Koji su metodi poboljšanja komutacije

Koji su metodi poboljšanja komutacije?

Definicija komutacije

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

Postoje tri glavna metoda poboljšanja komutacije.

• Komutacija otpornosti

• Komutacija E.M.F.

• Kompensacioni zavojnici

Komutacija otpornosti

U ovom metodu komutacije koristimo štapiće visokog električnog otpora za ostvarivanje beziskrinske komutacije. To se može postići zamjenom niskootpornih bakarnih štapića sa visokootpornim ugljenim štapićima.

Jasno možemo vidjeti slike da struja IC iz zavojnice C može doći do štapića na dva načina tokom 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 pratiti najkraći put, tj. prvi put, jer je njegov električni otpor relativno nizak jer je kraći od drugog puta.

Kada se koriste štapići visokog otpora, kao što 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 će smanjiti kako 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 specifični otpor vodilja.

l je dužina vodilja.

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

 Komutacija E.M.F.

Glavni razlog kašnjenja u obrtanju struje u zavojnici kratkog spoja tokom perioda komutacije je induktivnost zavojnice. U ovom tipu komutacije, reaktivna napona proizvedena zavojnicom zbog njenih induktivnih svojstava, neutralizira se proizvodnjom obrtanog E.M.F. u zavojnici kratkog spoja tokom perioda komutacije.

Reaktivna napona

Napona koji se podiže u zavojnici kratkog spoja zbog induktivnosti zavojnice, koja suprotstavlja obrtanju struje u njoj tokom perioda komutacije, naziva se reaktivna napona.

Možemo proizvesti obrtani E.M.F. na dva načina:

• Pomijeranjem štapića.

• Korištenjem međupolova ili polova komutacije.

 Metoda pomijeranja štapića komutacije

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

Metoda korištenja međupolova

 U ovom metodu, male polovi, tzv. međupolovi, fiksiraju se na yoke i stavljaju se između glavnih polova. Za generatore, njihova polaritet se poklapa s susjednim glavnim polovima, a za motore, s prethodnim glavnim polovima. Međupolovi induciraju E.M.F. u zavojnici kratkog spoja tokom perioda komutacije, suprotstavljajući se reaktivnoj naponi i osiguravajući beziskrinsku komutaciju.

Kompensacioni zavojnici

Ovo je najefikasniji način eliminacije problema armaturne reakcije i isparkavanja balansiranjem armaturnog magnetnog momenta. Kompensacioni zavojnici su postavljeni u rasjede pružene na licima polova paralelno s rotor (armatura) vodiljima.

Glavna nedostatak kompensacionih zavojnika je njihova visoka cena. Oni se uglavnom koriste u velikim mašinama podložnim teškim pretjeranim opterećenjima ili blokiranju, te u malim motorima koji zahtijevaju iznenadno obrtanje i visoku akceleraciju.