Koji su metode poboljšanja komutacije

Koji su metodi poboljšanja komutacije?

Definicija komutacije

Kmutacija je proces obrtanja struje u zavojnici kako bi se motor efikasno održao u radu.

Postoje tri glavna metoda poboljšanja komutacije. 

• Komutacija otpora

• Komutacija E.M.F.

• Kompensacijske zavojnice

Komutacija otpora

U ovom metodu komutacije koristimo štapiće s visokim električnim otporom kako bismo dobili komutaciju bez iskre. To može biti postignuto zamjenom niskootpornih bakrenih štapića sa visokootpornim ugljenečkim štapićima.

Jasno možemo vidjeti na slici da struja IC iz zavojnice C može doći do štapića na dva načina tijekom perioda komutacije. Jedan put je direktno kroz segment komutatora b i do štapića, a drugi put je prvo kroz zavojnicu B kratkog spoja, a zatim kroz segment komutatora a i do štapića. Kada je otpor štapića nizak, struja IC iz zavojnice C će slijediti najkraci put, odnosno prvi put, jer je njegov električni otpor relativno nizak budući da je kraći od drugog puta.

Kada se koriste štapići s visokim otporom, tada, dok se štapić kreće prema segmentima komutatora, površina kontakta štapića i segmenta b smanjuje, a površina kontakta s segmentom a povećava. Sada, budući da je električni otpor obrnuto proporcionalan površini kontakta, otpor Rb će povećati, a Ra smanjiti dok se štapić kreće. Tada će struja preferirati drugi put kako bi stigla do štapića.

Ovaj metod osigurava brzo obrtanje struje u željenom smjeru, poboljšavajući komutaciju.

ρ je specificni otpor voditelja.

l je duljina voditelja.

A je presjek voditelja (u ovom opisu koristi se kao površina kontakta).

 Komutacija E.M.F.

Glavni razlog kašnjenja u obrtanju struje u zavojnici kratkog spoja tijekom perioda komutacije je induktivnost zavojnice. U ovom tipu komutacije, reaktivna napona proizvedena zavojnicom zbog njenih induktivnih svojstava, neutralizira se stvaranjem obrtanog emf-a u zavojnici kratkog spoja tijekom perioda komutacije.

Reaktivna napona

Površanje napona u zavojnici kratkog spoja zbog induktivnosti zavojnice, koje suprotstavlja obrtanju struje u njoj tijekom perioda komutacije, naziva se reaktivna napona.

Možemo proizvesti obrtani emf na dva načina

• Pomakom štapića.

• Korištenjem međupolova ili komutacijskih polova.

 Metoda pomaka štapića za komutaciju

 U ovom metodu poboljšanja komutacije, štapići se pomaknu unaprijed za DC generator, a unazad za motor kako bi se proizvela dovoljna obrtana emf za eliminaciju reaktivne napone. Kada se štapići pomaknu unaprijed ili unazad, to dovodi zavojnicu kratkog spoja pod utjecaj sljedećeg pola suprotne polariteta. Tada će strane zavojnice rezati potrebni fluks s glavnih polova suprotne polariteta kako bi proizvele dovoljnu obrtanu emf. Ovaj metod rijetko se koristi jer za najbolji rezultat, uz svaku varijaciju opterećenja, štapići moraju biti pomaknuti.

Metoda korištenja međupolova

 U ovom metodu, male polovi, tzv. međupolovi, fiksiraju se na juk i postavljaju se između glavnih polova. Za generatore, njihova polaritet se podudara s susjednim glavnim polovima, a za motive, s prethodnim glavnim polovima. Međupolovi induciraju emf u zavojnici kratkog spoja tijekom perioda komutacije, protivodeći reaktivnoj naponi i osiguravajući komutaciju bez iskre.

Kompensacijske zavojnice

To je najefikasniji način eliminacije problema armaturne reakcije i iskre preko ravnoteže armaturnog mmf. Kompensacijske zavojnice su postavljene u otvore u polovima paralelno s rotorom (armaturom) voditeljima.

Glavni nedostatak kompensacijskih zavojnica je njihova visoka cijena. Glavni se koriste u velikim strojevima podložnim teškim preopterećenjima ili blokiranju, te u malim motorima koji zahtijevaju brzo obrtanje i visoku akceleraciju.