Магнитное поле машины постоянного тока
Рис.7. Магнитное поле машины постоянного тока:
поле от обмотки возбуждения (а); поле от обмотки якоря (б); поле результирующее (в).
Её происхождение объясняется следующим образом (рис.7):
· при протекании тока только по обмотке возбуждения создаётся магнитное поле главных полюсов. Оно распределяется симметрично продольной оси машины, поэтому его называют продольным;
· при протекании тока только по обмотке якоря, создаётся магнитное поле якоря. Оно направлено поперёк оси полюсов и его называют поперечным.
· на самом же деле при работе электрической машины ток протекает, как по обмотке возбуждения, так и по обмотке якоря. Это приводит к тому, что магнитное поле якоря накладывается на магнитное поле главных полюсов и результате образуется результирующее магнитное поле главных полюсов.
Оно распределяется в основном по краям полюсов. Например, по северному полюсу оно распределяется следующим образом. Под его правым краем усиленное, так как магнитные силовые линии поля возбуждения и поля якоря направлены согласованно. Под левым краем – магнитное поле ослабленное, так как магнитные силовые линии поля якоря направлены встречно таким же линиям поля главных полюсов. Магнитное поле по краям южного полюса распределяется наоборот.
Таким образом, результирующее магнитное поле главных полюсов получилось искаженным и несимметричным. Из-за этого, что физическая нейтраль сместилась относительно геометрической на некоторый угол b (у двигателей против вращения).
Примечание: геометрическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси главных полюсов. Физическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси магнитного поля возбуждения, соединяющая точки окружности якоря с индукцией равной нулю.
КРУГОВОЙ ОГОНЬ НА КОЛЛЕКТОРЕ.
Круговой огонь это мощная электрическая дуга возникающая на коллекторе при соответствующих условиях механического и электрического характера. Эти причины вызывают искрение, преходящее в дуговой разряд, а затем и в круговой огонь.
Причинами механического характера, вызывающими круговой огонь являются:
· неправильно настроенная коммутация на заводе-изготовителе или в депо после ТО или ТР неправильно установлена траверса;
· заволакивание межламельного пространства медью коллекторных пластин или неправильно снятые фаски с коллекторных пластин, что затрудняет выдувание щёточной пыли.
· грязный коллектор, миканитовый (изоляционный) конус, изоляторы кронштейнов, выступание миканитовых пластин коллектора;
· неправильно установлены щёткодержатели относительно коллектора;
· перекос или тугое перемещение щёток в щёткодержателе из-за неправильно выполненных зазоров;
· неправильно отрегулировано давление на щётки, непросушенные щётки или не притёртые к коллектору;
· установка щёток различных марок;
· выработка коллектора или его биение выше нормы.
Причины электрического характера:
· увеличение межламельного напряжения на коллекторе, происходящее в двух случаях. Первый случай - боксование в режиме тяги: увеличивается частота вращения якоря, противо-э.д.с., напряжение на всём коллекторе, а значит и межламельное напряжение. Второй - рекуперативное торможение, когда напряжение в контактной сети возрастает до величины 4000 В, особенно на П соединении тяговых электродвигателей, или в обоих режимах броски напряжения в контактной сети;
· увеличение реакции якоря приводящее к неравномерному распределению межламельного напряжения по окружности коллектора. Её увеличение может иметь место в режиме рекуперативного торможения из-за неправильноустановленного соотношенииIя / Iв(более 2,3 на Пи более 4 на СП соединении тяговых электродвигателей) или же в режиме тяги при глубоком ослаблении возбуждения: параллельное соединение тяговых двигателей с применением позиций ОП3 и ОП4 тормозной рукоятки контроллера машиниста.
При увеличении межламельного напряжения до 34-36 В, да ещё при наличии причин механического характера, возникшее искрение переходит в дуговой разряд. Воздух вокруг дуги ионизируются, то есть становится токопроводящим. В зависимости от состояния коллекторно-щёточного узла, его чистоты и влажности воздуха дуга соединяет коллекторные пластины между плюсовыми и минусовыми щёткодержателями (чистый коллектор, конус, сухой воздух) или коллекторные пластины всего коллектора (круговой огонь) при грязном коллекторе, конусе и влажном воздухе. В этом случае воздух уже ионизируется уже вокруг всего коллектора и дуга перебрасывается на остов или сердечники полюсов.
Последствия кругового огня:оплавление меди по петушкам, по концам ламелей, почернение коллектор, обгар изоляционного (миканитового) конуса и повреждение глазури изоляторов кронштейнов
щёткодержателей.
Меры, исключающие образование кругового огня:
правильно настроенная коммутация,
правильное содержание коллекторно-щёточного узла и правильная эксплуатация.
Примечание: межламельное напряжение определяется по формуле:
2 P Uк 2 3 1500
DUк = ----------------; для тягового электродвигателя ТЛ-2К1 оно равно DUк ------------------- = 17,1 В
К 525
где DUк - межламельное напряжение;
P – число пар полюсов;
Uк – напряжение на коллекторе;
K – число коллекторных пластин;
https://studopedia.su/10_87371_l--tema-kommutatsiya-v-mashinah-postoyannogo-toka.html