Hva er metodene for å forbedre kommutasjon?

Hva er metodene for å forbedre kommutasjon?

Definisjon av kommutasjon

Kommutasjon er prosessen med å omvende strømmen i spolen for å holde motoren i effektiv drift.

Det er tre hovedmetoder for å forbedre kommutasjon.

• Motstandskommutasjon

• E.M.F. kommutasjon

• Kompenserende vindinger

Motstandskommutasjon

I denne metoden for kommutasjon bruker vi pensler med høy elektrisk motstand for å få gnistefri kommutasjon. Dette kan oppnås ved å erstatte pensler med lav motstand (kobber) med pensler med høy motstand (karbon).

Vi kan tydelig se fra bildet at strømmen IC fra spolen C kan nå penslen på to måter i kommutasjonsperioden. En vei er direkte gjennom kommutatorsegmentet b og til penslen, og den andre veien er først gjennom kortslutningsspolen B, deretter gjennom kommutatorsegmentet a og til penslen. Når penslemotstanden er lav, vil strømmen IC fra spolen C følge den korteste veien, det vil si den første veien, fordi dens elektriske motstand er relativt lav fordi den er kortere enn den andre veien.

Når pensler med høy motstand brukes, vil kontaktarealet mellom penslen og segmentet b minker, mens kontaktarealet med segmentet a øker når penslen beveger seg mot kommutatorsegmentene. Da vil den elektriske motstanden Rb øke og Ra minke som penslen beveger seg. Da vil strømmen foretrekke den andre veien for å nå penslen.

Denne metoden sikrer rask omvending av strøm i ønsket retning, noe som forbedrer kommutasjonen.

ρ er lederens resistivitet.

l er lengden på lederen.

A er tverrsnittet av lederen (her brukes det som kontaktflate).

 E.M.F. kommutasjon

Den hovedmessige grunnen til forsinkelsen av strømreverseringstiden i kortslutningsspolen under kommutasjonsperioden er spolens induktive egenskaper. I denne typen kommutasjon neutraliseres reaktansespenningen produsert av spolen på grunn av dens induktive egenskaper, ved å produsere en reverserende e.m.f. i kortslutningsspolen under kommutasjonsperioden.

Reaktansespenning

Spenningsstigningen i kortslutningsspolen på grunn av spolens induktive egenskaper, som motarbeider strømreverseringen i den under kommutasjonsperioden, kalles reaktansespenning.

Vi kan produsere reverserende e.m.f. på to måter

• Ved penslejustering.

• Ved bruk av interpoler eller kommutasjonspoler.

 Penslejusteringsmetode for kommutasjon

 I denne metoden for å forbedre kommutasjon flyttes penslene i foroverretning for DC-generatorer og bakover for motorer for å produsere tilstrekkelig reverserende e.m.f. for å eliminere reaktansespenningen. Når penslene justeres forover eller bakover, bringes kortslutningsspolen under påvirkning av neste pol, som har motsatt polaritet. Da vil sidene av spolen kutte nødvendig flux fra hovedpoler med motsatt polaritet for å produsere tilstrekkelig reverserende e.m.f. Denne metoden brukes sjeldent fordi for best resultat må penslene justeres med hver variasjon i belastning.

Metode for bruk av interpoler

 I denne metoden fikseres små poler, kalt interpoler, til yoken og plasseres mellom hovedpolene. For generatorer samsvarer deres polaritet med de nærliggende hovedpolene, og for motorer samsvarer den med de forrige hovedpolene. Interpolerne inducerer en e.m.f. i kortslutningsspolen under kommutasjonsperioden, motvirker reaktansespenningen og sikrer gnistefri kommutasjon.

Kompenserende vindinger

Dette er den mest effektive metoden for å eliminere problemet med armaturreaksjon og flashtilfeller ved å balansere armaturets mmf. Kompenserende vindinger plasseres i spoler som er plassert i spoler i polflater parallelt med rotor (armatur) ledere.

Den største ulemper med kompenserende vindinger er deres høye kostnad. De brukes hovedsakelig i store maskiner som er utsatt for tunge overbelastninger eller plugging, og i små motorer som krever plutselige reverseringer og høy akselerasjon.