Коммутации необходимо

В электрических цепях, содержащих в общем случае рези-стивный, индуктивный и емкостный элементы, переходный процесс возникает при включении, выключении и изменении параметров цепи. Такие действия в общем случае называют коммутацией электрической цепи или просто коммутацией. После коммутации изменяется энергия индуктивного WL=I2L/2 и емкостного Wc--CU2/2 элементов. Поскольку энергия мгновенно изменяться не мож:ет, следовательно, не может изменяться мгновенно ток в индуктивности и напряжение на емкости. Из этого вытекают два важных положения (их называют законами коммутации), без знания которых невозможно рассчитывать и анализировать переходные процессы в электрических цепях.

Второй закон коммутации: напряжение на емкости после коммутации Мс(0+) при t = 0+ имеет такое же значение, что и до коммутации:

Для определения постоянных интегрирования Л, и Аг обратимся, как и в других задачах, к законам коммутации для индуктивного [см. (5.1)] и емкостного [см. (5.2)] элементов. До коммутации и, в частности в момент времени t = 0_ , непосредственно предшествовавший коммутации, напряжение на емкостном элементе равнялось ЭДС Е источника, а тока в индуктивном элементе не было. Поэтому

где постоянные AI и Аг определяются на основании законов коммутации. Напряжение на емкостном элементе и ток во время предельного апериодического процесса разрядки

Согласно второму закону коммутации напряжение на емкостном элементе не может изменяться скачком. Значение этого напряжения до коммутации сохраняется и в первый момент после коммутации.

Для определения постоянных интегрирования -4, и А г обратимся, как и в других задачах, к законам коммутации для индуктивного [см. (5.1)] и емкостного [см. (5.2)] элементов. До коммутации и, в частности в момент времени t = 0_ , непосредственно предшествовавший коммутации, напряжение на емкостном элементе равнялось ЭДС Е источника, а тока в индуктивном элементе не было. Поэтому

где постоянные AI и Аг определяются на основании законов коммутации. Напряжение на емкостном элементе и ток во время предельного апериодического процесса разрядки

ший коммутации, напряжение на емкостном элементе равнялось ЭДС Е источника, а тока в индуктивном элементе не было. Поэтому

где постоянные А! и Аг определяются на основании законов коммутации. Напряжение на емкостном элементе и ток во время предельного апериодического процесса разрядки

В момент коммутации напряжение в сети

Ток в реостате R после коммутации совпадает по фазе с напряжением и изменяется по следующему закону:

При прозвонке проводов вторичной коммутации необходимо предотвратить возможность касания людей к этим проводам. В случае работы в сыром помещении и использовании при прозвонке индуктора работающие должны быть снабжены диэлектрическими галошами.

Условие безыскровой коммутации — выход сбегающей коллекторной пластины из-под щетки без разрыва тока, для чего в момент окончания коммутации необходимо выполнение условия t'i=0. По-

Для получения прямолинейной коммутации необходимо скомпенсировать магнитные поля, в которых

Чтобы снизить ?д, надо уменьшить 2е либо увеличить 2г. Улучшение коммутации практически достигается путем правильного подбора щеток. Для улучшения коммутации желательно выбирать щетки с высоким активным сопротивлением, но увеличение сопротивления щеток приводит к увеличению потерь и нагреву щеток, что может ухудшить коммутацию. При расчете коммутации необходимо правильно удовлетворить противоречивые требования.

Для безыскровой коммутации необходимо, чтобы

сумме ЭДС (ер+ет). Так как ЭДС ер и е„р изменяются прямо пропорционально линейной скорости якоря, а ЭДС ет от нее не зависит, то осуществить равенство (7.1) на практике не удается. Особенно неблагоприятные условия возникают при пуске в ход, когда ЭДС ет достигает относительно больших значений из-за увеличения потока, обусловленного возрастанием тока. Для достижения удовлетворительной коммутации необходимо ограничить ЭДС трансформации. Для этой цели целесообразно увеличивать число пластин коллектора и уменьшать число витков в секции обмотки якоря. Для снижения тока в коммутируемых секциях следует выбирать щетки с большим сопротивлением.

При анализе условий коммутации необходимо различать два класса машин постоянного тока: машины малой мощности (меньше 100 кет) и машины средней и большой мощности (больше 100 кет).

Для безыскровой коммутации необходимо, чтобы

т. е. для выполнения этого условия требуется, чтобы ЭДС евр была равна по амплитуде и противоположна по знаку геометрической сумме ЭДС (ер + ет). Так как ЭДС ер и евр изменяются прямо пропорционально линейной скорости якоря, а ЭДС ет от нее не зависит, то осуществить равенство (7.1) на практике не удается. Особенно неблагоприятные условия возникают при пуске в ход, когда ЭДС ет достигает относительно больших значений из-за увеличения потока, обусловленного возрастанием тока. Для достижения удовлетворительной коммутации необходимо ограничить ЭДС трансформации. Для этой цели целесообразно увеличивать число пластин коллектора и уменьшать число витков в секции обмотки якоря. Для снижения тока в коммутируемых секциях следует выбирать щетки с большим сопротивлением.

Ранее было показано, что для улучшения условий коммутации необходимо смещать щетки за физическую нейтраль, т. е. в зону соответствующего главного полюса. Учитывая это, можно сделать выводы, что полярность дополнительного полюса (см. 12.11) должна быть такой же, как главного полюса, в зону которого следовало бы смещать щетки для улучшения условий коммутации машины без дополнительных полюсов. При изменении направления вращения обычно изменяется направление тока якоря и, следовательно, полярность дополнительных полюсов. Вследствие этого условия коммутации машины с дополнительными полюсами при изменении направления вращения не ухудшается.

Таким образом, в конечном счете в теории коммутации рассматриваются две э. д. с. — ргактивная э. д. с. секции ег и коммутирующая э. д. с. ек. Для достижения наилучших условий коммутации необходимо, чтобы эти э. д. с. имели различные направления и были равны по значению (прямолинейная коммутация) или чтобы ек была несколько больше ег (слегка ускоренная коммутация). Для этого коммутирующее поле должно иметь направление, противоположное направлению поля реакции якоря.