto, l'avvolgimento di commutazione è collegato in serie con l'avvolgimento dell'armatura e il circuito magnetico di commutazione non deve essere saturo. Al fine di mantenere l'insaturazione del circuito magnetico del commutatore, una piastra di regolazione non magnetica di spessore appropriato viene solitamente inserita tra il giogo e il nucleo del polo del commutatore.

Ora, i motori DC superiori a 1kW sono dotati di pali del commutatore.

2. Scegli il pennello giusto

C'è resistenza di contatto tra la spazzola e il commutatore, che può ridurre la corrente aggiuntiva e migliorare le prestazioni del commutatore. I motori DC non utilizzano spazzole metalliche con bassa resistenza di contatto, ma utilizzano invece spazzole di carbone e spazzole di grafite. Tuttavia, non è possibile scegliere una spazzola con una grande resistenza a piacimento, altrimenti la caduta di tensione di contatto tra la spazzola e il commutatore aumenterà, il commutatore genererà più calore e la perdita di potenza sarà maggiore.

3. Liquidazione della compensazione

Il polo del commutatore supera l'influenza del campo magnetico di reazione dell'armatura in cui si trova l'elemento commutatore e la reazione dell'armatura oltre questo punto esiste ancora. Se questo effetto è forte, il flusso magnetico su entrambi i lati del polo magnetico avrà effetti diversi. Se la densità del flusso magnetico sul pezzo del polo è alta, la tensione dell'avvolgimento dell'armatura in questa posizione è troppo alta e la differenza di tensione tra i segmenti del commutatore ad esso collegati causerà scintille. In questo momento, l'avvolgimento di compensazione è disposto in serie con l'avvolgimento dell'armatura sul pezzo del polo magnetico principale e la corrente dell'armatura scorre attraverso l'avvolgimento di compensazione, che può eliminare completamente la reazione dell'armatura. Gli avvolgimenti di compensazione sono in realtà utilizzati solo per motori DC di grandi dimensioni.

4. Spostare la posizione del pennello

In un motore DC di piccola capacità senza un palo del commutatore, la spazzola può essere spostata con un angolo appropriato dal neutro geometrico per migliorare la commutazione. Per i generatori, le spazzole si muovono lungo l'armatura, per i motori, le spazzole si muovono lungo l'armatura. Pertanto, l'elemento di commutazione lascia la linea neutra geometrica ed entra nel polo magnetico principale. Il polo magnetico principale viene utilizzato per sostituire il polo magnetico direzionale, la forza elettromotrice indotta EF ed ER sono uguali in grandezza, opposti in direzione e si annullano reciprocamente, in modo da raggiungere lo scopo di migliorare la commutazione.

Lo svantaggio di questo metodo è che dopo che il pennello lascia la linea neutra geometrica, verrà generata una forza magnetomotiva dell'armatura ad asse diretto che smagnetizza il campo magnetico principale. In secondo luogo, poiché ER cambia con la dimensione del carico, EF dovrebbe anche cambiare con la dimensione del carico, che richiede che l'angolo di movimento della spazzola cambi con la dimensione del carico, il che è impossibile. Pertanto, questo metodo è adatto solo per motori con piccole variazioni di carico.

L'analisi di cui sopra si basa sul contatto completo tra la superficie del commutatore e la spazzola. Tuttavia, la superficie effettiva del commutatore è sempre impossibile da rotonda e polverosa. Le spazzole del motore DC ad alta velocità hanno ancora rimbalzo, in particolare la vibrazione del motore ferroviario stesso. In queste occasioni, di solito è necessario progettare una forza elettromotrice del commutatore più grande. Anche il motore DC con una forte variazione di carico dovrebbe essere progettato per avere una maggiore forza elettromotrice di commutazione.